Στην συγκεκριμένη εργασία παρουσιάζεται ένα μοντέλο προσομοίωσης των Πολυμερών Οπτικών Ινών και συγκεκριμένα των GI-POF ικανό να υπολογίζει την κρουστική απόκριση και τη διασπορά των συγκεκριμένων ινών. Επίσης ακολουθούν προσομοιώσεις 2 απλών συστημάτων μετάδοσης μέσω POF με λέιζερ και φωτοδιόδους χιονοστοιβάδας και ένα πλήρες προσομοιωμένο σύστημα μετάδοσης 2 καναλιών με πολυπλεξία μήκους κύματος μέσω των POF. Σχολιάζονται τα αποτελέσματα και η δυνατότητα χρήσης των ινών στη δομή του δίκτυου Μετάδοσης Κινητής Τηλεφωνίας. Επίσης αναλύονται όλα τα πιθανά πρωτόκολλα για τοπικά οπτικά δίκτυα και όλες οι πληροφορίες για τις POF, τους κατάλληλους πομπούς και δέκτες που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε μελλοντικές εφαρμογές. / In the specific project it is presented a simulation model of Polymer Optical Fibers and especially of GI-POF capable of calculating the impulse response and the dispersion of the specific fibers. Also next, simulations were realised of 2 simple transmission systems via POF with laser and avalange photodiodes, and a complete simulated transmission system with 2 channels with Wavelegth Division Multiplexing via POF. Results are being discussed as also the possibility of POF use in structure of Transmission Network of Cellular Telephony. In addition, all available protocols for local optical networks are described and all necessary information about POF, suitable transmitters and receivers that can be used in future applications.

Η χρήση των οπτικών ινών στην κατασκευή μητροπολιτικών δικτύων είναι βασικός παράγοντας για την ποιότητα των υπηρεσιών που προσφέρονται στους τελικούς χρήστες, αφού οι οπτικές ίνες είναι η μόνη μακροπρόθεσμη λύση που μπορεί να παρέχει το απαιτούμενο εύρος ζώνης για πολυμεσικές και αλληλεπιδραστικές εφαρμογές σε παγκόσμιο και διεθνές επίπεδο. Η διπλωματική εργασία αυτή απευθύνεται σε άτομα που κατέχουν βασικές γνώσεις πάνω στην τεχνολογία επικοινωνιών και θέλουν να πληροφορηθούν περαιτέρω πάνω σε ζητήματα οπτικής ενίσχυσης σήματος και χρήσης νέων τεχνολογικών μέσων για τον χαρακτηρισμό και την πιστοποίηση long-haul ζεύξεων SMF οπτικών ινών. Στην διπλωματική αυτή αναλύονται θέματα όπως τα είδη εξασθένησης που συναντούμε στις μονότροπες οπτικές ίνες, η χρησιμότητα και η λειτουργικότητα της συσκευής OTDR (Optical time-domain reflectometer) στον χαρακτηρισμό δικτύων οπτικών ινών μεγάλου μήκους, όπως και η δυνατότητα οπτικής ενίσχυσης Raman, μιας μεθόδου με πολλά συγκριτικά πλεονεκτήματα σε σχέση με τις παρούσες τεχνολογίες ενίσχυσης οπτικού σήματος με ενισχυτές ίνας ερβίου. / -

H ευρυζωνικότητα δεν είναι μια στενή έννοια αλλά ένα δυναμικό πλαίσιο που αγγίζει ένα ευρύ φάσμα τεχνολογιών, υπηρεσιών και πολιτικοοικονομικών θεμάτων. Συνοπτικά θα λέγαμε ότι η ευρυζωνικότητα χαρακτηρίζει ένα περιβάλλον το οποίο συνίσταται: • Μια δικτυακή υποδομή που έχει τη δυνατότητα να αναβαθμίζεται συνεχώς με μικρό κόστος για να υποστηρίζει τις εκάστοτε ανάγκες των εφαρμογών σε εύρος ζώνης και διαθεσιμότητα • Γρήγορες, συνεχείς και με χαμηλό κόστος συνδέσεις χρηστών στην υποδομή αυτή για τις οποίες δεν τίθενται εγγενείς περιορισμοί που αφορούν τον τύπο τερματικού εξοπλισμού και συστημάτων