Orientadores: Aldario Chrestani Bordonalli, João Batista Rosolem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JulioCesarRodriguesFernandesde_D.pdf: 2208665 bytes, checksum: f470d97f674d04df8485763bda26fb82 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A modificação no padrão de trafego das redes, introduzida pelo avanço das tecnologias de chaveamento óptico e de conversão de comprimento de onda, vem requerendo mudanças nas características dos dispositivos e equipamentos ópticos até então utilizados, uma vez que muitos destes ainda são otimizados para enlaces ponto-a-ponto e deixam de apresentar as funcionalidades necessárias para um funcionamento adequado em redes reconfiguráveis. Em particular, podem ser citados os amplificadores ópticos, em sua maioria amplificadores a fibra dopada com érbio (EDFAs ¿ erbium doped fiber amplifiers), que exibem uma forte dependência do ganho com o nível de potencia de entrada. Este comportamento se torna um fator limitante devido à aleatoriedade do numero de canais na entrada dos amplificadores, exibida pelas redes reconfiguráveis. Dessa maneira, técnicas de controle automático de ganho têm sido propostas no intuito de eliminar este vinculo do ganho do EDFA com a sua potencia de entrada, com algumas delas obtendo êxito. No entanto, dentre as técnicas apresentadas, o controle de ganho esta sempre associado a uma faixa de operação de potencia limitada juntamente a uma faixa dinâmica de controle também limitada, reduzindo assim a aplicabilidade do EDFA controlado a um determinado modo de operação (pré, linha ou booster). Com isto, o numero de canais a serem inseridos ou retirados na entrada do EDFA fica limitado. Neste trabalho, o desenvolvimento de uma técnica de controle de ganho inovadora, baseada em uma estrutura de controle hibrido de ganho, e apresentado. Esta técnica de controle proporciona uma generalização do controle de ganho de EDFAs, ou seja, através desta obtem-se um EDFA capaz de operar com eficiente controle automático de ganho em qualquer faixa de operação de potencia de entrada, com ausência de limitação da faixa dinâmica de controle e supressão de transientes. Como parte das etapas de trabalho, uma técnica de medição sistêmica ultra-rapida, capaz de avaliar o desempenho sistêmico em curtos períodos de tempo e analisar transientes de dispositivos de redes ópticas, foi implementada. Alem desta, visando redes reconfiguráveis metropolitanas, um EDFA de dupla passagem, com uma fibra compensadora de dispersão embutida e controle automático de ganho totalmente óptico, foi projetado e caracterizado / Abstract: The changes in the network traffic pattern as a result of the new optical switching and avelength conversion technologies have required a transformation on the available optical evice and equipment characteristics, since most of them were optimized for fixed optical etwork operation and lack the necessary functionality to work on reconfigurable networks. n particular, the erbium doped fiber amplifiers (EDFA's) are an example of such a case. ost of the EFDA designs result in an amplifier that presents a strong gain dependency o he input optical power. Unfortunately, this behavior turns out to be a limiting factor in econfigurable networks, since the number of amplifier coupled channels becomes random. hus, automatic gain control techniques have been proposed to ease the EDFA gain ependency on the input power. However, the proposed schemes have always associated he gain control to both a limited power operation range and a limited dynamic range so hat the EDFA application is restricted to a given operation mode (pre-, in-line, or booster mplification), limiting the number of channels to be added to or dropped from the mplifier input. In this work, the development of a new gain control technique based on a ybrid gain control structure is presented. A generalized EDFA gain control approach is chieved. By assuming that, it is possible to conceive an EDFA that is now capable of resenting an efficient gain control for a wide input power range, along with a wide ynamic control range and absence of transients. As a result of the different stages of this ork, a technique for ultra-fast systemic measurements was implemented. With that, the ystem performance could be evaluated in short time spans by considering different optical etwork devices. Also, the gain controlled EDFA application to regenerators was nvestigated. As a result, a double pass all-optical gain controlled EDFA with embedded ispersion compensating fiber was implemented and characterized for applications in etropolitan area optical networks / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Peter Jurgen Tatsch / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:07:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Monte_LuisRenato_M.pdf: 9957740 bytes, checksum: 0889b0686d62fd3269d4a48322410bf6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Este trabalho apresenta as especificações arquitetônicas e funcionais de uma rede ótica avançada, fundamentada na comutação óptica de rajadas e que objetiva um melhor aproveitamento dos enlaces ópticos e a redução do gargalo eletrônico decorrente das conversões eletro-ópticas. Uma proposta de concepção do núcleo de processamento de dados baseado em dispositivos lógicos programáveis e o projeto dos circuitos utilizados na etapa experimental, que compreendem uma placa comercial e três placas desenvolvidas serão apresentadas. Este trabalho tem como escopo apresentar uma nova arquitetura de rede de chaveamento de rajadas ópticas, seu princípio de funcionamento e a estrutura do nó de chaveamento óptico. É proposta uma estrutura para o núcleo de processamento de dados e apresentado o protótipo desenvolvido para a prova de conceito. / Abstract: This work presents the architectural and functional specifications of a new optical network, based on optical burst switching that aims at the better use of optical links and the reduction of the bottleneck resulting from electro-optics conversions. A proposed design of the core data-processing based on programmable logic devices and design of circuits used in the experimental stage, which include a business board and three boards developed exclusively for this project, will be presented. This work aims to present a new architecture for an optical burst switching network, its basic operation and the structure of an optical switching node. The data processing core structure is proposed and the circuitry prototypes developed to do the proof of concept are presented. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Evandro Conforti, Cristiano de Mello Gallep / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:57:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ribeiro_NapoleaodosSantos_D.pdf: 16714104 bytes, checksum: b2100f0e9b322ce60f4114a173936ab3 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: As chaves eletro-ópticas ultrarrápidas, os regeneradores e os conversores em comprimento de onda são dispositivos promissores para serem incorporados nas futuras redes ópticas. Neste trabalho, apresentam-se simulações e respectivas medições relativas a uma técnica de redução do tempo de chaveamento eletro-óptico. Esta técnica baseia-se na injeção de uma combinação de múltiplos pulsos de corrente no interior da região ativa de um amplificador óptico a semicondutor. A partir das simulações, foi estudado o melhor formato do sinal de corrente de injeção no amplificador óptico a semicondutor, assim como possíveis modificações no circuito equivalente deste amplificador visando a uma maior redução do tempo de chaveamento, obtendo-se previsão de valores de tempo de chaveamento em valor recorde, da ordem de 300 ps, para um contraste óptico de 26 dB. Além disso, um regenerador simples tipo 2R (reamplificação e reformatação) e conversor em comprimento de onda utilizando apenas um SOA também é apresentado. Este dispositivo apresentou e cientes resultados de regeneração para diferentes casos de deterioração em taxa de bits de até 13,5 Gbps em um faixa de conversão de alguns nanômetros. Demonstrou-se também ser pouco dependente à polarização óptica do sinal de entrada e capaz de ser integrado a outros dispositivos. Por último, resultados simulados para a implementação de uma futura técnica de alimentação adiante, em conjunto com a injeção de múltiplos pulsos de corrente em SOA, são discutidos. / Abstract: Electrooptical switches, optical regenerators, and wavelength converters are relevant devices for the operation of future optical networks. In this work, measurements and simulations of an electrooptical switching time reduction technique based on multipulse current injection in semiconductor optical ampli.ers (SOA) are presented. Using the simulation results, the best SOA current signal formats, as well as possible improvements in the SOA equivalent circuit to achieve a higher switching time reduction are analyzed, resulting in predictions of switching time values around 300 ps for a 26 dB-optical contrast. In addition, a simple 2R-regenerator (reampli.cation and reshaping) and wavelength converter using just one SOA is presented. This device presented e¢ cient regeneration results for di¤erent deterioration cases at bit rates up to 13.5 Gbps within a wavelength conversion range of some nanometers. Further, this device presented low dependence with the relative optical input signal