Um pseudo-satélite foi desenvolvido tendo como objetivo superar o problema "near/far" mediante o emprego de uma estratégia que será denominada de "técnica de realimentação do receptor do usuário - RU". Foram desenvolvidos protótipos de pseudo-satélites GPS e programa controlador de potência para dar suporte à validação da proposta. O hardware e o firmware dos protótipos desenvolvidos são descritos. Análises e resultados de ensaios em campo, que consistiram de 4 vôos de helicóptero com receptores GPS embarcados, bem como os procedimentos conjuntos durante a campanha de ensaios são apresentados. Conclusões referentes aos objetivos propostos são apresentados e analisados. Por fim várias recomendações e sugestões são feitas, incluindo-se duas outras variantes da técnica RU.

O trabalho apresenta a etapa de correlação em software de um receptor GPS de uso civil. O software do correlator tem como função extrair, em tempo real, os dados de navegação contidos no sinal GPS (CDMA), os quais são necessários para a determinação da posição dos satélites. Este trabalho apresenta também uma revisão das características e da estrutura do sinal GPS, para permite uma melhor compreensão do funcionamento das arquiteturas dos correlatores descritos na literatura e também, desenvolver o simulador de sinais GPS, necessário para testar as etapas de processamento do Correlator. As etapas de Aquisição, Confirmação, Alinhamento e Rastreamento do correlator, bem como os algoritmos de cálculo da envoltória, demodulação, sincronização de bit, extração dos dados de navegação são apresentados. O software utiliza, como plataforma, o DSP STARTER KIT (DSK) disponível no Departamento de Telecomunicações, o qual é composto pelo DSP da família C6000 (TMS320C6711) da Texas Instruments e pelo ambiente de programação Code Composer Studio. O trabalho, como um todo, enfatiza o processamento digital de sinais, focando no desenvolvimento de receptores em software, onde o sinal digital é processado em banda base através de técnicas de programação.

Orientador: Celso de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T06:34:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mataveli_LuisOtavio_M.pdf: 877476 bytes, checksum: afc5fb9153e7311af03669d45d798a73 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O desempenho dos sistemas de comunicação sem fio que utilizam a técnica de múltiplo acesso CDMA é limitado pela interferência. A proposição de um algoritmo de escolha de seqüências de espalhamento foi feita para buscar uma diminuição na interferência média do sistema. Nos padrões atuais, como CDMA2000 e WCDMA, não são definidos nenhum critério para escolha das seqüências. Por isso, nesta dissertação será analisado o desempenho do algoritmo de escolha de seqüências de espalhamento proposto anteriormente juntamente com o uso de códigos corretores de erro em canais com desvanecimento seletivo em freqüência. Será analisado o comportamento das seqüências Walsh, Gold e m-deslocadas. O algoritmo analisado apresenta bons resultados sem o uso de codificação, mas, como maneira de analisar um sistema mais próximo do real, serão utilizados os códigos convolucionais e turbo. Palavras-chave: Algoritmo de busca, sistemas CDMA, espalhamento espectral, códigos convolucionais, códigos turbo. / Abstract: The performance of wireless communication systems that use the multiple access code division technique, CDMA, is interference-limited. A sequence selection algorithm allows a reduction in the mean interference of the system. In the standards like CDMA2000 and WCDMA no algorithm is defined for choosing the sequences. For this reason, in this dissertation we evaluate the performance of the proposed spread sequences selection algorithm together with error correcting codes over frequency selective fading channels. It is analyzed the behavior of Walsh, Gold, and shifted-m sequences. The algorithm had shown good results without channel coding, but to analyze a system similar to a real one, convolutional and turbo codes are going to be used. Key words: Selection algorithm, CDMA systems, spread spectrum, convolutional codes, turbo codes. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Celso de Almeida / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T12:24:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OlmedoCifuentes_GonzaloFernando_D.pdf: 1566286 bytes, checksum: 91619aa7cb33f0594cf4dd4e9b185238 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho foi proposto um novo algoritmo para o controle da janela de congestionamento do protocolo TCP, que melhora o desempenho da vazão de dados em redes sem fio. A estimação da banda disponível responsável pela melhoria do sistema, se dá pois os segmentos TCP com erro produzidos pelo canal sem fio são reconhecidos por uma confirmação negativa NACK, ou quando o buffer do sistema enche. Para o mecanismo proposto, uma