Network Synthesis Problems

از آنجایی که صنعت مخابرات فناوری‌های پیچیده جدیدی را معرفی می‌کند، ماهیت خدمات و حجم تقاضاها تغییر کرده است. در واقع، طیف گسترده ای از خدمات جدید برای کاربران ظاهر می شود که صدا، داده، گرافیک، ویدئو و غیره را با هم ترکیب می کند. سیستم های انتقال فیبر که می توانند مقادیر زیادی داده را روی چند رشته سیم حمل کنند معرفی شدند. این سیستم ها دارای پهنای باند زیادی هستند که خرابی حتی یک لینک انتقال: در شبکه می تواند از دست دادن خدمات شدیدی برای مشتریان ایجاد کند. بنابراین، سطح بسیار بالایی از قابلیت اطمینان خدمات هم برای کاربران سیستم و هم برای ارائه دهندگان خدمات ضروری است. از آنجایی که نمی توان از خرابی ها و حوادث تجهیزات به طور کامل جلوگیری کرد، شبکه ها باید به گونه ای طراحی شوند که از خرابی ها "بقا" داشته باشند. این کار با نصب عاقلانه ظرفیت اضافی روی شبکه انجام می شود، به طوری که تمام ترافیک قطع شده توسط یک خرابی ممکن است از طریق این ظرفیت اضافی یا ذخیره به اطراف آن خرابی منحرف شود. این البته به سرمایه گذاری های کلان برای اپراتورهای شبکه تبدیل می شود. طراحی چنین شبکه‌های قابل بقای در حالی که هزینه‌های ظرفیت اضافی را به حداقل می‌رساند، جای تعجب نیست که دغدغه اصلی شرکت‌های عامل است که مشکلات ترکیبی بسیار دشواری را ایجاد می‌کند. برای بقای شبکه های مخابراتی، اساساً می توان از دو استراتژی مختلف استفاده کرد: حفاظت یا بازسازی. رویکرد حفاظت، ظرفیت اضافی را برای محافظت از هر عنصر شبکه به طور مستقل نشان می‌دهد، در حالی که رویکرد بازسازی، ظرفیت اضافی را در کل شبکه پخش می‌کند و در صورت لزوم از آن برای بازیابی ترافیک مختل شده استفاده می‌کند.

As the telecommunication industry introduces new sophisticated technologies, the nature of services and the volume of demands have changed. Indeed, a broad range of new services for users appear, combining voice, data, graphics, video, etc. This implies new planning issues. Fiber transmission systems that can carry large amounts of data on a few strands of wire were introduced. These systems have such a large bandwidth that the failure of even a single transmission link: in the network can create a severe service loss to customers. Therefore, a very high level of service reliability is becoming imperative for both system users and service providers. Since equipment failures and accidents cannot be avoided entirely, networks have to be designed so as to "survive" failures. This is done by judiciously installing spare capacity over the network so that all traffic interrupted by a failure may be diverted around that failure by way of this spare or reserve capacity. This of course translates into huge investments for network operators. Designing such survivable networks while minimizing spare capacity costs is, not surprisingly, a major concern of operating companies which gives rise to very difficult combinatorial problems. In order to make telecommunication networks survivable, one can essentially use two different strategies: protection or restoration. The protection approach preas­ signs spare capacity to protect each element of the network independently, while the restoration approach spreads the redundant capacity over the whole network and uses it as required in order to restore the disrupted traffic.