polarization and feasible integration to other devices. Finally, simulated results for the implementation of a feed-forward technique jointly with multipulse current injection in SOA are discussed. / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T09:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JulianoRodriguesFernandesde_M.pdf: 4080527 bytes, checksum: 477b53cd575543fa07e46766c28d45ed (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nos sistemas de comunicações ópticas WDM os amplificadores a fibra dopada com Érbio (EDFA) possuem um papel fundamental, habilitando a amplificação de diversos canais simultaneamente independente da taxa de transmissão. A maioria dos sistemas WDM atuais estão dispostos em uma configuração ponto-a-ponto operando com um número invariável de canais ao longo do enlace. No entanto, a nova geração de sistemas ópticos composta por elementos capazes de prover reconfiguração entre os enlaces, torna o número de canais na rede uma variável aleatória, exigindo que os demais elementos que compõem a rede, principalmente os EDFAs, se adeqüem aos novos requisitos advindos da reconfiguração. Os EDFAs exibem uma dependência entre o seu ganho e o nível de sinal de entrada, induzindo alterações no ganho provido aos canais de acordo com o nível do sinal de entrada, especialmente quando saturado. Com o intuito de minimizar os efeitos da variação de potência de entrada nos EDFAs, técnicas de controle automático de ganho foram desenvolvidas, ainda para sistemas ponto-a-ponto, mantendo constante o ganho provido aos canais frente às lentas variações causadas pela degradação dos enlaces. Porém, com o advento dos OXCs e ROADMs, o grau de reconfiguração das redes tomou outra perspectiva, sendo necessário realizar sucessivas inserções e derivações de canais em períodos de tempo muito curtos. Este alto grau de reconfiguração causa variações bruscas da potência de entrada dos EDFAs em curtos intervalos de tempo, o que impossibilita a utilização da técnica de controle de ganho eletrônica desenvolvida para as redes WDM ponto-a-ponto, devido ao fato de que estes esquemas de controle não possuírem tempo de controle suficiente para a supressão dos transientes dos EDFAs. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e avaliação experimental de uma técnica de controle automático de ganho eletrônico por realimentação com alto desempenho de processamento, que permite a supressão do transiente de potência sobre os canais sobreviventes durante a atuação do controlador de ganho do EDFA. A técnica de controle desenvolvida baseia-se em um controlador proporcional integral de ganho implementado em um DSC (Controlador Digital de Sinais) com alta capacidade de processamento (utilizando aritmética de ponto fixo), junto a uma estrutura de conversão analógica digital e digital analógica de alto desempenho. Um dos objetivos da avaliação experimental foi a investigação do tempo de controle e da supressão de transientes para os canais sobreviventes no EDFA, de modo a minimizar os efeitos transientes. Observou-se o desempenho do amplificador com a técnica de controle desenvolvida, após introdução do mesmo em uma rede óptica WDM reconfigurável de nova geração onde foram realizadas sucessivas inserções e remoções de canais simulando a operação de uma rede reconfigurável. Foram verificados níveis de supressão de transiente e tempo de resposta de +/- 1 dB e 150 µs respectivamente, com um ciclo de leitura e atuação de 9 µs, demonstrando que a técnica de controle de ganho desenvolvida encontra-se no estado da arte dos EDFAs, possibilitando a utilização dos mesmos nas redes ópticas WDM reconfiguráveis de nova geração. / Abstract: IIn WDM optical communication systems erbium doped fiber amplifiers (EDFA) have an essential function, enabling amplification of simultaneous channels independently of transmit rate. The majority of current WDM systems use point to point configuration operating with a fixed number of channels over the optical link. However, the new generation optical systems are composed by elements capable to provide links reconfigurations, making the number of channels in a link, a random variable, requiring that all elements in the network, particularly the EDFAs, are suited to the new requirements imposed by reconfiguration. The EDFAs introduce a hard dependency between gain and input power, inducing changes at gain provided to channels in accordance to input power, especially when saturated. In order to minimize the effects imposed by changes of power at EDFAs input, automatic gain control techniques were developed, still for point to point systems, keeping constant the gain provided to the channels according to slow variations caused by links