expressão analítica da vazão de dados em função da probabilidade de erro de segmentos TCP no canal sem fio é obtida. No sistema sem fio é analisado o enlace reverso de sistemas CDMA de sequencia direta, tanto síncrono, como assíncrono, considerando um canal seletivo em frequencia com desvanecimento do tipo Rayleigh e modulação BPSK. São comparados diferentes tipos de receptores, que usam detecção multiusuário descorrelacionadora, arranjo de antenas e codificação de canal do tipo convolucional ou turbo. Foram obtidas expressões simples e precisas, antes não encontradas na literatura da eficincia assintotica média e da probabilidade de erro de bit que foram comparadas com resultados de simulação. Foram comparadas tres estratégias propostas de decodificação iterativa turbo. Expressões de complexidade computacional do receptor também foram elaboradas. / Abstract: In this work, we propose a new TCP congestioned window algorithm that improves the performance for wireless networks, where the TCP segments with errors caused by the wireless channel are recognized by a negative acknowledgement (NACK) or when the system buffer is full, the protocol estimate the available bandwidth. For the proposed strategy, a simple analytic characterization of the steady state throughput as a function of the TCP segment error probability for the wireless channel is obtained. In the wireless system, we consider the reverse link of synchronous and asynchronous direct-sequences code division multiple access (DS-CDMA) systems in frequency-selective Rayleigh fading channels and BPSK modulation. Different types of receivers using multiuser decorrelating detection, antenna array and convolutional or turbo coding are compared. Simple and precise novel close-form analytic expressions for the asymptotic multiuser efficiency and for the mean bit error probability are derived. The proposed expressions of the analytic model developed to evaluate the performance of those systems are verified by the results of computer simulations. For turbo code, three iterative turbo decoding strategies are proposed and compared. Expressions for computational complexity are also obtained. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Renato da Rocha Lopes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-25T22:46:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gomes_MarcoAurelioCazarotto_D.pdf: 1053505 bytes, checksum: d53cf702c634d7c73f9e121a123bc2ba (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Este trabalho está dividido em duas partes. Na primeira, propomos um método para melhorar a estimação de informações sobre descasamentos de impedância em redes de cabos coaxiais. Esses descasamentos geram micro-reflexões, que por sua vez geram distorções na rede. Informações sobre a localização dos descasamentos podem ajudar as equipes de manutenção a localizá-los e repará-los. Atualmente a informação é estimada no padrão DOCSIS de manutenção preventiva, e baseia-se apenas nos coeficientes do equalizador que já são conhecidos pelo sistema. Assim, o método não exige qualquer alteração ao sistema. Iremos demonstrar que, em contraste com a abordagem atual DOCSIS, o nosso método fornece uma estimativa mais fina, e permite a estimativa de informação mesmo quando mais de uma micro-reflexão está presente. Na segunda parte propomos soluções para dois problemas relacionados ao canal gaussiano. No primeiro momento estamos interessados no problema do ponto de vista do primeiro usuário de um canal de múltiplo acesso (MAC, do inglês Multiple Access Channel), onde vamos tratar o sinal do segundo usuário como ruído na detecção. Esta estratégia é conhecida como cancelamento de interferência (SIC, do inglês Successive Interference Cancellation). O primeiro usuário utiliza um código Low Density Parity Check (LDPC). Na detecção, o LDPC assume que o ruído é gaussiano (AWGN, do inglês additive white Gaussian noise). Com isso, vamos propor duas estratégias (shaping e transformada de Fourier) para modificar a distribuição do segundo usuário, de forma que esta se aproxime de uma distribuição gaussiana. Vamos comprovar que as duas estratégias têm melhor desempenho comparadas à estratégia envolvendo modulação com distribuição discreta uniforme. Em um segundo momento propomos um sistema simples que se aproxima da capacidade do AWGN. Para isso, vamos explorar um paralelo entre o AWGN e o MAC. Em nossa proposta, o que no MAC eram usuários agora são níveis paralelos e independentes de um código multinível, onde cada nível usa uma entrada binária e um código que se aproxima da capacidade, resultando em um sistema com codificação simples que opera perto de capacidade. Na decodificação novamente vamos usar SIC. Como resultado, o receptor é constituído por uma série de receptores binários simples. Vamos mostrar que o sistema proposto funciona a uma pequena distância em relação