عنوان پایان‌نامه
طراحی بهینه ی شبکه ی توزیع در ارتباطات فیبر نوری با ساختار سلسله مراتبی سه سطحی:مطالعه ی موردی کرج
- رشته تحصیلی
- مهندسی صنایع
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی پردیس 2 فنی شماره ثبت: 3235;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 74652
- تاریخ دفاع
- ۲۹ خرداد ۱۳۹۵
- دانشجو
- محمد روان بخش
- استاد راهنما
- مسعود ربانی
- چکیده
- : امروزه پیاده سازی شبکه های فیبر نوری به یکی از چالش‌برانگیزترین مسائل برای اپراتورهای مخابراتی تبدیل شده است. شبکه فیبر نوری، فناوری ارتباطی کارآمد با پهنای باند کافی محسوب می‌شود که پیاده‌سازی آن، نیاز به هزینه سرمایه‌گذاری عظیمی دارد. طراحی بهینه ساختار فیزیکی شبکه، نقش حیاتی در کاهش این هزینه خواهد داشت و مکان‌یابی تسهیلات از عناصر مهم در این برنامه‌ریزی استراتژیک محسوب می‌شود. باوجود اهمیت کلیدی این موضوع، تاکنون مطالعات اندکی در این حوزه صورت گرفته است و همه این پژوهش‌ها، تنها به مدل‌سازی مسئله در سطح دسترسی پرداخته‌اند. اما با توجه به ارتباط بین سطوح مختلف، جهت رسیدن به جواب بهینه می‌بایست تمامی لایه‌ها به‌صورت یکپارچه در نظر گرفته شوند. بدین منظور در این پایان‌نامه، مسئله طراحی شبکه ارتباطی فیبر نوری با در نظر گرفتن هم‌زمان سطوح ستون فقرات و دسترسی در قالب دو مدل برنامه ریزی خطی عدد صحیح مختلط ارائه شده است. ساختار ستون فقرات در هر دو مدل از نوع حلقه می‌باشد و سطح دسترسی در مدل های اول و دوم به ترتیب با استراتژی های انشعاب تک لایه و چند لایه در نظر گرفته شده است. هدف مدل های ارائه شده، حداقل سازی مجموع هزینه‌های کابل و احداث اسپلیترها می‌باشد. جهت تطبیق با دنیای واقع، مفروضات مختلفی ازجمله تخصیص چندگانه برخی از گره‌های خاص و محدودیت پهنای باند دریافتی گره-های تقاضا نیز در مدل های پیشنهادی در نظر گرفته شده است. مدل در اندازه های کوچک در نرم-افزار GAMS اعتبار سنجی شده و جهت حل مسائل در ابعاد بزرگ تر، الگوریتم HGAPSO مورداستفاده قرارگرفته است که خروجی آن بر اساس شاخص‌های درصد شکاف و زمان پردازش با الگوریتم‌های شناخته شده GA و PSO مقایسه شده است. همچنین راه‌حل‌های به‌دست‌آمده از دو مدل نیز با یکدیگر مقایسه شده‌اند. درنهایت به‌منظور ارزیابی قابلیت مدل های پیشنهادی، طراحی شبکه توزیع فیبر نوری شهر کرج به‌عنوان مطالعه موردی، بررسی شده و تحلیل حساسیت بر روی پارامترهای مؤثر آن صورت گرفته است. کلیدواژه: شبکه فیبر نوری، مکان یابی هاب، ساختار سلسله مراتبی، الگوریتم فرا ابتکاری ترکیبی
- Abstract
- The deployment of fiber optical networks is currently one of the most challenging issues for telecommunication operators. Fiber optical network is the efficient communication technology with sufficient bandwidth. Deploying optical fiber, however, requires a huge investment, therefore topology design and optimization plays an important role. The facilities location is an important element in the design of fiber optical network. Despite of the key importance of this issue, few studies have been done in this area that all of the studies have been focused only on modeling the problem at access level. However, given the relationship between different levels, it is advantageous to address all levels as an integrated problem. So in this thesis, we propose two Mix Integer Linear Programming (MILP) formulations to model fiber optical communication network design problem by considering backbone and access levels simultaneously. The backbone level assumed with ring topology in both models and access level considered with a single and multi splitting-stage strategies in the first and second models respectively. The objective of proposed models is minimizes the total cost of cables and installed splitters. In order to adapt in the real-life, in the proposed models, we consider various assumptions such as multiple allocation of specific nodes and the constraint of received bandwidth of demand nodes. The Small-sized problems validated by GAMS software and HGAPSO algorithm is suggested to solve the problem in large-sized. The performance of proposed HGAPSO compared with GA and PSO algorithms based on the criteria of GAP and CPU times. Also the obtained solutions from the two models are compared with each other. Finally, to evaluate the capability of the proposed models, the design of fiber optical distribution network of Karaj investigated as a case study, and further a sensitivity analysis is carried out in main parameters of models. Keywords: Fiber optical network, Hub location, Hierarchical structure, Hybrid meta-heuristic algorithm