μετάδοσης • Την ελευθερία επιλογής από το χρήστη της τεχνολογίας και του είδους της σύνδεσης, των υπηρεσιών και εφαρμογών και την δυνατότητα συμμετοχής στην παραγωγή περιεχομένου • Το κατάλληλο θεσμικό και νομικό πλαίσιο για την ενίσχυση της καινοτομίας και του ανταγωνισμού. Όσο αναφορά τις υποδομές και τις τεχνολογίες που χρησιμοποιούνται ευρέως στην σύγχρονη εποχή αυτές διαφοροποιούνται σε ενσύρματες και ασύρματες, και από εκεί και πέρα ποικίλουν. Χαρακτηριστικά αναφέρουμε την χρήση των καναλιών της καλωδιακής τηλεόρασης, των καλωδίων του ρεύματος, της οπτικής ίνας καθώς και την χρήση του wi-fi, του WiMAX και των δικτύων κινητής τηλεφωνίας. Θα κάνουμε μια πιο εκτενής ανάλυση της τεχνολογίας της οπτικής ίνας, οποία αποτελεί την βασικότερη υποδομή ενσύρματης δικτύωσης πλέον, περιγράφοντας τα χαρακτηριστικά της καθώς και τους διάφορους τρόπους δικτύωσης που συναντάμε σήμερα, κάνοντας ιδιαίτερη αναφορά στις τεχνολογίες FTTx. Η ανταγωνιστικότητα ενός κράτους στο νέο αυτό περιβάλλον υψηλής τεχνολογίας και ψηφιακής σύγκλισης, συσχετίζεται έντονα με την ύπαρξη προηγμένων δικτυακών υποδομών υψηλής ποιότητας, χωρητικότητας και απόδοσης, ορθολογικά ανεπτυγμένων και κοστολογημένων, οι οποίες προσφέρουν εύκολη, ασφαλή και αδιάλειπτη πρόσβαση στο διεθνές «ηλεκτρονικό πλέγμα» της γνώσης και του εμπορίου, με προσιτά τιμολόγια χωρίς τεχνητούς αποκλεισμούς. Παρά όμως την σχετικά γρήγορη διάχυση της ευρυζωνικότητας, προς το παρόν όλα τα κράτη είναι στα αρχικά βήματα στην εξάπλωση της. Ο ανταγωνισμός στην αγορά έχει παίξει μεγάλο ρόλο στην ανάπτυξη της ευρυζωνικότητας, δεν φαίνεται όμως να είναι αρκετός για την διασφάλιση της γρήγορης εφαρμογής της. Για το λόγο αυτό παγκοσμίως οι κυβερνήσεις διερευνούν και εφαρμόζουν τρόπους για την προώθηση των ευρυζωνικών υποδομών και των υπηρεσιών, την δημιουργία περιεχομένου και την διασφάλιση της δυνατότητας συμμετοχής στο περιβάλλον αυτό όλων των περιοχών και πολιτών. Καθώς όμως η ευρυζωνικότητα είναι ένα πολυσύνθετο θέμα, δεν φαίνεται να έχουν βρεθεί ευρέως αποδεκτές και ακολουθούμενες βέλτιστες πρακτικές. Αντίθετα κάθε κράτος ακολουθεί τις δικές του πρωτοβουλίες με βάση το θεσμικό του πλαίσιο, την πολιτική και την κουλτούρα του, τις οικονομικές και κοινωνικές συνθήκες που επικρατούν. Στα πλαίσια αυτής της εργασίας θα αναλύσουμε τους στόχους, τα σχέδια, τις πολιτικές και τις στρατηγικές των Ηνωμένων Πολιτειών της Αμερικής για όλα αυτά που μόλις αναφέρθηκαν. Θα φανούν οι τρόποι με τους ποίους οι Η.Π.Α. σκοπεύουν να αναπτύξουν και να κάνουν προσβάσιμες τις ευρυζωνικές υπηρεσίες στους Αμερικανούς πολίτες, καθώς και τα οφέλη που οι ίδιοι αναμένουν να έχουν από τις υπηρεσίες αυτές σε πολλούς τομείς της καθημερινότητας όπως η εκπαίδευση, η υγεία, η ασφάλεια, η εργασία, η συμμετοχή στα κοινά. / Broadband is not a limited sense, but a dynamic framework that touches a broad range of technologies, services and political and economical issues. Synoptically the broadband features an environment that consists of the following: • A Web-based infrastructure which can be upgraded continuously with low cost due to support the needs of applications to bandwidth and the availability. • Fast, continuous and low cost of user