à capacidade do AWGN, e que esta distância pode ser atribuída apenas à distância do próprio código / Abstract: This work is divided into two parts. At first, we propose a method for improving the estimation of impedance mismatch information in coaxial cable networks. These impedance mismatch generate micro-reflections, which distorts the network. Information about the location of mismatches can help maintenance team to locate to them and repair them. Currently, the information is estimated in the DOCSIS preventive maintenance, and is based only on the coefficients of the equalizer are already known by the system. Thus, the method does not require any change into the system. We will show that, in contrast with the current DOCSIS approach, our method provides a finer estimate, and allows the estimation of information even when more than one micro-reflection is present. In the second part we propose solutions to two problems related to the Gaussian channel. At first we are interested in the problem from the point of view of the first user of a multiple access channel (MAC), where we treat the user as the second signal in noise in the detection. This strategy is known as successive interference cancellation (SIC). The first user uses a Low Density Parity Check code (LDPC). In detection , the LDPC assumes that the noise is Gaussian (AWGN). With this, we propose two strategies (shaping and Fourier transform) to modify the distribution of the second user, so that it approaches a Gaussian distribution. We will show that both strategies outperform the strategy involving modulation compared with discrete uniform distribution. In second user, we propose a simple system that approaches the capacity of the AWGN. For this, we explore a parallel between the AWGN and MAC. In our proposal, which were in the MAC users, now are parallel and independent levels of a multilevel code, where each level uses a binary input and a code approaches the capacity, resulting in a simple coding system that operates close to capacity. We will use SIC for decoding again. As a result, the receiver is constituted by a simple binary receivers series. We will show that the proposed system works at a small distance from the capacity of AWGN, and this distance can be assigned only the gap of the code / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Celso de Almeida / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T01:46:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_RodolphoContiGianiniFerreira_M.pdf: 1434278 bytes, checksum: c9d50dad0686c63ee7429ff495370ace (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os fatores responsáveis pela vazão de dados em uma rede celular são o número de usuários alocados em uma célula e a taxa de dados de cada usuário. Desta forma, para alcançar melhores resultados em termos de vazão de dados, deve-se utilizar de técnicas que trabalhem com foco no produto destes dois parâmetros. Este trabalho consiste em uma análise comparativa entre diferentes sistemas CDMA sob a ótica da vazão de dados, tendo como foco sequências de espalhamento do tipo aleatórias e também de Walsh e detecção com filtro casado e com o detector multiusuário descorrelacionador (MUD-D - Multiuser Detector Decorrelator), além de considerar a presença de interferência interna e externa no sistema. O método utilizado para a análise e comparação consiste na modelagem matemática do enlace reverso de um sistema celular DS-CDMA em canal AWGN com controle perfeito de potência e com alguns parâmetros fixos, tais como, a taxa máxima de erro de bit ( ), a taxa mínima de dados por usuário (10 kbps, referente ao serviço de voz) e a potência máxima de transmissão de 0,5W por estação móvel. Este trabalho apresenta também uma análise comparativa entre um sistema DS-CDMA com filtro casado e outro com o detector MUD-D na presença de interferência externa. A análise comparativa do detector MUD-D com o filtro casado em ambiente com interferência externa e toda a análise da vazão de dados do sistema são contribuições do autor / Abstract: The factors responsible for the data throughput in a cellular network are the number of users allocated in a cell and the users' data rate. This way, to reach better results in terms of data throughput, one must use techniques that act with focus on the product of those two parameters. This work consists in a comparative analysis among different CDMA systems from the perspective of the data throughput, focusing on random and Walsh spreading sequences and detection method with matched filter and with the multi-user detector decorrelator (MUD-D), besides considering the presence of internal and external interference in the system. The analysis and comparison methods consist in the CDMA cellular system uplink mathematical modelling in an AWGN channel considering a perfect power control and some fixed parameters such as