degradations. But, with the advent of OXCs and ROADMs, the networks reconfiguration degree took a different perspective, being able to execute successive channels add and drop events in very short time periods. This high reconfiguration degree causes abrupt changes in short time periods on EDFAs input power, which prohibit the use of electronic automatic gain control techniques developed for point to point networks, due these control schemes do not have sufficient short time control that provides transient suppression for EDFAs. This work presents the development and evaluation of an experimental automatic gain control technique by electronic feedback with a high-performance processing, which allows the power transient suppression on the surviving channels during the actuation of the EDFA gain controller developed. This developed control technique is based on a design of a proportional integral controller, for controlling the EDFA gain by electronic feedback, which allows transient suppression over surviving channels during the EDFA controller gain actuation. This developed control technique is based on proportional integrate gain controller implemented on a DSC (Digital Signal Controller) with high processing performance (using fixed-point arithmetic), using too high performance digital analog converters and analog digital converters. One of the objectives of the evaluation trial was the evaluation of settling time for automatic gain controller and amplitude of power transient suppression over the surviving channels on EDFA, optimizing the technique performance for this both parameters. It was observed the amplifier performance with developed gain control technique, after introduction of the same in a new generation reconfigurable WDM optical network, where they were held successive channel add and drop simulating the reconfigurable network operation. It has been verifying the transient power suppression levels and settling time of +/- 1dB and 150 µs respectively, with a read and actuate cycle of 9 µs. This result demonstrates state of the art status of the developed automatic gain control for EDFAs, enabling the use of this technique in EDFA for new reconfigurable generation WDM networks. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Edson Moschim, Marcelo Luís Francisco Abbade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T01:03:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_AndreLuizAguiarda_D.pdf: 10372929 bytes, checksum: d9a9fba8345bb6152e472fda3ff293e6 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho foram investigadas através de experimentos e simulações computacionais duas novas técnicas de processamento óptico de sinais, que utilizam amplificação paramétrica para multiplexar as informações de dois sinais binários em um único sinal multi-nível. Na primeira delas, o sinal multi-nível corresponde a um sinal quaternário em amplitude, enquanto na segunda este e um sinal ternário em amplitude. Ao contrario da amplificação paramétrica convencional, que utiliza um sinal de bombeio continuo (cw, continuous wave), em ambas as técnicas analisadas neste trabalho, tanto o sinal de bombeio quanto o sinal de prova são modulados em amplitude por duas sequências independentes de bits (informações). Tais sinais são acoplados e propagados por uma fibra óptica. A interação não-linear entre eles, decorrente do processo de amplificação paramétrica, proporciona a multiplexação das informações dos sinais de bombeio e de prova em uma mesma banda. Para os sinais quaternários, os sinais de bombeio e de prova podem apresentar ou não mesma taxa de transmissão, sendo possível ate dobrar a taxa de transmissão dos sinais originais. Verificou-se que a distribuição de seus níveis de potencia e controlada pelas razoes de extinção do sinal de bombeio e de prova. A máxima diferença obtida entre os resultados analíticos e de simulações em relação aos experimentais foi inferior a 1.4 dB. Os experimentos mostraram também que taxas de erro de bit (BER, Bit Erro Rate) inferiores a 7.6 .10-12 podem ser obtidas mesmo apos o sinal quaternário ser propagado por 75 km. Com relação aos sinais ternários, o sinal de prova deve apresentar uma taxa de transmissão N vezes maior que o sinal de bombeio, sendo N inteiro e maior que dois. A taxa de transmissão deste tipo de sinal multi-nível e a soma das taxas de transmissão dos sinais originais. Verificou-se também que com o ajuste da potencia do sinal de bombeio, e possível obter quaisquer razoes de extinção entre o terceiro e o segundo níveis, tornando possível adequar o sinal ternário para minimizar a BER independente do regime de ruído dominante. Apos a propagação do sinal ternário, por 40 km de uma rede