Kommunikationsnetzwerkplanung unter Kosten- und Zuverlässigkeitsgesichtspunkten mit Hilfe von evolutionären Algorithmen

Reichelt, Dirk

Within the last 10 years business-to-business telecommunication gets a key success factor for many companies. The reliability of network topologies becomes a major design issue for modern communication network topologies. Furthermore, a network designer is faced by economic aspects. This thesis investigates the design of economic and reliable communication network topologies. Due to complexity of the design problem decision support systems are appropriated tools to support the network design process. This thesis proposes methods for decision support systems for the design of reliable and economic network topologies. This thesis investigates furthermore the combinatorial network design problem with the objectives reliability and network setup cost. The reliability of a network topology is evaluated by the all-terminal reliability. Several methods for calculating the all-terminal reliability by an empirical comparison are examined. Design problems with identical link reliabilities and design problems with different link options are investigated further on. The metaheuristic Genetic Algorithms (GA) is proposed to solve the combinatorial network design problem. First, GAs for single objective problems with constraints are proposed. Furthermore, multiobjective approaches optimizing both objectives in parallel are presented. An experimental comparison investigates the new GAs for common test problems and compares the results with existing approaches from literature.

In den letzten 10 Jahren hat insbesondere der Bereich des elektronischen, zwischenbetrieblichen Datenaustauschs zunehmend an Bedeutung gewonnen. Bei der Planung von geeigneten Kommunikationsinfrastrukturen rückt dabei die Forderung nach Kommunikationsnetzwerken mit einer sehr hohen Verfügbarkeit und damit verbundenen geringen Ausfallzeiten immer mehr in den Vordergrund. Parallel dazu werden an den Netzwerkplaner die Forderungen nach wirtschaftlichen Netzwerktopologien gestellt. Aufgrund der Komplexität der zu planenden Netzwerke ist der Einsatz von Entscheidungsunterstützungsystemen notwendig. Im Rahmen dieser Arbeit werden Methoden für die Entscheidungsunterstützung zur Planung von Kommunikationsnetzwerken unter Kosten- und Zuverlässigkeitsaspekten untersucht. Als Planungsziele werden die Fixkosten, die mit der Installation einer Netzwerktopologie entstehen und die Zuverlässigkeit der entworfenen Kommunikationsinfrastruktur betrachtet. Als Maß für die Gesamtzuverlässigkeit eines Kommunikationsnetzwerkes wird die All-Terminal-Zuverlässigkeit verwendet. Die Arbeit betrachtet und erweitert bestehende Verfahren zur Berechnung der All-Terminal-Zuverlässigkeit und untersucht diese in einer empirischen Studie. Die Arbeit betrachtet weiterhin Planungsprobleme, bei denen sämtliche zur Verfügung stehenden Verbindungen die gleiche Zuverlässigkeit und entferungsabhängige Kosten besitzen. Desweiteren untersucht die Arbeit Planungsprobleme, bei denen der Entscheider pro Verbindung aus einer Menge unterschiedlicher Technologieoptionen, welche sich in Zuverlässigkeit und Kosten unterscheiden, auswählen kann. Als Lösungsverfahren wird die Metaheuristik "genetische Algorithmen" eingesetzt. Es werden genetische Algorithmen für die monokriterielle Planung mit Nebenbedingungen und die multikriterielle Planung vorgeschlagen. In einer experimentellen Studie werden die entwickelten Verfahren bisherigen Ansätzen gegenübergestellt.

Zitieren

Zitierform:

Reichelt, Dirk: Kommunikationsnetzwerkplanung unter Kosten- und Zuverlässigkeitsgesichtspunkten mit Hilfe von evolutionären Algorithmen. 2006.

Zugriffsstatistik

Gesamt:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:
12 Monate:
Volltextzugriffe:
Metadatenansicht:

Grafik öffnen

Export