the maximum bit error rate ( ), minimum data rate per user (10 kbps, referring to the voice service) and maximum transmitting power of 0.5 W per mobile station. This work also presents a comparative analysis between a DS-CDMA system with matched filter and another with the MUD-D detector in the presence of external interference. The MUD-D and matched filter comparative analysis in a scenario with external interference and the whole system's data throughput analysis are the author's contribution / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Aiming to achieve the better efficiency in the use of bandwidth (spectral efficiency), as well as a compromise with the energy utilized in the process (power efficiency), the service operators are obliged to change the way in which the information is conveyed. The simplicity of the OOK modulation format has always been the main reason for using it in optical communications. Hence, once the coherent technologies had reached the maturity from a commercial point of view, they have become real alternatives to extend the capacity of networks. In this thesis, the performance of single and multirate FFH-OCDMA networks based on coherent modulation formats is addressed. The following modulation formats are assumed: binary and quadrature phase shift keying (BPSK and QPSK). For single rate networks, BPSK or QPSK are used as the modulation format for all users. For multirate networks, on the other hand, BPSK and QPSK modulation formats are employed for low and high rate transmission users, respectively. For both networks, new bit error rate (BER) formalisms regarding the main deleterious source in OCDMA are derived, namely multipleaccess interference (MAI). The mathematical formalism developed here accounts for any kind of users\' signal waveforms (which are accurately accounted for at the desired user\'s receiver). As a result, it can be successfully used to carry out performance analysis of any OCDMA network. Moreover, it is shown that both low and high rate users can surprisingly achieve similar BER levels. In addition, it is demonstrated that incoherent OOK-based networks are not good candidates for future single and multirate FFH-OCDMA implementations in this interference limited scenario. On the other hand, our results pave the way for BPSK- and QPSK -based networks, which are seen as potential candidates for next generation passive optical networks (NG-PON2), where higher data rates and a vast amount of users will be major network requirements. / No intuito de alcançar uma melhor eficiência no uso da largura de banda (eficiência espectral), bem como um compromisso com a energia utilizada no processo de transmissão de informações (eficiência em potência), as operadoras de serviços estão sendo obrigadas a alterar o modo em que a informações estão sendo transmitidas. Neste sentido, a simplicidade do formato de modulação OOK sempre foi a principal razão para a sua utilização em sistemas de comunicações ópticas. Assim, uma vez que a tecnologia coerente tem alcançado a maturidade do ponto de vista comercial, estas são reais alternativas para aumentar a capacidade das redes de comunicação ópticas. Nesta tese, são avaliados os desempenhos de redes FFH-OCDMA convencionais e de múltiplas taxas baseadas em formatos de modulação coerentes. Os seguintes formatos de modulação assumidos são: modulação por chaveamento de fase binário e por quadratura (BPSK e QPSK). Para redes convencionais, BPSK e QPSK são utilizados como formatos de modulação para todos os usuários. Por outro lado, para redes de múltiplas taxas de transmissão, os formatos de modulação BPSK e QPSK são empregados para baixas e altas taxas, respectivamente. Para ambas as redes, foram derivados novos formalismos matemáticos considerando a principal fonte deletéria de desempenho em OCDMA, comumente chamada de MAI, no cálculo da BER. Os formalismos matemáticos desenvolvidos são generalizados para quaisquer tipos de formas de onda empregada nos sinais dos usuários (as quais são contabilizadas precisamente no receptor do usuário de interesse). Como resultados, o formalismo matemático pode ser utilizado com sucesso para realizar a análise de desempenho de qualquer rede OCDMA. Adicionalmente, é demonstrado que ambos os usuários em baixa ou alta taxa de transmissão podem surpreendentemente alcançar níveis similares de BER. Concomitantemente, é observado que redes incoerentes baseadas em OOK não são boas candidatas para implementações convencionais e de múltiplas taxas de transmissão considerando esse cenário limitado por interferência. Por outro lado, os resultados trilham o caminho para redes baseadas em BPSK e QPSK, as quais são potenciais candidatas para a próxima geração de redes ópticas passivas (NG-PON2), onde os maiores requisitos são as altas taxas de transmissão e grande capacidade de inserção simultânea de usuários.

