Orientador: Helio Waldman / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T03:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_DarliAugustodeArruda_D.pdf: 2229379 bytes, checksum: e813cff8c9fed2550e1d237c195fd740 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A tese propõe conceitos e ferramentas matemáticas para a alocação eficiente de conexões com habilidade de sobrevivência diferenciada. Utilizamos a disponibilidade como critério na escolha dos mecanismos de proteção e restauração que atuam no controle da habilidade de sobrevivência. Diante da carência de métodos de estimação de disponibilidade acurados, propusemos aproximações baseadas em um modelo markoviano. Obtivemos também limitantes à disponibilidade que permitem calcular erros de estimação. Desenvolvemos então um algoritmo para a alocação de conexões com disponibilidade garantida. Com ele verificamos, usando simulações, a aplicabilidade da proteção por compartilhamento de caminhos de reserva (SBPP) e da proteção de caminho dedicada (DPP) em redes de dimensões nacionais (rede italiana) e continentais (rede estadunidense). Em redes de dimensões nacionais a SBPP oferece ganhos de compartilhamento. Em redes de dimensões continentais a SBPP e a DPP mostraram-se inviáveis devido às restrições de disponibilidade. Por fim, sugerimos utilizar a distribuição da disponibilidade de intervalo e da duração de períodos de inoperância na formulação de contratos de níveis de serviço. Computamos a distribuição das duas métricas por métodos numéricos existentes, e analiticamente, respectivamente / Abstract: This thesis proposes concepts and mathematical formulations for the efficient allocation of connections with differentiated survivability. We use availability to found the choice of adequate protection or restoration mechanisms for survivability differentiation. Given a lack of accurate methods for availability estimation, we proposed approximations based on Markov models. We also derived bounds to the availability that allow to calculate estimation errors. We then developed an algorithm for allocating connections with guaranteed availability. It allowed us to verify the applicability of the shared backup path protection (SBPP) and dedicated path protection (DPP) schemes in networks of national (Italian network) and continental (American NSFNet) dimensions. In networks of national dimensions SBPP allows capacity gains. In networks of continental dimensions the use of both SBPP and DPP has shown to be impractical due to availability constraints. Finally, we suggested to employ the interval availability and outage duration distributions for the elaboration of service level agreements. We computed the distributions using existing numerical methods, and analytically, respectively / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Helio Waldman / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T01:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quiterio_GustavodaSilva_M.pdf: 870416 bytes, checksum: 198b57ef8e0e92a004b4a54a7b13bcf9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A relação entre os operadores do sistema de telecomunicação e seus clientes é pautada por um contrato de nível de serviço (SLA - Service Level Agreements) fixado entre ambas as partes e, o não atendimento a algum dos itens presentes nesse contrato é passível de multa. Dentre as responsabilidades fixadas neste acordo, usualmente se considera a disponibilidade, uma vez que, ao cliente interessa garantias de que a sua conexão estará funcionando adequadamente e, ao operador, limites de responsabilidade no serviço prestado. A disponibilidade pode ser definida como a probabilidade média de o sistema estar operando em um intervalo de observação que tende ao infinito. Entretanto, os SLAs são normalmente fixados para períodos de tempo inferiores a um ano, o que abre espaço para a utilização de uma métrica diferente, a disponibilidade de intervalo. A disponibilidade de intervalo é uma variável aleatória definida como a fração de uma janela de tempo finita em que a conexão permanece operante. Ela é portanto uma métrica mais eficaz para ser utilizada em SLAs. Esta dissertação investiga duas técnicas existentes para a estimação da disponibilidade de intervalo e propõe um novo método que, em determinados cenários, apresenta elevada acurácia e fácil implementação. / Abstract: The relation between telecommunication system operators and their customers is guided by a service level agreement (SLA) set by both sides, and the non-attendance to some clauses is punishable by a fine. Among the responsibilities set out in this agreement, usually, availability is considered, once that to the customers what matters are warranties that their connection will be working properly and, to the operator the important are the limits of responsibilities over the service. Availability can be defined as the probability that the system is working during an interval of observation which tend to the infinity. However, SLAs are generally set for periods of less than one year, which suggests the use of a different measurement, the interval availability. The interval availability is a random variable defined as the fraction of a finite time window in which the operation remains working. It is, therefore, a more effective measurement to be used in SLAs. This dissertation investigates two existing techniques for estimating the interval availability, and proposes a new method that, in certain scenarios, has high accuracy and easy implementation. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Hugo Enrique Hernandez-Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-09-27T13:14:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopez-Barbero_AndresPablo_D.pdf: 8087571 bytes, checksum: d6f4f765925c55114bf99c78e9baddfc (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Apresentam-se modelos numéricos para amplificadores ápticos dopados com érbio pelo método dos Elementos Finitos. Propomos modelar simultaneamente tanto a parte real (relacionada com o comportamento não linear) como a imaginária (relacionada com o ganho do dispositivo) do material dopado através do cálculo da susceptibilidade complexa. Devido à consideração dos vários sub-níveis presentes no meio dopado (Stark Splitting) e dos efeitos de conversão ascendente, o modelo permite a análise de dispositivos num espectro bastante largo (1.4 - 1.6Jlm) e para altas concentrações de érbio. O uso de duas plataformas numéricas diferentes (Análise Modal e BPM-Beam Propagation Method) permite a análise de várias configurações de dispositivos, inclusive com seção transversal variante na direção de propagação. Os resultados obtidos foram comparados com modelos numéricos presentes na literatura e com resultados experimentais / Abstract: Several models based on the Finite Elements Method, for Erbium-Doped optical amplifiers, are presented. The models deal simultaneously with the real part (related to the non-linear behavior) and the imaginary part (related to the gain) of the doped material through the proper and direct ca1culation of the complex susceptibility. Due to the consideration of the several sub-Levels present in the doped host medium (Stark Splitting) and the up-conversion effect, the models permit to analyze a wide spectrum ranging from 1.4 Jlm to 1.6 Jlm and also high erbium concentrations. The use of two different numerical platforms (Modal Analysis and BPM-Beam Propagation Method) permits the analysis of a wide variety of device configurations, including those whose transverse section varies along the propagation direction. The obtained results are compared with numerical models published in the literature, as well as, with experimental results / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

NASCIMENTO, J. C. Correção de erro em sistemas de comunicação quântica utilizando polarização de estados coerentes e fótons isolados. 2006. 53 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T16:49:55Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_jcnascimento.pdf: 527722 bytes, checksum: 42db5afce43ee49e836735af253e2424 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-06T14:20:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_jcnascimento.pdf: 527722 bytes, checksum: 42db5afce43ee49e836735af253e2424 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T14:20:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_jcnascimento.pdf: 527722 bytes, checksum: 42db5afce43ee49e836735af253e2424 (MD5) Previous issue date: 2006-09-14 / In this dissertation, it is realized a study of light polarization and its applications in quantum communications. Initially, the mathematical tools needed for single-photon and coherent states polarization analyses are presented: coherence matrix, Stokes parameters and polarization degree. Following, using numerical simulations, it is presented the variation of the degree of polarization of a single-photon pulse during depolarizing channel propagation. At last, the result of an experiment using coherent states, aiming to measure the degree of polarization after propagation in 200 m optical fiber is presented. The experiment is useful for determination of the parameter of the qubit depolarizing channel model. Since light polarization is easily changed when environment fluctuations are present during fiber propagation, optical schemes able to correct unpredictable polarization changes are studied. Such schemes are employed for error correction in quantum communication systems. Based on already proposed error correction schemes, two new schemes are proposed, one for systems that employs polarization of singlephoton light, and other for systems that employs polarization of two-mode coherent states, being