connections to this infrastructure for which there are inherent limitations to the type of terminal equipment and transmission systems. • The user has the option of the technology and type of connection, services and applications and the ability to participate in content production. • The appropriate institutional and legal frame for fostering innovation and competition. The infrastructure and technologies which widely used in modern times are various, and they are divided into wired and wireless. In this point it should be mentioned the use of channels of cable television, cable current, the optical fiber and the use of Wi-Fi, the WiMAX and cellular networks. An extensive analysis of the optical fiber technology, which is the most basic infrastructure, where is now known as wired networking, with description of its characteristics and the various ways of networking in the modern world , with particular reference to technologies FTTx will be followed. The competitiveness of a country in this new environment of high technology and digital convergence correlates strongly with the presence of advanced network infrastructure quality, capacity and performance, rationally developed and costed, which offer easy, secure and uninterrupted access to the international "electronic network" of knowledge and commerce, with affordable rates without artificial exclusions. Despite the relatively rapid diffusion of broadband, currently all States are in the early steps in the spread. The market competition has strongly affected the development of broadband, but it is not sufficient to ensure the rapid implementation. For this reason, governments worldwide are investigating and implementing ways to promote broadband infrastructure and services, content creation and ensuring the participation of all regions and citizens in this environment. Due to the broadband is a complex issue, it seems that practises, which will be widely accepted and followed, are not established yet. Contrary each state follows its own initiatives under the institutional frames, policy and culture, economic and social conditions. As part of this thesis, it will analyze the targets, plans, policies and strategies of the United States of America for all those which were just mentioned. Providing the means that U.S. intend to develop in order to make accessible broadband services to all American citizens, and the expected benefits applying in many areas of daily life, such as education, health, safety, labor and citizenship, from the use of these services.

Διαφυγές αερίων μεθανίου και υδρόθειου από τον πυθμένα του λιμανιού του Κατάκολου, Δυτική Πελοπόννησος, μελετήθηκαν με την χρήση των οργάνων distributed temperature sensor (DTS) και intelligent distributed acoustic sensor (iDAS) από το Εργαστήριο Θαλάσσιας Γεωλογίας & Φυσικής Ωκεανογραφίας, του Παν/μίου Πατρών, σε συνεργασία με την εταιρεία Silixa Ltd. Είναι η πρώτη φορά που τα όργανα DTS & iDAS χρησιμοποιούνται για μελέτη σε υποθαλάσσιο περιβάλλον. Ο σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής ειδίκευσης είναι η δημιουργία θερμικών προφίλ και ακουστικών σινιάλων των φυσαλίδων κατά την διαφυγή τους από τον