Communication in Wavelength Multiplexed Optical Networks

Description

This thesis is mainly devoted to the study of "communication in wavelength multiplexed optical networks", from which arise algorithmic and graph theoretic problems. The main issue in WDM (Wavelength Division Multiplexed) all-optical communication networks can be stated as follows. Connection requests between pairs of source-destination network nodes are to be established, by assigning each of them a colored path, so that no two paths use the same link with the same color. The goal is then to minimize the total number of colors (i.e. wavelength) used. The first part made of three chapters is written in french, while the second part contains six articles given in annex. The first chapter contains an exposition of the basic physical and engineering principles on which modern optical networks are based. In the second chapter are presented the formulatio- ns of the basic problems in the area, their formalization as algorithmic and graph theoretic problems, and the relations between them. The third chapter contains a survey of the most relevant work in the area.

Abstract (French)

Les résultats obtenus dans cette thèse portent principalement sur l'étude des "communications dans les réseaux optiques par multiplexage en longueur d'onde". Ils s'inscrivent dans une thématique d'allocation des ressources en vue de réaliser des communications dans un réseau. La problématique générale que nous avons considérée peut se résumer de la manière suivante. Il s'agit de satisfaire dans un réseau optique une famille de requêtes de connexion, appelée instance de communication et formée de couples de noeuds (source, destination). La satisfaction d'une requête passe par l'attribution d'un chemin dans le réseau et d'une longueur d'onde sur les liens utilisés, avec la contrainte que deux requêtes ne peuvent pas utiliser le même lien avec la même longueur d'onde. L'objectif dans ce cadre est de minimiser l'utilisation des ressources optiques, c'est-à-dire le nombre total de longueurs d'onde permettant de satisfaire l'instance donnée. Dans le chapitre 1, nous présentons la technologie optique pour les télécommunications, afin de préciser le cadre technique de notre recherche et d'aider le lecteur informaticien à la compréhension des contraintes physiques sous-jacentes à la modélisation théorique. Dans le chapitre 2, nous posons la problématique étudiée au cours de la thèse et nous donnons la modélisation qui a servi de base à nos recherches. Le chapitre 3 est une synthèse des résultats obtenus dans la littérature concernant principalement le problème du routage optique. Le reste de la thèse est constituée des annexes qui rassemblent les articles publiés, dans le format des rapports de recherche.

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