유전 알고리즘을 이용한 광전송망에서의 전용회선 최적경로 선정 및 자원관리 개선에 대한 연구 = A Study on the Optimal Route Selection and Improvement of Resource Management for Leased Line of Optical Transmission Network using Genetic Algorithm

국문 초록 (Abstract)

국내 초고속인터넷의 발전으로 인해 트래픽이 급증하였으며, 이러한 트래픽 병목을 해소하고 신뢰성 있는 서비스를 제공하기 위해 광전송망(Optical Transmission Network)이 확대되어 왔다. 이렇게 구축된 통신망 기반구조는 최근 스마트 혁명과 모바일 빅뱅으로 인한 폭발적인 트래픽을 수용 할 수 있는 환경을 제공하고 있다.
본 연구에서는 어려운 최적화 문제를 해결하는데 효과적인 알고리즘으로 잘 알려져 있는 유전 알고리즘을 활용하여 광대역 종합 정보 통신망(Broadband Integrated Services Digital Networks)에서 전달망의 중추적인 역할을 하고 있는 동기식 광전송망(Synchronous Digital Hierarchy Optical Network) 내에서 최적으로 전용회선의 경로를 선정하는 방법 및 효율적인 자원관리 방안을 제안한다.
연구를 위해 다수 제조사의 장비가 혼합 구성된 국내 기간통신사업자의 백본망(Back Bone Network)을 모형화 하였으며, 네트워크 모형은 실제 네트워크와 동일한 구조의 보호절체 링(Protection Ring) 형태를 가지며 노드 간 링크의 유무, 링크의 대역폭, 링크의 거리, 노드 내 인터페이스의 유무를 나타내는 변수들을 가진다.
본 논문에서 제안하는 방법은 네트워크 모형내의 지정된 출발지와 도착지(End to End)간에 전용회선의 경로를 최적으로 선정함으로써, 망의 구축비용 및 운용비용을 최소화할 수 있고 또한 한정된 자원을 효율적으로 사용함으로써 안정적인 서비스를 제공할 수 있다.
시뮬레이션 수행에 의해 본 연구에서 제안된 유전 알고리즘을 사용한 전용회선 경로선정 방법의 성능을 분석한 결과 제안하는 방법이 최적의 전용선 경유경로를 선정할 수 있음을 볼 수 있었다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The internet data traffic has been increased due to the rapid growth of the domestic high speed internet. In order to resolve the traffic problems and to provide highly reliable services the optical transmission networks has been deployed. The installed communication infrastructure can accommodate the explosively increasing data traffic caused by recent smart revolution and mobile big-bang. This study proposes a method that can be used to select an optimal route of the leased line in a synchronous digital hierarchy optical network, which plays a central role in the broadband integrated services digital networks. The proposed method applies the genetic algorithm that can solve difficult optimization problems very effectively.
The method was developed by using the network model which abstracts a back bone network of the domestic telecommunication service provider. The network model is composed of various equipments provided by many manufacturers. The network model has a protection ring type and is built on the variables representing the existence of links between nodes, link bandwidth, link distance and existence of node interfaces in a station.
By selecting an optimal route of a leased line between specified start and end nodes in the network model, the proposed method can minimize the installation and operation cost and can provide reliable services by using the limited resources efficiently. we evaluated the performance of the proposed method by the simulation and verified that the proposed method can select the optimal route of the lease line.

목차 (Table of Contents)

• 요약 ⅰ
• 표목차 ⅱ
• 그림목차 ⅲ
• I. 서 론 1
• 1. 연구의 배경 및 목적 1
• 2. 연구의 내용 및 구성 2
• II. 이론적 고찰 4
• 1. 광전송 기술 4
• 2. 유전 알고리즘 5
• 3. 선행연구의 검토 6
• III. 문제의 정의 및 모형 설계 9
• 1. 문제의 정의 10
• 2. 네트워크 모형 설계 11
• 3. 수리모형 설계 12
• 4. 유전 알고리즘 연산 설계 15
• IV. 시뮬레이션 및 결과 분석 23
• 1. 시뮬레이션 과정 23
• 2. 실험 결과 26
• V. 결론 및 향후 연구방향 29
• 참고문헌 30
• 부록 32
• 영문초록(Abstract) 45
• 감사의 글 46