πυθμένα, και η έρευνα για την εφαρμοσιμότητα των δύο οπτικών ινών για ανίχνευση και αναγνώριση των υποθαλάσσιων διαφυγών αερίων. Για την επίτευξη του στόχου δημιουργήθηκαν, αρχικά, χωρικές κατανομές μέσης θερμοκρασίας και τυπικής απόκλισης θερμοκρασίας, καθώς και διαγράμματα θερμοκρασίας-απόστασης ώστε να εντοπιστούν πιθανές διαφυγές αερίων. Στην συνέχεια, οι χωρικές κατανομές συγκρίθηκαν με τα ακουστικά δεδομένα του iDAS με σκοπό την επιβεβαίωση των διαφυγών σε συγκεκριμένα σημεία κατά μήκος του καλωδίου. / A sizeable seepage of gas containing methane and hydrogen sulphide on the seafloor of Katakolo Bay in Western Greece was monitored using both a distributed temperature sensor (DTS) and an intelligent distributed acoustic sensor (iDAS) by the Laboratory of Marine Geology and Physical Oceanography, the Department of Geology, the University of Patras, in association with Silixa, Ltd. It was the first time that DTS and iDAS were used in a sub-marine environment. The aim of this thesis is to produce a thermal profile and study noise signal of seafloor seepages via bubble metrics and to investigate the applicability of both optical fibers to underwater seepage detection and recognition. This aim was to be achieved utilizing a two-fold methodology. Firstly, temperature and standard deviation spatial distributions and temperature-distance diagrams along the fiber were calculated in order to detect possible gas seepage. These figures were then used to ascertain whether and to what extent water current could impact measurement methodology. Secondly, spatial distributions were compared with acoustic data of iDAS in order to confirm the seepages along the fiber.

Η παρούσα διπλωματική εργασία αναφέρεται στην πρόβλεψη της διείσδυσης της FTTH (Fiber To The Home) τεχνολογίας στο σύνολο των αστικών και ημιαστικών περιοχών της Βόρειου Αμερικής. Η εν λόγω πρόβλεψη γίνεται με την χρήση μοντέλων διείσδυσης και μοντέλων ARIMA, ενώ γίνεται και σύγκριση με το αποτέλεσμα τροποποιημένων γενετικών αλγόριθμων, καθώς και με πραγματικές τιμές. Βασικός στόχος είναι να προβλέψουμε όσο το δυνατόν καλύτερα πώς θα συμπεριφερθεί η διείσδυση της συγκεκριμένης ευρυζωνικής υπηρεσίας στο εγγύς μέλλον. Γίνεται επίσης εκτενής αναφορά στα δίκτυα πρόσβασης, την αρχιτεκτονική των δικτύων, στις ευρυζωνικές υπηρεσίες και στις ευρυζωνικές τεχνολογίες πρόσβασης που υπάρχουν στις μέρες μας, καθώς και στα μοντέλα με τα οποία μπορεί να γίνει πρόβλεψη, με χρήση παρελθοντικών τιμών. / This dissertation concerns the provision FTTH (Fiber To The Home) penetration in urban and suburban areas of North America. This prediction is a result of the use of diffusion models, Arima Models, while the results of those models are compared with the results of modified genetic algorithms and real data. The main objective is to predict as better, as possible, the conduct of penetration, of a spesific broadband service in the near future. Another part of this dissertation, is an extensive reference to access networks, network architecture and broadband services and broadband access technologies that exist today,as well as, to models that prediction can be achieved, with the use of past values.

