[pt] As distorções do sinal induzidas pela Dispersão dos Modos de Polarização (PMD) e pelas Perdas Dependentes da Polarização (PDL) em transmissões ópticas são discutidas no ponto de vista do comportamento estatístico das taxas de erro. Os efeitos isolados da PMD de primeira ordem e da PDL, juntamente com seus efeitos combinados em transmissões digitais foram avaliados através das medidas de penalidade de potência. É mostrado que em efeitos combinados, a PDL aumenta substancialmente as flutuações na BER, podendo este aumento ser maior que nos casos isolados de PMD e PDL. Os resultados obtidos indicam que o chirp da fonte tem um papel importante nos efeitos combinados. / [en] Signal distortion induced by Polarization Mode Dispersion and Polarization Dependent Losses in long-distance high-capacity optical transmissions is discussed from the viewpoint of the statistical behavior of the bit error rates. Pure first order PMD effects, pure PDL effects and combined PMD/PDL effects in digital transmissions were evaluated through power penalties measurements. It is show that PDL strongly enhances PMD effects and that the BER fluctuations may be much higher than those induced by pure PMD or pure PDL. The results obtained indicate that the chirp of the source plays an important role in the combined PMD-PDL effects. / [es] En este trabajo se discute, desde el punto de vista de comportamiento estadístico del error, las distorsiones de señales inducidas por la Dispersión de los Modos de Polarización (PMD) y por las Pérdidas Dependientes de la Polarización (PDL) en transmisiones ópticas. Los efectos alejados de la PMD de primer orden y de la PDL, conjuntamente con sus efectos combinados en transmisiones digitales fueron evaluados a través de las medidas de penalidad de potencia. Se muestra que en efectos combinados, la PDL aumenta substancialmente las flutuaciones en la BER, pudiendo este aumento ser mayor que en los casos isolados de PMD y PDL. Los resultados obtenidos indican que el chirp de la fuente tiene un papel importante en los efectos combinados.

[pt] Os sistemas de comunicações ópticas no espaço livre (Free Space Optics - FSO) tem sido desenvolvidos nos últimos anos no Brasil, contudo ha poucas referencias de estudos realizadas em território nacional. Neste tipo de sistema, um feixe de laser pode carregar informação de um ponto para outro através de uma distância curta (3-4 km), evitando-se o uso das fibras ópticas. Por tanto, FSO tornou-se uma alternativa rápida e muito econômica, principalmente nas áreas urbanas. Este trabalho apresenta um procedimento para a análise, modelamento, e um teste experimental do Free-Space Optics (FSO) é apresentado; sendo realizado dentro do perímetro urbano da cidade do Rio de Janeiro, em 2002. Inicialmente, as características do transmissor e do receptor foram consideradas. Adicionam-se três parâmetros: a perda atmosférica, a perda geométrica e a cintilação. Subseqüentemente, todas as perdas, incluindo outros parâmetros que tratam das perdas adicionais foram expressas em dB e inseridas em uma equação de balanço de potência. A disponibilidade do sistema de FSO é exibida, usando os dados de visibilidade de dois aeroportos, e conduzindo a uma predição sistemática da disponibilidade. Uma atenção especial é focalizada no parâmetro da taxa de erro de bits (BER), que está relacionada com a Recomendação ITU- T G.826. Dentro esta última recomendação, é possível realizar uma análise do FSO com relação à variação climática. A experiência abrangeu períodos curtos em que o Rio de Janeiro apresentou uma névoa forte da manhã. Mostra-se, finalmente, que FSO é uma tecnologia competitiva e confiável na transmissão, desde que seja usada de forma correta e apropriada. / [en] Very few works had been developed in Brazil, dealing with Free-Space Optics (FSO). In this arrangement, a laser beam carries information for a short range (up to 3-4 km), avoiding the use of optical fiber. FSO is a rapidly-improved solution and very economical, specifically in urban areas. In this work a FSO system operating in Rio is described. This work presents a procedure for the analysis, modeling, and a practical trial of a Free-Space Optics (FSO) system is presented. The procedure has been conducted in the urban area of Rio de Janeiro, in 2002. Firstly, the transmitter and receiver characteristics are considered. Next, three additional parameters are introduced: atmospheric loss, geometric loss and scintillation. In this last parameter, a few ways how scintillation might be expressed in dB and translated into a power balance equation, it presents. Other fixed parameters, dealing with additional losses, are subsequently inserted. The FSO system availability is exhibited, using airports visibility data, leading to a prediction of the systemic availability. Attention is then focused on the Bit Error Rate, BER, which relates with the Recommendation ITU- T G.826. Within this last Recommendation, it shows how to perform a FSO analysis with respect to the climatic variation. The experiment has encompassed some short periods in which this city presents a strong morning fog. It is finally shown that FSO is a competitive and reliable transmission technology, provided proper and correct use.

[pt] Os protocolos de comunicação quântica são essenciais para a transmissão segura de informações, utilizando os princípios da mecânica quântica para alcançar uma segurança inatingível por sistemas criptográficos clássicos. Diferentemente dos métodos tradicionais que dependem de chaves criptográficas convencionais, os protocolos quânticos exploram propriedades únicas dos sistemas quânticos para garantir a segurança da comunicação. No entanto, a implementação prática da distribuição quântica de chaves (QKD) é desafiada por erros introduzidos durante a geração e transmissão de estados quânticos e pela possível presença de espiões. Esta dissertação explora algumas das estratégias mais usadas para estimativa de erros, correção de erros e amplificação de privacidade em sistemas de QKD. Por meio de uma revisão bibliográfica e simulações abrangentes, o estudo avalia as técnicas mais eficazes em cada área. O objetivo final desta análise é desenvolver um método a ser implementado na Rede Rio Quântica, uma rede de comunicação quântica metropolitana que interliga as instituições PUC-Rio, CBPF e UFRJ por meio de fibras ópticas e a UFF através de um canal de espaço livre. Os resultados destacam a importância de otimizar as medidas de correção de erros e privacidade para melhorar a confiabilidade e a segurança das redes de comunicação quântica. / [en] Quantum communication protocols are essential for secure transmission of information, utilizing the principles of quantum mechanics to achieve security unattainable by classical cryptographic systems. Unlike traditional methods that rely on conventional cryptographic keys, quantum protocols exploit unique properties of quantum systems to ensure communication security. However, the practical implementation of quantum key distribution (QKD) is challenged by errors introduced during the generation and transmission of quantum states and the potential presence of eavesdroppers. This thesis explores some of the most commonly used strategies for error estimation, error reconciliation, and privacy amplification within QKD systems. Through a literature review and comprehensive simulations, the study evaluates the most effective techniques in each area. The ultimate goal of this analysis is to develop a method to be implemented on Rede Rio Quântica, a metropolitan quantum communication network interlinking the institutions PUC-Rio, CBPF and UFRJ via optical fibers and UFF through a free-space channel. The findings underscore the importance of optimizing error correction and privacy measures to enhance the reliability and security of quantum communication networks.