Aiming to achieve the better efficiency in the use of bandwidth (spectral efficiency), as well as a compromise with the energy utilized in the process (power efficiency), the service operators are obliged to change the way in which the information is conveyed. The simplicity of the OOK modulation format has always been the main reason for using it in optical communications. Hence, once the coherent technologies had reached the maturity from a commercial point of view, they have become real alternatives to extend the capacity of networks. In this thesis, the performance of single and multirate FFH-OCDMA networks based on coherent modulation formats is addressed. The following modulation formats are assumed: binary and quadrature phase shift keying (BPSK and QPSK). For single rate networks, BPSK or QPSK are used as the modulation format for all users. For multirate networks, on the other hand, BPSK and QPSK modulation formats are employed for low and high rate transmission users, respectively. For both networks, new bit error rate (BER) formalisms regarding the main deleterious source in OCDMA are derived, namely multipleaccess interference (MAI). The mathematical formalism developed here accounts for any kind of users\' signal waveforms (which are accurately accounted for at the desired user\'s receiver). As a result, it can be successfully used to carry out performance analysis of any OCDMA network. Moreover, it is shown that both low and high rate users can surprisingly achieve similar BER levels. In addition, it is demonstrated that incoherent OOK-based networks are not good candidates for future single and multirate FFH-OCDMA implementations in this interference limited scenario. On the other hand, our results pave the way for BPSK- and QPSK -based networks, which are seen as potential candidates for next generation passive optical networks (NG-PON2), where higher data rates and a vast amount of users will be major network requirements. / No intuito de alcançar uma melhor eficiência no uso da largura de banda (eficiência espectral), bem como um compromisso com a energia utilizada no processo de transmissão de informações (eficiência em potência), as operadoras de serviços estão sendo obrigadas a alterar o modo em que a informações estão sendo transmitidas. Neste sentido, a simplicidade do formato de modulação OOK sempre foi a principal razão para a sua utilização em sistemas de comunicações ópticas. Assim, uma vez que a tecnologia coerente tem alcançado a maturidade do ponto de vista comercial, estas são reais alternativas para aumentar a capacidade das redes de comunicação ópticas. Nesta tese, são avaliados os desempenhos de redes FFH-OCDMA convencionais e de múltiplas taxas baseadas em formatos de modulação coerentes. Os seguintes formatos de modulação assumidos são: modulação por chaveamento de fase binário e por quadratura (BPSK e QPSK). Para redes convencionais, BPSK e QPSK são utilizados como formatos de modulação para todos os usuários. Por outro lado, para redes de múltiplas taxas de transmissão, os formatos de modulação BPSK e QPSK são empregados para baixas e altas taxas, respectivamente. Para ambas as redes, foram derivados novos formalismos matemáticos considerando a principal fonte deletéria de desempenho em OCDMA, comumente chamada de MAI, no cálculo da BER. Os formalismos matemáticos desenvolvidos são generalizados para quaisquer tipos de formas de onda empregada nos sinais dos usuários (as quais são contabilizadas precisamente no receptor do usuário de interesse). Como resultados, o formalismo matemático pode ser utilizado com sucesso para realizar a análise de desempenho de qualquer rede OCDMA. Adicionalmente, é demonstrado que ambos os usuários em baixa ou alta taxa de transmissão podem surpreendentemente alcançar níveis similares de BER. Concomitantemente, é observado que redes incoerentes baseadas em OOK não são boas candidatas para implementações convencionais e de múltiplas taxas de transmissão considerando esse cenário limitado por interferência. Por outro lado, os resultados trilham o caminho para redes baseadas em BPSK e QPSK, as quais são potenciais candidatas para a próxima geração de redes ópticas passivas (NG-PON2), onde os maiores requisitos são as altas taxas de transmissão e grande capacidade de inserção simultânea de usuários.

Este trabalho faz uma extensa e detalhada análise de sistemas ópticos coerentes baseados na tecnologia de acesso múltiplo por divisão de código, com ênfase naqueles em que o processo de codificação do sinal óptico é realizado por meio de deslocamentos de fase no domínio espectral (SPECTS-OCDMA). Apesar de ser um estudo numérico, esforços são concentrados na tentativa de aproximar estes cenários simulados aos cenários mais realistas, implementados em laboratórios. Nesse contexto, levando em consideração o impacto dos efeitos dispersivos e nãolineares da fibra óptica em sistemas SPECTS-OCDMA, são modelados diversos dispositivos que constituem o sistema de recepção do sinal óptico (nonlinear optical loop mirror e nonlinear thresholder), e mostradas suas influências no desempenho do sistema. Isso permite identificar o exato grau de interferência que cada código de uma determinada família de códigos causa nos outros códigos da mesma família. Esta análise é diferente de tudo previamente reportado para os sistemas OCDMA, porque até então sempre se supôs que todos os códigos de uma mesma família têm o mesmo desempenho. Também é demonstrado que uma escolha ótima do conjunto de códigos reduz consideravelmente a taxa de erro de bit (BER). Os conjuntos ótimos de códigos são obtidos em termos do padrão de interferência causado por todos os códigos no usuário de interesse. Isso permite mostrar que o uso de conjuntos ótimos de códigos não só melhora o desempenho geral do sistema em termos de BER, mas também elimina a quebra de ortogonalidade (nunca levada em consideração em análises anteriores de sistemas OCDMA) devido à diafonia (crosstalk). Este aspecto também é resolvido com detalhes neste trabalho uma vez que ele compromete seriamente a segurança do sistema contra espiões (intencionais e não intencionais). Ainda visando a modelagem de dispositivos voltados para sistemas ópticos coerentes, também foi investigado neste trabalho a evolução de pulsos ultracurtos e de alta potência (com fase modulada no domínio espectral) em fibras altamente não-lineares. Esse fenômeno conhecido por geração de luz supercontínua é caracterizado por um forte alargamento espectral induzido por efeitos não-lineares no meio óptico, e que encontra uma grande variedade de aplicações, como tomografia por coerência óptica, espectroscopia e metrologia de frequência. Entretanto, o ajuste do espectro obtido após a propagação para uma dessas aplicações requer uma escolha correta da fibra óptica e da fonte de pulsos ultracurtos utilizados. Uma vez que esses parâmetros estão definidos, fica muito difícil conseguir um ajuste fino do espectro obtido. Dessa forma, a vantagem da utilização de pulsos modulados é a possibilidade de se realizar uma sintonia fina do espectro obtido para uma aplicação desejada. Além disso, essa técnica permite a geração de pentes de frequências ópticos (optical frequency combs) sintonizáveis. / In this work we perform a comprehensive analysis of a spectral phase-encoded time spreading optical code division multiple access (SPECTS-OCDMA) system. Despite being a numerical study, efforts were concentrated on the investigation of more realistic scenarios using as much information as possible from implemented test-beds in laboratories. In this context, after take into account the impact of dispersive and nonlinear effects of optical fiber in SPECTS-OCDMA systems, some devices of the optical signal reception subsystem are modeled (nonlinear optical loop mirror and nonlinear thresholder), and their influences on system performance are shown. This allowed for the first time in the OCDMA literature the identification of the exact degree of interference that each code of a particular family of codes causes on other codes of the same family. This analysis considerably advances the common sense adopted in the literature in which all codes of the same family perform equally. It is demonstrated that an adequate (optimal) choice of codes can reduce considerably the bit error rate (BER). The optimal code-sets are obtained in terms of the interference pattern caused by every code on the code of interest. Furthermore, it is shown that the