- / -

Η παρούσα διατριβή εστιάζεται σε οπτικά τηλεπικοινωνιακά συστήματα με σύμφωνο δέκτη, τετραδική διαμόρφωση φάσης και πολύπλεξη κατά πόλωση. Το κυριότερο πλεονέκτημα αυτών των συστημάτων σε σύγκριση με τα συμβατικά οπτικά τηλεπικοινωνιακά συστήματα με δέκτες άμεσης φώρασης είναι οι αυξημένες δυνατότητες ψηφιακής επεξεργασίας σήματος στο δέκτη, που καθιστά εφικτή την εξίσωση των φαινομένων διάδοσης και την αποπολύπλεξη πόλωσης με ηλεκτρονικά μέσα. Μελετώνται διατάξεις ηλεκτρονικής επεξεργασίας σήματος. Η μελέτη διεξάγεται με χρήση προσομοίωσης με τη βοήθεια ηλεκτρονικού υπολογιστή. Προτείνεται η χρήση δύο πρωτότυπων μεθόδων αποπολύπλεξης σημάτων πολυπλεγμένων κατά πόλωση, με πλεονεκτήματα ως προς την απόδοση, την αξιοπιστία και την ταχύτητα σύγκλισης σε σύγκριση με τις μεθόδους που έχουν προταθεί στη βιβλιογραφία Στη συνέχεια μελετάται η απόδοση των ηλεκτρονικών εξισωτών ελαχίστου μέσου τετραγώνου (least-mean square) και σταθερής περιβάλλουσας (constant modulus algorithm) στην εξίσωση της χρωματικής διασποράς και της διασποράς τρόπων πόλωσης, τόσο μεμονωμένα, όσο και από κοινού. Στη μελέτη μας συμπεριλαμβάνουμε το θόρυβο φάσης και την ενδιάμεση συχνότητα, αίροντας αντίστοιχες απλοποιήσεις που συνήθως γίνονται στη βιβλιογραφία. Ακολούθως αναφερόμαστε στο πρόβλημα του εκφυλισμού του πίνακα συντελεστών των εξισωτών ελαχίστου μέσου τετραγώνου και σταθερής περιβάλλουσας παρουσία έντονης διεξασθένησης. O πίνακας συντελεστών στον οποίο έχει συγκλίνει ο εξισωτής ονομάζεται εκφυλισμένος όταν παράγεται η ίδια απεσταλμένη ακολουθία συμβόλων και στις δύο εξόδους του εξισωτή. Προτείνουμε τη χρήση του πολυχρηστικού εξισωτή σταθερής περιβάλλουσας (multiuser constant modulus algorithm equalizer). Η λύση που προτείνεται έχει πλεονεκτήματα αξιοπιστίας και απλότητας σε σχέση με αντίστοιχες προτάσεις στη βιβλιογραφία, και αποδεικνύεται η άριστη απόδοσή της. Στη συνέχεια, γίνεται αναφορά στο φαινόμενο της ανισοσταθμίας ορθογωνιότητας που παρατηρείται στα οπτικά συστήματα με σύμφωνους δέκτες και αποτελεί ένα φαινόμενο το οποίο, κατά κανόνα, παραβλέπεται στις μελέτες της βιβλιογραφίας και αποδεικνύεται το ότι οι συμβατικοί ηλεκτρονικοί εξισωτές δεν μπορούν να το αντιμετωπίσουν. Τέλος, παραθέτουμε αποτελέσματα από την επεξεργασία πραγματικών πειραματικών δεδομένων, για την επαλήθευση των συμπερασμάτων που προέκυψαν θεωρητικά. / This PhD dissertation focuses on optical communication systems utilizing coherent receiver, quadrature phase modulation and polarization multiplexing. Their main advantage compared to conventional systems is the ability to perform extended digital signal processing, in order to compensate for transmission effects and to successfully demultiplex polarization multiplexed signals. We study such DSP modules with the help of computer simulations. We propose two novel polarization demultiplexing algorithms, with advantages in performance reliability and convergence speed compared to conventional methods. One of the two methods utilizes training procedure, an approach not yet studied enough in the literature. Next, we study the performance of least mean square and constant modulus algorithm equalizers in mitigating chromatic dispersion and polarization mode dispersion, both separately and in combination. We include in our study phase noise and intermediate frequency offset, without the simplifications usually found in the literature. Next, we address the subject of equalizer degeneration, which describes the phenomenon when both equalizer outputs transmit one of the two polarization multiplexed signals. We propose the use of multi-user constant modulus algorithm, which is an enhanced version of the conventional constant modulus algorithm. We prove that our solution has excellent performance as well as reliability and simplicity advantages compared to other methods. Next, we prove that quadrature imbalance is a ubiquitous phenomenon that cannot be addressed with conventional electronic equalizers and should not be omitted as is often the case. Finally, we present results derived from the application of some of the proposed algorithms on real experimental data, and prove the consistency of the theoretical derived results.

Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάλυση και αξιολόγηση της απόδοσης των οπτικών δικτύων μεταγωγής ριπών με την μέθοδο της προσέγγισης μειωμένου φορτίου. Η μέθοδος αυτή είναι αρκετά ευέλικτη για να προσαρμοστεί σε ένα οπτικό δίκτυο μεταγωγής οπτικών ριπών το οποίο υιοθετεί 4 διαφορετικά είδη πολιτικών και οι οποίες είναι η JET, η κατάτμηση ριπής, όπως επίσης και δυο πολιτικές προτεραιοτήτων. Η ακρίβεια της μεθόδου επιβεβαιώνεται από την προσομοίωση και τέλος οι διάφορες πολιτικές συγκρίνονται μεταξύ τους. Το πρώτο κεφάλαιο αυτής της εργασίας έχει αφιερωθεί στο να εισάγει τον αναγνώστη σε βασικές έννοιες σχετικά με τις οπτικές ίνες και τα οπτικά δίκτυα από την πρώτη έως την τρίτη γενιά. Αναφέρεται στα τρία είδη οπτικής μεταγωγής που υπάρχουν και ακολούθως γίνεται μια σύγκριση αυτών των τεχνολογιών οπτικής μεταγωγής. Στο δεύτερο κεφάλαιο αυτής της εργασίας, γίνεται μια πιο ενδελεχής ανάλυση των δικτύων δρομολόγησης με οπτικές ριπές και παρουσιάζονται όλοι οι απαραίτητοι μηχανισμοί για την ύπαρξη και άρτια λειτουργία αυτών των δικτύων. Αναλυτικότερα, παρέχονται πληροφορίες για την επίλυση θεμάτων ανταγωνισμού και την σηματοδοσία την συναρμολόγηση των ριπών. Στη συνέχεια, στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η παρουσίαση της μεθόδου προσέγγισης μειωμένου φορτίου για κλασσικά τηλεφωνικά δίκτυα. Σκοπός είναι να αναλυθεί εκτενώς ο τρόπος με τον οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος αυτή σε οπτικά δίκτυα μεταγωγής οπτικών ριπών και τι απαραίτητες αλλαγές πρέπει να γίνουν για την κάθε πολιτική που εφαρμόζεται ξεχωριστά. Παράλληλα, για κάθε πολιτική παρέχονται πίνακες με αποτελέσματα όπως και γραφήματα για να γίνουν πιο κατανοητά τα αποτελέσματα της μεθόδου. Έπειτα, παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της εργασίας όπως και διάφορες προτάσεις για το πώς μπορεί να αξιοποιηθεί η κάθε πολιτική με τον καλύτερο τρόπο. Τέλος στο τέταρτο κεφάλαιο παρατίθενται οι κώδικες των αναλυτικών μοντέλων για κάθε μια από τις πολιτικές που χρησιμοποιήθηκε σε γλώσσα προγραμματισμού C, έτσι ώστε αν θέλει ο αναγνώστης να έρθει σε επαφή και με το προγραμματιστικό περιβάλλον του δικτύου που υλοποιήθηκε. / The subject of this Diploma Thesis is the analysis and evaluation of the performance of Optical Burst Switching Networks by using the method of reduced load approximation. This method is flexible enough to be adjusted to the type of networks mentioned above which normally adopt four different kinds of policies, like the JET policy, the burst segmentation policy and also two policies of priorities. Thus, the main goal of this project is the confirmation of the accuracy of this method by performing the necessary simulations in order to compare these different policies. The first chapter of the project is dedicated to the task of making the reader familiar with the basic elements of the science of optical fibers and optical networks in general, all the way from the very first generation of them to the third one that is widely used at present. During this chapter, the three types of optical switching networks are described. These types are further examined next, during the second chapter, where a thorough analysis of network routing with optical bursts is performed. In addition, all the necessary mechanisms for the existence and well-functioning of these networks are presented. Specifically, a wide range of information related to the solving of competition issues and signaling for the assembly of the bursts, is given. Then, during the third chapter, the method of reduced load approximation is presented for the classic telephony networks. This method can be used in optical burst switching networks, and different variations of it are used, according to each separate policy that is followed. Result tables accompanied by the appropriate charts are supplied in order to clarify the results of this method. Next, the results of this Diploma Thesis are aggregated and accompanied by proposals about reclaiming each policy the best way. In the last chapter, the programming codes of each analytical model of these four optical networks policies, expressed in the programming language C, are supplied, giving the reader the chance to get in touch with the programming environment that was used in order to derive the optical network that was simulated.

