Abstract

High-performance transport networks are expected to support applications with various types of traffic, e.g., permanent, scheduled, bursty, and noisy traffic flows. Since high-performance networks usually employ optical network infrastructures, and since most applications require sub-wavelength bandwidth, several streams are usually groomed on the same wavelength. It is therefore important that such networks are designed in an optimal way in terms of cost while efficiently supporting these types of traffic. This thesis deals with the design and analysis of optical networks allowing for traffic engineering including grooming and rerouting functionalities. Both deterministic and random traffic scenarios are considered. As a first step, optimal as well as accurate heuristic approaches are developed for network design and operation under deterministic traffic conditions. As a second step, under random traffic conditions, the dynamic routing and grooming problem is considered subject to the availability of free network resources. Several algorithms are developed to facilitate this provisioning problem. At last, rerouting techniques are addressed. We investigate different rerouting strategies and their implementation in order to enhance network efficiency under specific traffic scenarios.; Les réseaux de transport haut-débit doivent être capable de pouvoir transporter à la fois différents types de trafic ; permanent, planifié, sporadique, et même aléatoire. En général, de tels réseaux sont déployés en utilisant une infrastructure optique offrant des canaux de transmission permettant des débits de plusieurs Gigabits par seconde. Cependant, la plupart des applications actuellement existantes exigent une bande passante inférieure à celle-ci, d'où la nécessité de pouvoir agréger plusieurs demandes sur le même canal optique. Il est donc important que ces réseaux soient conçus de manière optimale en termes de coût tout en permettant le transport efficace de ces types de trafic. Cette thèse porte sur la conception et l'analyse de réseaux optiques permettant l'ingénierie de trafic englobant les fonctions d'agrégation et de reroutage. Dans notre étude, nous considérons simultanément des demandes de trafic déterministes et d'autres aléatoires. Dans un premier temps, une solution exacte ainsi qu'une approche heuristique sont développées pour le problème de dimensionnement de réseaux multi-granulaires dans le cas de demandes déterministes. Dans un deuxième temps, le problème de routage et d'agrégation dynamique des demandes aléatoires est examiné sous réserve de la disponibilité de ressources libres dans le réseau. Plusieurs algorithmes sont développés pour faciliter ce problème de provisionnement. Enfin, des techniques de reroutage de trafic sont abordées. Nous étudions différentes stratégies de reroutage et leur application en vue d'améliorer l'efficacité du réseau quand ce dernier transporte à la fois des demandes de trafic planifiées et d'autres aléatoires.

Abstract

The 21st IEEE International Conference on Intelligent Transportation Systems, Maui - Hawaï, Etats-Unis, 04-/11/2018 - 07/11/2018; The continuous increase in air traffic is pressuring airport operators to augment their capacity while still complying with safety regulations. To achieve this goal, operators need a thorough knowledge of how the airport surface is put to use (i.e., how aircraft are routed) under various conditions. We propose an approach to characterizing traffic in an airport from radar-collected aircraft ground trajectories. The approach does not require prior knowledge of the airport's topology (since it reconstructs it from the available data) and uses network constrained trajectory clustering to produce groups of similar trajectories that represent frequently traveled routes in the airport. Our main findings from experimental results on real data from the Paris-Charles-de-Gaulle airport (France) indicate that the retrieved routes are highly linked to exploitation constraints (maneuver undertaken by the aircraft, runway, and configuration) and that the approach can help uncover the existence of less traveled alternative routes that can be useful for rerouting purposes.