de teste de campo, os melhores valores encontrados de BER foram inferiores a 3.5 10-15. Estes baixos valores de BER indicam que ambas as técnicas analisadas podem ser aplicadas a situações práticas / Abstract: In this work two new all-optical signal processing techniques are investigated through computer simulations and experiments; they utilize parametric amplification to multiplex information of two binary input signals into a single multi-level one. In the first of these techniques the multilevel signal corresponds to a quaternary-amplitude one, whereas in the other technique it is a ternary-amplitude signal. In opposition to conventional parametric amplification, where the pump is a continuous wave signal that interacts with one or more modulated probe signals, in both techniques analyzed in this work, the pump and probe signals are modulated by two independent bit sequences. Such signals are coupled and propagated through an optical fiber where parametric interaction causes information carried by these signals to be multiplexed in a single bandwidth. In the generation of quaternary-amplitude signals (QAS), the bit rates of the pump and probe signals may but do not need to be the same; thus, the QAS may convey twice information as each individual binary input signal. It is theoretically demonstrated and experimentally verified that the power level distribution of the QAS may be properly regulated by changing the extinction ratios of the pump and probe signals. Results concerning this analysis show that predictions based on the analytical model presented in this thesis and simulation results are at most 1.4 dB apart from experimental measurements; this is a quite good agreement. Experiments showed that bit error rates (BERs) as low as 7.6 .10-12 may be obtained even after the QAS is propagated for 75 km of standard fibers, with no filtering or any other kind of optimization. In the case of ternary-amplitude signals (TAS), the bit rate of the probe signal needs to be N times larger than the one the pump signal, where N is an integer number greater than 2. It is shown that the power level distribution of TAS may be arbitrarily chosen by simply adjusting the power associated with the "bit-1" pump level; this is an interesting feature because it allows the BER of the TAS to be minimized for any kind of dominant noise. In fact, in one of the presented experiments the TAS generated by parametric amplification was propagated by a 40-km long standard fiber link of a field-trial network and BERs inferior to 3.5 10-15 were obtained. The low BER values obtained by the QAS and TAS generated by parametric amplification suggest that both of the techniques investigated in this work could be utilized in practical applications / Doutorado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Edson Moschim, Felipe Rudge Barbosa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-19T06:49:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martins_IndayaraBertoldi_D.pdf: 4857444 bytes, checksum: dd92f8f5d511ebe8130c0e4a7ee7e722 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Neste trabalho investiga-se através de simulação computacional, o desempenho de Redes Ópticas Avançadas, usando tecnologia de Chaveamento de Pacotes Ópticos (Optical Packet Switching - OPS), com topologias em anel e malha, e nós ópticos com roteamento sem conversão eletro-óptica dos pacotes, e sem armazenadores na camada óptica de transporte. São analisados parâmetros como capacidade da rede, vazão efetiva, número médio de saltos, e fração de perda de pacotes; introduz-se também um novo fator de desempenho da rede. São propostas novas configurações para as topologias analisadas, as quais se revelaram com melhor desempenho que as tradicionais. Constatou-se que a aplicação de armazenadores eletrônicos (buffers) na interface de entrada/saída do cliente (ingresso/egresso à rede) praticamente eliminou a perda de pacotes ópticos. A fim de subsidiar planejamento para proteção da rede, analisa-se o impacto de falha de enlaces e de nós no desempenho das varias arquiteturas analisadas. A rede em malha é a que sempre apresenta os melhores resultados. Foi também feita uma avaliação dos modelos de redes adotados para tráfego IP, visando aplicação na convergência de redes de fibras e redes sem-fio (wireless-fiber). Uma conclusão importante deste trabalho é que o grau de conexões dos nós das redes é mais relevante para capacidade e desempenho do que apenas o número de nós da rede. Este trabalho não analisa limitações físicas de transmissão porque focaliza redes metropolitanas de acesso, com os pacotes ópticos nunca percorrendo distâncias superiores a 60 ou 70 km / Abstract: In this work the