Single-Sided Bandwidth Auction for Hybrid Optical Networks

摘要

本稿では，光パス交換と光パケット交換を同時に提供可能なハイブリッド光網において，ユーザに伝送帯域を提供するオークションメカニズムを提案する．提案メカニズムでは，Vickrey-Clarke-Groves(VCG)オークションを利用し，光パス交換に使用する波長と光パケット交換に使用する波長が各ユーザに提供される．各ユーザは希望する伝送帯域をオークショニアに提示し，光パスと光パケットの種別について通知する必要がない．さらに本稿では，光パスと光パケットに使用する波長数を動的に切り替えられる場合に，社会的余剰を最大とする波長割り当て方式を提案する．数値例では，シミュレーションによって提案するVCGオークションの有効性を示し，さらに波長割り当て法によって社会的余剰が増加することを示す．また，光スイッチの切り替え時間がオークションの効果に与える影響を調査する．%In this paper, we propose a bandwidth auction mechanism for hybrid optical switching networks that provide both lightpath and optical packet services. Our proposed auction mechanism utilizes Vickrey-Clarke-Groves (VCG) auction. In this auction, wavelengths for lightpath correspond to indivisible goods and wavelengths for optical packet correspond to divisible goods. Each buyer does not have to specify the service type (lightpath or optical packet) and has only to declare the amount of bandwidth. For the auction, we propose an efficient wavelength allocation that can maximize social surplus by allocating the optimal number of wavelengths for lightpath and optical packet services. This method is utilized in edge/core nodes and is practical for existing hybrid optical switching architectures. Numerical examples show that our bandwidth auction mechanisms are effective to provide lightpath and optical packet services for users from a social surplus perspective. In addition, we show that the proposed wavelength allocation can increase social surplus. Finally, we investigate how the switching time of optical switches affects the effectiveness of our auction mechanisms.