Στόχος της παρούσας διπλωματικής εργασίας είναι η μελέτη τηλεπικοινωνιακής κίνησης και η αποτίμηση της επίδοσης OCDMA δικτύων ως προς την πιθανότητα φραγής κλήσης. Αρχικά γίνεται αναφορά στην εξέλιξη και τις ιδιότητες των οπτικών ινών και των οπτικών δικτύων. Στη συνέχεια περιγράφονται τα χαρακτηριστικά και οι ιδιότητες των OCDMA συστημάτων. Ακολούθως χρησιμοποιούνται αναλυτικά μοντέλα, τα οποία υλοποιούνται στη γλώσσα προγραμματισμού C, για τον υπολογισμό των πιθανοτήτων φραγής κλήσης σε συγκεκριμένα οπτικά δίκτυα στα οποία υφίσταται μία υπηρεσία (service class). Τα αποτελέσματα των μεθόδων ανάλυσης συγκρίνονται με τα αποτελέσματα της αντίστοιχης προσομοίωσης που υλοποιείται με χρήση της γλώσσας προσομοίωσης SIMSCRIPT ΙΙ.5. Τέλος, η προναφερθείσα διαδικασία πραγματοποιείται για οπτικά δίκτυα πρόσβασης υπό την παρουσία πολλών υπηρεσιών και επιπρόσθετων ειδών θορύβου. / The objective of this thesis is the study of telecommunications traffic and the progress evaluation of OCDMA networks. In the first place,my essay starts with presentation of optical fiber technology.At the second chapter we focus on the characteristics of OCDMA systems.Finally,using analytical models,we calculate the blocking probabilities in certain optical networks that support one service class. The analytical results are compared with the relevant simulation results. Moreover,the above procedure applies for optical access networks with many service classes plus extra kinds of additive noise.

Η εφεύρεση του laser έδωσε την δυνατότητα μελέτης της αλληλεπίδρασης ύλης-φωτός σε υψηλές εντάσεις ακτινοβολίας με αποτέλεσμα να οδηγηθούμε σε φαινόμενα κατά τα οποία οι συνήθεις οπτικές παράμετροι δε μπορούν να θεωρηθούν σταθερές, αλλά εξαρτώνται από την ένταση. Σε αυτή την περίπτωση, η συχνότητα δύναται να μεταβληθεί κατά την διάδοση της ακτινοβολίας σε ένα μέσο, ενώ η αρχή της επαλληλίας κυμάτων παραβιάζεται. Ο κλάδος της μη γραμμικής οπτικής μελετά φαινόμενα αλληλεπίδρασης της ύλης με ακτινοβολίες υψηλής έντασης. Αυτά τα φαινόμενα προέρχονται από την μεταβολή των οπτικών ιδιοτήτων της ύλης λόγω ισχυρών ηλεκτρικών πεδίων και η μη γραμμικότητα αυτών των φαινόμενων έγκειται στο ότι η απόκριση του υλικού είναι μη γραμμική συνάρτηση της έντασης της ακτινοβολίας. Οι θεμελιώδεις φυσικές αρχές που διέπουν τα μη γραμμικά φαινόμενα έχουν πλέον πλήρως αποσαφηνιστεί και το ενδιαφέρον έχει πια στραφεί στην μελέτη των μη γραμμικών οπτικών ιδιοτήτων διαφόρων υλικών. Σκοπός των ερευνών αυτών αποτελεί η εύρεση υλικών με μεγάλη μη γραμμική απόκριση, που θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν σε διάφορες εφαρμογές στις οπτικές τηλεπικοινωνίες και στην οπτική επεξεργασία της πληροφορίας (π.χ. ως οπτικοί διακόπτες). Σε αυτήν την εργασία λοιπόν μέσω των τεχνικών ΟΚΕ και Z-Scan, ασχοληθήκαμε με την μελέτη της μη γραμμικής απόκρισης μιας σειράς παραγώγων φουλλερενίων, οι οπτικές ιδιότητες των οποίων είναι άμεσα συνδεδεμένες με την δομή τους και τον τρόπο σύνδεσης των επιμέρους ενώσεων από τις οποίες αποτελούνται.