Optimierte Netzplanung für konvergente optische Zugangsnetze

• Antragstellerinnen / Antragsteller: Professor Dr.-Ing. Wolfgang Kellerer; Professorin Dr.-Ing. Carmen Mas Machuca
• Fachliche Zuordnung: Elektronische Halbleiter, Bauelemente und Schaltungen, Integrierte Systeme, Sensorik, Theoretische Elektrotechnik ; Sicherheit und Verlässlichkeit, Betriebs-, Kommunikations- und verteilte Systeme
• Förderung: Förderung von 2015 bis 2018
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 277682927

Beim Entwurf von Kommunikationsnetzen sind Optimalität und Effizienz wichtige Designkriterien, die immer mehr auch durch die Konvergenz der Netze adressiert werden. Konvergente optische Zugangsnetze können verschiedene, heterogene Systeme unterstützen. So kann zum Beispiel derselbe Glasfaserstrang Teilnehmeranschlüsse bereitstellen und gleichzeitig als Backhaulnetz für Basisstationen dienen. In Zukunft wird der Bedarf an solchen konvergierten Netzen durch den Trend hin zu kleinen Mobilfunkzellen und neuen Systemen wie Maschine-zu-Maschine Kommunikation weiter steigen. Derzeit sind solche konvergenten Netze so gut wie nicht existent. Ein Hauptgrund dafür ist, dass ein optimaler kombinierter Netzentwurf von einer sehr großen Zahl technischer Parameter abhängt, die nur schwer in einem Modell darzustellen und zu optimieren sind. Dies motiviert ein grundlegendes Redesign des Netzplanungsprozesses, welcher derzeit nur auf ein System ausgerichtet ist.Eine integrierte Netzplanungsmethode erlaubt, die verschiedenen Anforderungen der Systeme in einem Modell zu berücksichtigen. Eine optimierte, integrierte Planung berücksichtigt hierbei nicht nur Anforderungen wie unterschiedliche Kapazitäten oder Verfügbarkeiten, sondern auch Energieeffizienz, Netzvirtualisierungskonzepte und Migrationsaspekte. Der aktuelle Stand der Technik zur Netzplanung ist methodisch derzeit auf geschlossene Systeme wie einen FTTH Rollout beschränkt. In diesem Vorhaben soll der Stand der Technik um konvergente Netze erweitert werden. Dafür sind die vorhandenen Netzplanungsmethoden grundlegend zu überarbeiten, um heterogene Anforderungen berücksichtigen zu können. Daneben sind neue Ansätze zur Integration wie Netzvirtualisierung miteinzubeziehen.Dieses Vorhaben strebt die Modellierung, Implementierung und Evaluierung neuer Planungsmethoden für konvergente Zugangsnetze an. Diese berücksichtigen kritische Designparameter der verschiedenen Technologien. Daneben wird auch die optimale Abbildung virtueller Netze auf konvergente Zugangsnetze integriert.Als Lösungsansatz wird das dem neuen Planungskonzept zugrundeliegende Optimierungsproblem modelliert und gelöst. Dabei werden Heuristiken herangezogen, um Performance und Skalierbarkeit zu adressieren. Die Ergebnisse werden durch Fallstudien validiert. Kritische Designparameter werden durch Sensitivitätsanalyse erkannt. Ein Markov Chain Ansatz wird verwendet, um Migrationsszenarien zu modellieren.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen