An efficient and reliable communication infrastructure has become an important fundamental of our society. To guarantee the smooth transportation of data, transport networks have to fullfill strict quality of service and resilience requirements. The choice of the used resilience mechanisms has a substantial influence on capital and operational expenditures and is an important criterion when designing telecommunication networks. This thesis investigates the cost-efficient design and planning of resilient transport networks. We analyze the network planning process and present the Resilience Classification Framework (RCF). This framework enables the systematic description, comparison, and analysis of any resilience mechanism. We perform example classifications and present novel resilience approaches that are able to react dynamically and quickly to traffic load changes and network equipment failures. In the second part of the thesis, we analyze and assess approaches for the planning of resilient multipath networks. We present mathematical formulations based on linear programming that enable the cost-efficient optimization of resilient transport networks. Apart from complete formulations of flow- and path-based equation systems for promising multipath resilience mechanisms, we apply a new mathematical decomposition approach called Column Generation that enhances the planning of resilient networks considerably. With this technique, even very large resilient transport networks can be planned efficiently that cannot be optimized using classical approaches. In order to provide more insights in resilience mechanisms and cost-optimal topology and path-selection, this thesis furthermore evaluates five popular path-based protection and restoration mechanisms. Next to a mechanism comparison using the RCF, we perform case-study optimizations and analyze results to deduct quantitative capacity requirements. Furthermore, we present recovery-time analysis results for OSPF and MPLS networks. We analyze the influence of multipath routing on capacity requirements in order to provide guidelines for the development of faster algorithms and heuristics for the planning of resilient networks.      «

An efficient and reliable communication infrastructure has become an important fundamental of our society. To guarantee the smooth transportation of data, transport networks have to fullfill strict quality of service and resilience requirements. The choice of the used resilience mechanisms has a substantial influence on capital and operational expenditures and is an important criterion when designing telecommunication networks. This thesis investigates the cost-efficient design and planning o...     »

Diese Arbeit untersucht die Planung von ausfallsicheren Transportnetzen unter Berücksichtigung von Mehrwege-Routingverfahren. Um vorhandene und neuartige Ausfallsicherheitsverfahren systematisch beschreiben, bewerten und vergleichen zu können, wird ein Rahmenwerk für deren Klassifizierung definiert. Des Weiteren werden Optimierungsverfahren zur Planung von ausfallsicheren Transportnetzen und mathematische Formulierungen basierend auf linearer Optimierung vorgestellt. Nebenvollständigen Formulierungen von fluss- und pfadbasierten Gleichungssystemen für vielversprechende verschiedene aktuelle Mehrwegerouting-Ersatzschaltverfahren wird das Dekompositionsverfahren Column Generation angewendet. Dieser Ansatz ermöglicht erstmalig die mathematisch optimale Berechnung von größeren ausfallsicheren Transportnetzen für die untersuchten Verfahren. Anhand von Beispielnetzen werden die betrachteten Verfahren untersucht, bewertet und der Einsatz von Mehrwege-Routing diskutiert.      «

Diese Arbeit untersucht die Planung von ausfallsicheren Transportnetzen unter Berücksichtigung von Mehrwege-Routingverfahren. Um vorhandene und neuartige Ausfallsicherheitsverfahren systematisch beschreiben, bewerten und vergleichen zu können, wird ein Rahmenwerk für deren Klassifizierung definiert. Des Weiteren werden Optimierungsverfahren zur Planung von ausfallsicheren Transportnetzen und mathematische Formulierungen basierend auf linearer Optimierung vorgestellt. Nebenvollständigen Formulier...     »