the first active, that is, requiring a control and synchronism protocol, while the second is passive. At last, it is realized a security analysis of a quantum key distribution system, employing the proposed error correction scheme, when the same is under Fuch-Peres-Brandt attack. It is shown that using the proposed error correction scheme the presence of an eavesdropper monitoring the quantum channel is more visible. / Nesta dissertação é realizado um estudo da polarização da luz e suas aplicações em sistemas de comunicações quânticas. Inicialmente, são apresentadas as ferramentas matemáticas necessárias ao tratamento da polarização da luz de fótons isolados e estados coerentes: matriz coerência, parâmetro de Stokes e grau de polarização. Em seguida é apresentada, através de simulação numérica, a dinâmica do grau de polarização da luz de um fóton durante a propagação em um canal despolarizador. Por fim, o resultado de um experimento usando estados coerentes, objetivando medir o grau de polarização da luz após propagação em um trecho de 200 m de fibra, é apresentado. O experimento é útil para a determinação do parâmetro do modelo de canal despolarizador de qubits. Sendo a polarização da luz uma propriedade facilmente alterada por condições ambientais, são estudados os esquemas ópticos que, dentro de certas restrições, podem corrigir variações aleatórias da polarização da luz durante a propagação na fibra. Tais esquemas são empregados como corretores de erros em sistemas de comunicações quânticas. Baseados em esquemas de correção encontrados na literatura, foram propostos dois novos esquemas, um para a utilização em sistemas que empregam polarização de luz de fótons isolados e outro para sistemas que empregam polarização de estados coerentes bimodais, sendo o primeiro ativo, isto é, requer um protocolo de controle e sincronismo, e o segundo passivo. Por fim, é feita a análise da segurança de um sistema de distribuição quântica de chaves, empregando o esquema proposto de correção de erros, quando o mesmo sofre o ataque de Fuchs-Peres-Brandt. É mostrado que a utilização do esquema de correção de erros proposto favorece a visibilidade da presença de um espião monitorando o canal quântico.

Orientador: Leonardo de Souza Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-21T11:09:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Machado_AlexandreAmorim_M.pdf: 6730680 bytes, checksum: ba3ad929a14c78b9e83aec4207f28da9 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: Neste trabalho o método das diferenças finitas no domínio do tempo (FDTD) é usado na análise e caracterização da propagação de pulsos solitônicos. Das equações de Maxwell, introduzindo-se as convoluções linear e não-linear corno novas variáveis, é desenvolvido um algoritmo baseado no método FDTD. No decorrer do trabalho, são estudados aspectos relevantes do método FDTD bem corno a teoria básica de sólitons em fibras ópticas. Menciona-se ainda aspectos da engenharia dos sistemas de comunicações baseados nesses tipos de pulsos. Resultados de propagação em uma dimensão para ondas em regimes de operação defi, em meios linear e não-linear, bem corno a análise do seu comportamento espectral em função da distância propagada, são simulados / Abstract: In this work, the method of finite difference in time domain (FDTD) is applied in the analysis and characterization of the propagation of soliton pulses. From Maxwell equations, with the introduction of the linear and nonlinear convolution as new variables, an FDTD algorithrn is developed. Relevant aspects of the FDTD method and the basic soliton theory are studied. Some aspects of the soliton cornrnunication systems are also discussed. Results are obtained for one dimensional pulse propagation in the fentosecond regime in linear and nonlinear media / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Leonardo de Souza Mendes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-22T15:46:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Segatto_GeraldoJairVieira_M.pdf: 5439744 bytes, checksum: f8413c4b50a11e9951eb1a50208cb440 (MD5) Previous issue date: 1996 / Resumo: Neste trabalho fazemos um estudo da propagação de feixes ópticos através da atmosfera. No modelamento do canal estão incluídos os efeitos de alargamento do feixe, turbulência atmosférica, absorção por moléculas e espalhamento em partículas. Fazemos um estudo das janelas de transmissão óptica, onde são considerados quatro comprimentos de onda na faixa espectral do infravermelho. Para ilustrar a influência de cada um dos fenômenos citados acima simulamos várias situações, mostrando que a escolha da melhor janela de transmissão vai depender das condições atmosféricas envolvidas em cada enlace. Sugerimos também um modelo de sistema de transmissão óptica pela atmosfera e mostramos, através de simulação computacional, o seu desempenho através