use of optimal code-sets not only improves the overall system performance in terms of BER, but also eliminates the orthogonality failure (never accounted for in previous OCDMA analysis) due to crosstalk. This issue is also addressed in details in this work since it seriously compromises the security of the system against (intentional or unintentional) eavesdroppers. Still aiming at modeling devices for coherent optical systems, it is investigated the evolution of ultrashort high-power pulses (spectrally phase modulated) in high nonlinear fibers. This phenomenon known as supercontinuum generation is characterized by strong spectral broadening induced by nonlinear effects in optical medium, and finds a wide range of applications such as optical coherence tomography, spectroscopy and frequency metrology. However, tailoring the supercontinuum (SC) spectra to a specific application requires the correct choice of the optical fiber and the ultrashort pulse source. Once these parameters are defined, it becomes very difficult to achieve a fine tune of the generated spectra. Therefore, an alternative is to phase modulate the input pulse to adjust the generated spectra to a specific application. Also, we show that this technique allow us to generate tunable optical frequency combs simply by adjusting the modulation parameters.

Neste trabalho propomos e analisamos algoritmos de alocação dinâmica de banda para rede óptica passiva (PON) de acesso padrão GPON (Gigabit PON). Estes algoritmos utilizam dados oriundos de SLA (service level agreement) para gerenciar a alocação de banda e classificar em 4 contêineres de tráfego (T-CONT) o tráfego gerado em 16 ONUs (optical network unit). Na transmissão upstream é utilizada a técnica de multiplexação por divisão de tempo (TDM) para gerenciar o acesso ao meio, evitando colisões. O primeiro algoritmo proposto aloca banda garantida para as ONUs e distribui a banda não utilizada de acordo com critério baseado em três SLAs. A taxa de bit upstream é 1,25 Gbps e o desempenho do algoritmo é analisado com base na variação do atraso de pacotes em função do tráfego gerado nas ONUs. O segundo algoritmo proposto utiliza ponderação de tráfego. Neste, analisamos o comportamento dos atrasos e a quantidade de banda solicitada e atendida por ONU quando as bandas garantida e extra são alteradas. Por fim, acrescentamos em nossa implementação um intervalo para o processamento do algoritmo de alocação dinâmica de banda (DBA) e resposta do hardware relacionado ao ciclo de interrogação. Então, analisamos o atraso de pacotes quando variamos o intervalo de processamento do DBA. Ao final, propomos uma solução preliminar para minimizar estes atrasos. Os resultados obtidos por meio de simulação computacional mostram a versatilidade dos algoritmos. / In this work we propose and analyze the performance of dynamic bandwidth allocation algorithms for optical passive networks (PON) in GPON standard (Gigabit PON). These algorithms use data from SLA (service level agreement) to manage bandwidth allocation and classify in 4 traffic containers (T-CONT) the traffic generated by 16 ONUs (optical network unit). In the upstream transmission the time division multiplexing (TDM) technique is used to manage the medium access, avoiding collisions. The first proposed algorithm allocates guaranteed bandwidth for the ONUs and distributes the bandwidth not used according to the criteria based on three SLAs. The upstream bit rate is 1.25 Gbps and the algorithm performance is analyzed based on the packets delay variation versus the traffic generated by ONUs. The second proposed algorithm uses weighted traffic. In this, we analyze the delay performance and the required bandwidth for each ONU and how much it is served when the guaranteed and extra bandwidth are changed. Finally, we added in our implementation an interval for the processing of the dynamic bandwidth allocation algorithm (DBA) and response of the hardware related to the interrogation cycle. In the end, we propose a preliminary solution to minimize these delays. The results obtained by means of computational simulation show the versatility of the algorithms.