performance of advanced optical networks was investigated through computational simulations using optical packet switching (OPS) technology, with mesh and ring topologies. Routing in the optical nodes is carried out without electro-optical conversion of the optical packets and buffering is not used on the optical layer. The analyses are based on the network parameters capacity, throughput, average number of hops, packet loss fraction; an additional performance factor is introduced in this work. New network and node configurations are proposed and analyzed, and it was verified that they perform better than traditional topologies. It was verified that the application of electronic buffer on end-client input and output interfaces (ingress/egress of the optical network) practically eliminate optical packet loss, which mostly occur at input to the optical layer. In order to subsidize the network protection planning, analyses of the impact of link and node failure in the various architectures was studied. The mesh network obtained the best results in all situations. A network model adopted for IP traffic was also evaluated in order to consider the adequacy of our models to this traffic and the convergence of fiber networks and wireless networks (wireless-fiber). Important conclusions are that the models are simple and perform very well under various conditions, and that the degree of interconnection of the nodes is more relevant for capacity and performance than just the number of network nodes. Actually in some cases it is better to increase connectivity than number of nodes. Finally, this work does not analyze the physical limitations of transmission because it focuses on metropolitan access networks, with optical packets having a limited number of hops and never exceeding distances greater than 60 or 70 km / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Helio Waldman, Moises Renato Nunes Ribeiro / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T05:50:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fonseca_IguatemiEduardoda_D.pdf: 8091533 bytes, checksum: ebaaf1d7be217b7a84bbf6e9d07b7da7 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Esta Tese propõe estratégias para o provimento de QoS óptico diferenciado em redes ópticas transparentes sob a influência do efeito não-linear de Mistura de Quatro Ondas em um cenário no qual redes clientes, como IP/MPLS e SDH, solicitam dinamicamente caminhos ópticos. Tais conexões são regidas por contratos de serviço óptico e para atender aos níveis de desempenho acordados com as redes clientes, propomos o uso de mecanismos de Controle de Admissão de Chamadas (CAC) integrados aos algoritmos de Atribuição de Rota e Comprimento de Onda (RWA). A estratégia adotada nesta Tese parte de uma abordagem conservadora para permitir que as propostas de redução de complexidade do CAC/RWA sejam propriamente avaliadas usando métricas desenvolvidas neste trabalho. Os resultados obtidos destacam a interdependência de três grandezas: nível de QoS experimentado pelas redes clientes, volume total de tráfego atendido pela rede óptica e complexidade dos algoritmos. Nesta direção, a principal contribuição da Tese é CAC/RWA's com baixíssima complexidade que se mostram eficientes no provimento de QoS sob uma limitação de camada física muito complexa, no cenário de rede com ou sem diferenciação de serviço óptico / Abstract: This Thesis proposes methodologies for differentiated optical QoS in a multi-client scenario, in which client networks (e.g. IP/MPLS and SDH) dynamically request lightpaths from a transparent optical network in which Four-Wave Mixing (FWM) imposes crosstalk among lightpaths. In order to meet Optical Service Level Agreement (OSLA), it is proposed an integrated approach towards Connection Admission Control (CAC) and Routing and Wavelength Assignment (RWA) algorithms. The strategy used in this Thesis includes a progressive approach from complex to simple algorithms to properly assess the simplified control, of FWM through new metrics such as Probability of Threshold Violation (TVP). In addition, it is shown that very simple CACRWA can be used to provide Differentiated Services. Results highlight the trade-off among three parameters: QoS levels required by client networks, total traffic transported though optica! network, and complexity of QoS algorithms. Therefore, the main contribution lies in low complexity CAC/RWA algorithms to tackle a very complex physical impairment, even encompassing scenarios with differentiated requirements for OSLA / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Evandro Conforti / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T17:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Figueiredo_RafaelCarvalho_D.pdf: 