do cálculo da probabilidade de erro. Para o sistema proposto, apresentamos o modelamento de cada dispositivo e a forma de onda do sinal após passar por cada um deles. Os resultados da simulação mostram a dependência do desempenho com alguns parâmetros do canal. Para cada caso analisado explicamos a causa desta dependência / Abstract: In this work we study the propagation of optical beam through atmosphere. In the modeling of the communication channel are included the effects of beam broadening, atmospheric turbulence, absorption and scattering. We study the optical transmission windows considering four wavelengths in infrared range. To illustrate the influence of each phenomenon listed above, we simulate several situations which show, in each case, the best choice for the transmission window and its dependence with the atmospherical conditions. We also suggest a model of optical transmission system through the atmosphere and show the performance of the system by computational simulation. For the proposed system, we present the modeling of each device and the waveform of the signal after passing through the device. The results of the simulation show the dependence of the performance with some parameters of the channel / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Edson Moschim / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica / Made available in DSpace on 2018-07-23T11:46:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rossi_SandroMarcelo_M.pdf: 3646439 bytes, checksum: 44163bb4aef95b7dab797acb883b36ac (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: Devido ao baixo custo e o alto desempenho dos microcomputadores disponíveis hoje no mercado, a simulação em microcomputadores desempenha um papel cada vez mais importante na análise e projeto de componentes e sistemas. Nos últimos anos, um número cada vez maior de programas para simulação de sistemas de comunicação por fibras ópticas foram desenvolvidos e estão sendo utilizados para projetar estes sistemas. Um componente de fundamental importância no projeto destes sistemas de comunicação é a fonte óptica. Este trabalho apresenta o software PC-LASER, um programa desenvolvido para a simulação de alguns tipos de fontes ópticas, especificamente diodos laser de semicondutor, atualmente utilizados em sistemas ópticos de telecomunicação. Também são apresentados uma breve descrição dos fundamentos básicos dos lasers de semicondutor e os modelos matemáticos utilizados no desenvolvimento do programa. No final serão apresentados alguns exemplos, para verificar a validade dos modelos utilizados / Abstract: Today, the technology of PC-computer offers low cost and high performance machine that is possible to use it to simulate components and communication systems. The purpose of this work is to present the development of a specific computer enviroment to simulate and to analyse semiconductor laser diodes for applications in optical fiber telecommunication systems. In this work we present the basic fundamentaIs of these devices, their implemented mathematical models and the general organization and structure of the simulation software called PCLASER. Finnaly we provide some examples of simulation to verify and testing the power of the models proposed. / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Rui Fragassi Souza / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas. Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-26T21:10:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ramos_RubensViana_D.pdf: 10193106 bytes, checksum: bc8d0951722854c8a5bed651d87ad91b (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Esta tese trata da comunicação quântica, interferométrica e polarimétrica, em redes ópticas. Inicialmente usa-se a discretização de modos contínuos e o operador de.Pegg­Barnett para a obtenção das funções densidade de probabilidade, do número de fótons e da fase, de um estado coerente, a partir da envoltória do campo. Estas são calculadas numericamente em uma simulação do tipo Monte Carlo. O método é usado na simulação do protocolo quanto-criptográfico BB84 em um interferômetro a fibra óptica. Em seguida, propomos um equalizador óptico, estrutura fisica e algoritmo de equalização, para corrigir a variação da polarização devido à propagação na fibra óptica. Defrnimos, também, o grau de pureza para estados quânticos e encontramos sua relação com os conceitos mais comuns da teoria quântica da informação, como entropia quântica, fidelidade e informação mútua. Completamos descrevendo os estados quânticos entrelaçados e as medidas de entrelaçamento. Por fim, apresentamos o ressonador não-linear a fibra, RNL, o acoplador não-linear a fibra, ANL, e o efeito de birrefringência em fibra no regime não-linear. Em particular, mostramos a possibilidade de controle e sincronização de RNLs usando controladores nebulosos, bem com a possibilidade