Seleção Otimizada de Enlaces Instáveis em Redes de Comunicação ATN/IPS
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Data
2019-12-13
Autores
Sernagiotto, Marco Aurelio [UNIFESP]
Orientadores
Rosset, Maria Cristina Vasconcelos Nascimento [UNIFESP]
Tipo
Dissertação de mestrado
Título da Revista
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Resumo
The aeronautical communications in the new concept of ATN-BR (Aeronautical Telecommunication Network -- Brazil) bring a new communication model, exclusively digital. As a result, network management becomes essential to ensure the continuity of communications. In this context, the heterogeneous network selection techniques cited in the literature are a way to perform the datalink selection based on criteria that meet the requirements of communication services and users of this aeronautical network. The aim of this document is to present an integrated optimization model to select aeronautical network links, maximizing network usage while minimizing the difference in capacity utilization between datalinks (load balancing). To achieve this goal, multicriteria evaluation techniques are combined with a multiobjective optimization method. For the analysis of subjective criteria the AHP method (Analytic Hierarchy Process) is used and for the objective criteria, the utility functions are used. The criteria are combined with the SAW (Simple Additive Weighting) compensatory multicriteria method to evaluate possible datalink-packet combinations. And ɛ-Restricted multiobjective optimization provides Pareto-optimal boundary values as the balancing levels (ɛ) are set for the network. The datalink selection problem is approached through a case study, with data generated based on the real ATN-Br data. The results obtained in this case study indicate that there is a trade-off value that maximizes profit use and minimizes the difference in link usage (difference between available bandwidth used rates) without causing an increase in packet loss. Thus, the presented solution offers network managers a reference for optimized operation of ATN-Br, ensuring the continuity of the most critical (priority) communications, even in scenarios of link instability.
As comunicações aeronáuticas no novo conceito da ATN-Br (Aeronautical Telecommunication Network - Brazil) trazem um novo modelo de comunicação, exclusivamente digital. Com isso, o gerenciamento da rede torna-se fundamental para garantir a continuidade das comunicações. Nesse contexto, as técnicas de seleção de redes heterogêneas presentes na literatura são uma forma de realizar a seleção de enlaces apoiada em critérios que atendam aos requisitos dos serviços de comunicação e dos usuários dessa rede aeronáutica. O objetivo deste trabalho é apresentar um modelo de otimização integrado para selecionar os enlaces da rede aeronáutica, maximizando o uso da rede e minimizando a diferença de uso da capacidade entre os enlaces (balanceamento de carga). Para viabilizar esse objetivo, são utilizadas técnicas de avaliação multicritério combinadas a um método de otimização multiobjetivo. Para a análise de critérios subjetivos é utilizado o método AHP (Analytic Hierarchy Process) e para os critérios objetivos, as funções de utilidade. Os critérios são combinados utilizando o método multicritério compensatório SAW (Simple Additive Weighting) para avaliação das possíveis combinações entre enlaces e pacotes. A otimização multiobjetivo ɛ-Restrito oferece valores da fronteira Pareto-ótima à medida em que são definidos os níveis de balanceamento (ɛ) para a rede. A abordagem do problema de seleção de enlaces é feita através de um estudo de caso, com dados gerados baseados nos dados reais da ATN-Br. Os resultados obtidos nesse estudo de caso indicam que há um valor de operação (trade-off) que maximiza o uso da rede (profit) e minimiza a diferença de uso dos enlaces (diferença entre as taxas de ocupação das bandas disponíveis), sem causar um aumento na perda de pacotes. Dessa forma, a solução apresentada oferece aos gestores da rede uma referência para a operação otimizada da ATN-Br, garantindo a continuidade das comunicações mais críticas (prioritárias), inclusive em cenários de instabilidade dos enlaces.
As comunicações aeronáuticas no novo conceito da ATN-Br (Aeronautical Telecommunication Network - Brazil) trazem um novo modelo de comunicação, exclusivamente digital. Com isso, o gerenciamento da rede torna-se fundamental para garantir a continuidade das comunicações. Nesse contexto, as técnicas de seleção de redes heterogêneas presentes na literatura são uma forma de realizar a seleção de enlaces apoiada em critérios que atendam aos requisitos dos serviços de comunicação e dos usuários dessa rede aeronáutica. O objetivo deste trabalho é apresentar um modelo de otimização integrado para selecionar os enlaces da rede aeronáutica, maximizando o uso da rede e minimizando a diferença de uso da capacidade entre os enlaces (balanceamento de carga). Para viabilizar esse objetivo, são utilizadas técnicas de avaliação multicritério combinadas a um método de otimização multiobjetivo. Para a análise de critérios subjetivos é utilizado o método AHP (Analytic Hierarchy Process) e para os critérios objetivos, as funções de utilidade. Os critérios são combinados utilizando o método multicritério compensatório SAW (Simple Additive Weighting) para avaliação das possíveis combinações entre enlaces e pacotes. A otimização multiobjetivo ɛ-Restrito oferece valores da fronteira Pareto-ótima à medida em que são definidos os níveis de balanceamento (ɛ) para a rede. A abordagem do problema de seleção de enlaces é feita através de um estudo de caso, com dados gerados baseados nos dados reais da ATN-Br. Os resultados obtidos nesse estudo de caso indicam que há um valor de operação (trade-off) que maximiza o uso da rede (profit) e minimiza a diferença de uso dos enlaces (diferença entre as taxas de ocupação das bandas disponíveis), sem causar um aumento na perda de pacotes. Dessa forma, a solução apresentada oferece aos gestores da rede uma referência para a operação otimizada da ATN-Br, garantindo a continuidade das comunicações mais críticas (prioritárias), inclusive em cenários de instabilidade dos enlaces.