Questo progetto è una collaborazione di ricerca tra Fondazione Politecnico di Milano (FPM) e SIAE Microelettronica. Il progetto si articola in due principali filoni di ricerca:
1) Ottimizzazione delle reti radio, una collaborazione tra FPM e SIAE Microelettronica
2) Ottimizzazione delle reti ottiche, una collaborazione tra FPM e SM-Optics.
Il progetto rappresenta la seconda fase di un precedente collaborazione di ricerca tra FPM e SIAE Microelettronica, intitolata “Tecniche di ottimizzazione innovative per la progettazione e la gestione di reti radio e ottiche” e realizzata tra il 2019 e il 2021. L’attuale progetto è iniziato nel 2022 e si concluderà nel 2024.
1) Ottimizzazione delle reti radio, una collaborazione tra FPM e SIAE Microelettronica
In linea con le tendenze più recenti nella gestione delle reti radio, l’obiettivo del progetto è quello di utilizzare grandi quantità di dati monitorati per migliorare e automatizzare la gestione delle reti radio. Più nel dettaglio, saranno sviluppati nuovi strumenti di gestione delle reti allo scopo di prevenire e identificare guasti che possono essere dovuti sia a eventi imprevedibili (per esempio, problemi legati alle condizioni meteorologiche) sia al naturale degrado della rete (per esempio, problemi legati all'invecchiamento dei componenti fisici). Le tecniche di ottimizzazione e decisione alla base del progetto provengono dalle recenti sotto-aree nate nell’ambito del Machine Learning e dell’Intelligenza Artificiale, tra cui Deep Learning, Reinforcement Learning, Transfer Learning, Explainability e Online Learning.
2) Ottimizzazione delle reti ottiche, una collaborazione tra FPM e SM-Optics
SM-Optics è un fornitore di apparecchiature di rete ottica con sede a Milano che vende soluzioni di rete ottica innovative per supportare le attuali implementazioni di rete per le reti 5G e FTTx in tutto il mondo. Nell’ambito del progetto, il Politecnico di Milano fornisce soluzioni innovative e personalizzate di ottimizzazione della rete ottica per assistere SM-Optics nell'implementazione dei suoi prodotti. Più nel dettaglio, le soluzioni proposte riguarderanno la modellazione delle prestazioni fisiche di reti ottiche dotate di particolari architetture di nodo, dette “filterless”. Partendo da un’accurata modellazione delle caratteristiche dello strato fisico, la ricerca svilupperà nuove metodologie e algoritmi di ottimizzazione per la progettazione di reti ottiche, considerando l’aggregazione del traffico a diversi bit rate client (ad esempio, consentendo la coesistenza di circuiti ottici 10G, 100G e 200G) e i requisiti per la protezione del traffico. L'obiettivo finale è fornire soluzioni che consentano la riduzione al minimo dei costi e dei consumi energetici, la massimizzazione delle prestazioni e la massima espandibilità della rete.
Le metodologie di ottimizzazione sviluppate dal progetto includono modelli ILP (Integer Linear Programming), approcci euristici (inclusi “greedy” e metaeuristica) e nuovi approcci per l’ottimizzazione combinatoria basati sul Machine Learning.
Risultati del progetto ed eventuali pubblicazioni scientifiche/brevetti
[2] F. Musumeci et al., "Supervised and Semi-Supervised Learning for Failure Identification in Microwave Networks," in IEEE Transactions on Network and Service Management, vol. 18, no. 2, pp. 1934-1945, June 2021.
[3] M. Ibrahimi et al., "QoT-Aware Optical Amplifier Placement in Filterless Metro Networks," in IEEE Communications Letters, vol. 25, no. 3, pp. 931-935, March 2021.
[4] M. Ibrahimi et al., "Minimum-Cost Optical Amplifier Placement in Metro Networks," in Journal of Lightwave Technology, vol. 38, no. 12, pp. 3221-3228, 15 June15, 2020.
[5] O. Karandin et al., "Optical Metro Network Design with Low Cost of Equipment," 2021 International Conference on Optical Network Design and Modeling (ONDM), Chalmers, Sweden, 2021.
[6] O. Ayoub, O. Karandin, M. Ibrahimi, A. Castoldi, F. Musumeci and M. Tornatore, "Tutorial on filterless optical networks [Invited]," in Journal of Optical Communications and Networking, vol. 14, no. 3, pp. 1-15, March 2022.
[7] M. Ibrahimi, O. Ayoub, O. Karandin, F. Musumeci, A. Castoldi, R. Pastorelli, and M. Tornatore, "Cross-Layer Design to Optimize Optical Amplifier Placement in Metro Networks," in Photonics in Switching and Computing 2021, W. Bogaerts, K. Morito, S. Ben Yoo, M. Fiorentino, K. Ishii, and B. Offrein, eds., OSA Technical Digest (Optica Publishing Group, 2021), paper M2C.4.