de variação da curva de transmissividade do ANL com a variação do perfil da constante de acoplamento. Aproveitamos as características destes dispositivos em comunicações quânticas / Abstract: This thesis deals with interferometric and polarimetric quantum communication in optical networks. We span from quantum optics till set ups of optical communications systems using non-linear optical devices, inc1uding the math behind the quantum information theory. We start using continuous mode discretization and the Pegg-Bamett phase operator in a method to obtain both the photon number and the phase probability density functions, of a coherent state, from the electric field envelope. Then, we apply the method in a simulation of the quantum-cryptographic protocol BB84, in a lossy and dispersive fibre interferometer. In continuation, an optical equaliser, with its structure and equalisation algorithm, is proposed in order to correct the scrambled polarisation due to the propagation in the fibre. After this, we define the degree of purity for quantum states, in a two-dimensional Hibert space, and we find out its relationship with the quantum entropy. Then, we attack the most common quantum information concepts as quantum distinguishability, fidelity and mutual information using the degree of purity. At last, we describe the quantum entanglement and the most common measure entanglement. Finally, we show, using numerical simulations, the behaviour of a non-linear fiber resonator, RNL, of a non-linear fibre coupler, ANL, and of the fibre birefringence effect in non-linear regime. In particular, we demonstrate the possibility of control and synchronization of RNLs with fuzzy controllers, as well as the possibility of changing the transmissivity curve of an ANL with the variation of its coupler coefficient profile. We apply those non-linear devices in quantum communications systems / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Helio Waldman / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-27T16:43:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carvalho_HenriquedeMoraesBorgesde_M.pdf: 7657106 bytes, checksum: f3bb252fea419ac5feefa19aa0032a71 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Este trabalho descreve o estudo do comportamento da eficiência da Mistura de Quatro Ondas (Four­Wave Mixing - FWM) em sistemas DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) com canais igualmente espaçados e fibras monomodo de dispersão deslocada - DS - em função das diferentes combinações do estado-de-polarização (SOP) dos canais. Simulações numéricas e alguns resultados de experimentos laboratorais mostram boa concordância entre si. Resultados de simulações sistêmicas são apresentados e discutidos. Quando portadoras ópticas de alta potência (maior que 10 dBm) são lançadas em fibras DS longas (acima de 15 km) surgem os produtos de intermodulação pelo processo FWM. A presença deste efeito degrada o desempenho de sistemas DWDM e esforços vêm sendo realizados no sentido de se utilizar técnicas que aliviem estas degradações. A aplicação do método sugerido de combinações do SOP dos canais, para a redução da potência da luz FWM em fibras DS, melhora o desempenho do sistema óptico testado, 8 x 10 Gbps, cujos resultados, em termos do fator Q ou de BER, foram melhores que 8,5 ou 6 x 10-13, respectivamente, para uma potência em cada canal de 0 dBm lançada sobre 65 km / Abstract: This work describes a study of the Four- Wave Mixing - FWM - efficiency behaviour in Dense Wavelength Division Multiplexing - DWDM - systems with equally spaced channels and Dispersion Shifted fibers - DS - as a function of the combinations of the State-Of-Polarization (SOP) of each channel. A good agreement between numerical simulations and laboratory experiments is observed. These results are presented and discussed. When optical signals, with high powers (more than 10 dBm), are launched in long DS fibers (more than 15 km) new intermodulation products arise from the FWM process. This effect degrades the DWDM optical systems performance and some effort has been done in order to mitigate them. The application ofthe method of channels SOP combinations, for the FWM light power reduction in DS fibers, presented good results, for 2 and 3 channels CW operating, better than 9 dB of reduction, and improved the performance of the tested 8 x 10 Gbps system, whose results, in terms of Q factor or BER, were better than 8,5 or 6 x 10-13, respectively, for an optical power per channel of 0 dBm launched over 65 km / Mestrado / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador : Hugo Enrique Hernandez Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-07-28T01:30:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Socas_JoaoTadeuStrugo_M.pdf: 558952 bytes, checksum: e60bb8b29733a6d7952fbca94a8b31df (MD5) Previous issue date: 2000 / Mestrado