7764328 bytes, checksum: 3a3b008ba1f610e5a7c3ef694ff3f04d (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: O desempenho de chaves eletro-ópticas baseadas em amplificadores ópticos a semicondutor (SOA), incluindo experimentos e simulações usando diferentes formatos de pulso na injeção de corrente elétrica, é apresentado. Quatro SOAs com características físicas distintas são analisados de acordo com seu comportamento de chaveamento. Em seguida, com o intuito de melhorar a resposta eletro-óptica dos SOAs, uma nova técnica de injeção de multi-impulso (MISIC ¿ Multi-Impulse Step Injected Current) é apresentada, alcançando tempo de subida ultrarrápido (115 ps) com baixo overshoot (< 30 %) e alto contraste óptico (30 dB). Os resultados obtidos podem permitir aplicações usando SOAs, por exemplo, como chaves eletro-ópticas em redes de Data Centers, reduzindo a latência de chaveamento entre os nós e compensando perdas por divisões do sinal. Além disso, os circuitos equivalentes para três diferentes SOAs (dois encapsulados e um sem encapsulamento) são propostos. Os modelos são validados através de comparações dos resultados numéricos e experimentais, com boa concordância. A modelagem é realizada em programas de análise de circuitos, exigindo pouco recurso computacional e possibilitando a inclusão dos elementos parasitas das montagens de micro-ondas e dos chips dos dispositivos / Abstract: The performance of electro-optical space switches based on semiconductor optical amplifiers (SOA), including experiments and simulations using different formats of the electrical current injection pulses, is presented. Four SOAs with distinct physical characteristics are analyzed according to their switching behavior. Then, to improve the SOAs¿ electro-optical response, a new Multi-Impulse Step Injected Current (MISIC) technique is presented, achieving ultrafast switching time (115 ps) with low overshoot (< 30 %) and high optical contrast (30 dB). The results obtained might enable SOA applications, for example, as electro-optical switches in Data Center Networks, reducing switching latency between nodes and compensating signal¿s splitting losses. Furthermore, the equivalent circuits for three different SOAs (one chip-on-carrier and two encapsulated) are proposed. The models are validated by comparisons involving numerical and experimental results, with good correspondence. The modeling is carried out using circuit analysis software, requiring small computational resources and enabling the inclusion of parasitic elements of SOA devices¿ chip and microwave mounts / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T19:28:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_HelderMayNunesdaSilva_M.pdf: 2081314 bytes, checksum: 14db2ede39b2af222efaee8c560f6bcd (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Em redes ópticas, falhas em enlaces e nós causam perda maciça de dados, mesmo que por curtos períodos. Assim sendo, técnicas de proteção têm sido desenvolvidos para lidar com falhas. Essa dissertação apresenta dois estudos em sobrevivência em redes ópticas. O primeiro provê sobrevivência em redes ópticas wavelength-division multiplexing no contexto de rede de múltiplas camadas, IP/MPLS sobre OTN sobre DWDM. Investiga-se em qual camada da rede multicamada, deve-se prover sobrevivência. Utiliza-se um modelo de PLI nessa investigação. Resultados indicam que o uso de sinais mais baixos de proteção na camada OTN reduz o custo total, fazendo com que a proteção da camada OTN seja mais vantajosa do que a IP/MPLS ou camada DWDM. A dissertação apresenta também estudo sobre sobrevivência em redes ópticas elásticas. São propostos algoritmos de sobrevivência baseados em p-cycles FIPP para uma única falha e duas falhas na rede. Resultados apontam que os algoritmos podem fornecer 100% de proteção, com baixo custo para redes com alta conectividade / Abstract: In optical networks, faults in links and nodes cause massive data loss, even for short periods. Thus, protection techniques have been developed to deal with failures. This dissertation present two studies in optical networks for survivability. The first one provides survivability in optical wavelength-division multiplexing networks in the context of multi-layer network. This work have investigated in which layer of the multilayer network should provide survivability. We Used a model of ILP in this investigation. Results indicate that the use of lower signals in the OTN protection layer reduces the overall cost, making the OTN protection layer more advantageous than the IP/MPLS or DWDM layer. The dissertation also presents study on survivability in elastic optical networks. Algorithms based on survivability FIPP p-cycles for a single fault and two faults on the network are proposed. Results indicate that algorithms can provide 100% protection, with low cost for networks with high connectivity / Mestrado / Ciência da Computação / Mestre em Ciência da Computação