Στο πρώτο μέρος αυτής της εργασίας παρατίθενται οι βασικότερες έννοιες της μη γραμμικής οπτικής και περιγράφονται ορισμένα πολύ σημαντικά μη γραμμικά φαινόμενα. Στο δεύτερο μέρος παρουσιάζονται οι τεχνικές ΟΚΕ και Z-Scan οι οποίες χρησιμοποιήθηκαν για την μελέτη των μη γραμμικών οπτικών παραμέτρων των δειγμάτων των παραγώγων των φουλλερενίων στο πειραματικό μέρος της εργασίας αυτής και στη συνέχεια αναλύεται ο τρόπος επεξεργασίας των πειραματικών δεδομένων. Τέλος στο τρίτο μέρος περιγράφονται τα πειράματα που διεξήχθησαν, τα αποτελέσματα καθώς και τα συμπεράσματα που προέκυψαν. / The development of lasers has been a turning point in the history of science. It gave birth to the new field of nonlinear optics (NLO), which is the study of the interaction between intense light radiation and matter. In this regime, the response of matter cannot be considered linearly dependent on the intensity of the applied field, giving rise to significant new types of behavior and a wide spectrum of novel phenomena. Nonlinear optics has now become a rapidly growing field. It is at the forefront of progress in the area of photonics and optoelectronics. This vast development necessitates new materials with large nonlinearities, suitable for NLO applications in the laser and the optical communication technologies (e.g. optical switches). In that context, fullerenes have justifiably attracted considerable interest due to their intriguing physical and chemical properties; the extensive delocalization of their charge, as well as, their small reorganization energy can give rise to fast and high nonlinear optical response. Inevitably, the interest of the scientific community has now turned to the study of sophisticatedly altered fullerene derivatives. Depending on their ability to act as excellent electron acceptors, fullerenes are one of the most prominent chromophores that have been incorporated into multi-component molecular structures. Novel synthetic methods that enable the chemical modification of pristine molecules with electron donating moieties have been developed. This chemical functionalization of fullerenes can result in strong donor-acceptor interactions and photo-induced electron transfer, invigorating their nonlinear optical response. Their potential usage, which can range from photonics and photovoltaics implementations to applications in the biomedical area, is the main driving force of all this research. In the present study, the measurements were performed via the Z-Scan and the Optical Kerr Effect (OKE) techniques. The third order nonlinear susceptibility χ(3) and the second order hyperpolarizability γ of the derivatives were determined employing 4 ns and 35 ps laser pulses respectively, at excitation wavelength of 532 nm. In that respect, the main aim of the current study is threefold. Firstly, to provide a complete overview of the third order nonlinear parameters determined. Secondly, to briefly discuss the linkage between the observed nonlinearities with the molecular structures of the examinant hybrids, as well as, the possible effect of photo-induced charge transfer. Lastly, to shed light upon the role of the different pulse duration in the measurements and the dominant contributing physical processes related. Consequently, the first part of this work provides some basic concepts of nonlinear optics and the physical processes related with it. Then reference will be made to the experimental techniques used, including the fundamental background of the data analysis procedure. Finally, the nonlinearities observed in the picosecond and nanosecond regime are presented.