Submitted by Samira Prince (prince@ufpa.br) on 2012-05-07T12:07:13Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PropostaAlgoritmoHibrido.pdf: 1801063 bytes, checksum: 167b8e78f83d8e1af0dcd10bf16b0445 (MD5) / Approved for entry into archive by Samira Prince(prince@ufpa.br) on 2012-05-07T12:09:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PropostaAlgoritmoHibrido.pdf: 1801063 bytes, checksum: 167b8e78f83d8e1af0dcd10bf16b0445 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-05-07T12:09:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao_PropostaAlgoritmoHibrido.pdf: 1801063 bytes, checksum: 167b8e78f83d8e1af0dcd10bf16b0445 (MD5) Previous issue date: 2011 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / As Redes Ópticas Passivas (Passive Optical Networks - PONs) vêm experimentando um sólido crescimento nas últimas décadas por terem sido concebidas como uma excelente alternativa para a solução de um dos maiores problemas para as redes de telecomunicações: o gargalo nas redes de acesso. A próxima geração desta tecnologia, as chamadas Next Genaration PONs (NG-PON), surgem como consequência da evolução das tecnologias ópticas e oferecem suporte aos serviços de próxima geração, melhorando os parâmetros de desempenho das TDM-PONs e inclusive aumentando a área de cobertura destas redes. Esta expansão geográfica beneficia as empresas de telecomunicações que passam a focar seus esforços na simplificação de suas infra-estruturas através da unificação das redes metropolitanas, de acesso e de backhaul, reduzindo a quantidade de nós e, consequentemente, de custos operacionais e financeiros. Trata-se de uma significativa mudança no cenário das redes de acesso que passam a ter grandes distâncias entre as Optical Network Units (ONUs) e o Central Office (CO) e uma imensa variedade de serviços, tornando fundamental a presença de algoritmos de agendamento capazes de gerenciar todos os recursos compartilhados de forma eficiente, ao mesmo tempo que garantem controle e justeza na alocação dinâmica dos tráfegos upstream e downstream. É a partir deste contexto que esta dissertação tem como objetivo geral apresentar a proposta de um algoritmo híbrido de agendamento de grants baseado na priorização de filas (Hybrid Grant Scheduler based on Priority Queuing – HGSPQ), que além de gerenciar todos os recursos em WDM-PONs, busca oferecer eficiência e controle ao Optical Line Terminal (OLT) no agendamento dinâmico dos tráfegos. Os resultados apresentados foram extraídos de cenários desenvolvidos em ambiente de simulação computacional e se baseiam nas métricas de atraso e vazão para avaliação de seu desempenho. Também será avaliado como a quantidade de recursos no OLT interfere nestas métricas. / Passive Optical Networks (PONs) have been experiencing solid growth in the last few decades because were designed as an excellent alternative to solve the major problem for telecommunications networks: the bottleneck in access networks. The next generation of this technology, called Next-Generation PON (NG-PON), is the consequence of developments in optical technologies and provides support to the next generation services, improving TDMPONs performance parameters and expanding the coverage area of these networks. This geographical expansion benefits telecom companies that focus their efforts to simplify the network infrastructure by the unification of metropolitan, access and backhaul networks, decreasing the amount of local exchanges and even the number of nodes and, as a consequence, operational and financial costs. It means significant changes in the access networks scenario that tend to have large distances between ONUs and OLT, and a wide variety of services, making essential the presence of scheduling algorithms that are able to manage all shared resources efficiently, while ensuring fairness and the control in the upstream and downstream traffics dynamic allocation. It is through this context that this dissertation aims to present a hybrid grant scheduling algorithm based on priority queues, which gives efficiency and control to the OLT in the dynamic traffics scheduling. The results presented were obtained by the scenarios developed in a computational simulation environment and were based on the delay and throughput metrics for evaluating the algorithm performance. It will be also evaluated how the amount of resources in the OLT interferes in these metrics.