Orientadores: Edson Moschim, Marcelo Francisco Abbade / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-11T13:37:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Durand_FabioRenan_D.pdf: 1259125 bytes, checksum: 9e123c3d511429cff5a237aefb19765c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho é realizada a análise da aplicação de códigos ópticos ortgonais (OOC) da tecnologia de multiplexação por divisão de códigos ópticos (OCDM) em redes ópticas híbridas multiplexadas pela divisão de comprimentos de onda e códigos ópticos (WDM)/OCDM e em redes ópticas comutadas por rajadas (OBS). As contribuições da tese consistem da proposta e análise da aplicação da camada de transporte WDM/OCDM em redes OBS roteadas por comprimento de onda (WR-OBS), modelagem matemática de comutadores ópticos (OXC) WDM/OCDM considerando os parâmetros dos códigos OOC, estudo dos efeitos da dispersão por polarização modal (PMD) em redes ópticas WDM/OCDM e, finalmente, a proposta e análise da utilização processamento óptico da sinalização baseada em códigos OOC. Em função dos resultados obtidos se verifica que a aplicação dos códigos ópticos OOC nas redes ópticas de transporte WDM/OCDM, redes de rajadas e redes WR-OBS aumenta o desempenho destas redes por meio da diminuição da probabilidade de perdas de pacotes, latência dos pacotes e aumento da utilização da rede. Palavras-chave: Códigos ópticos ortogonais (OOC), dispersão por polarização modal (PMD), redes ópticas WDM/OCDM, redes ópticas comutadas por rajadas (OBS) / Abstract: This work presents an analysis of optical orthogonal codes (OOC) of optical code division multiplexing (OCDM) in optical networks. These networks uses the hybrid technology of wavelength division multiplexing and optical code division multiplexing (WDM/OCDM) and, optical burst switching networks (OBS). The main contributions are the analyze and propose of WDM/OCDM transport network at wavelength routed OBS networks (WR-OBS), WDM/OCDM optical crossconnects (OXC) modeling considering OOC parameters, study of polarization mode dispersion (PMD) effects in optical WDM/OCDM networks and, finally an OBS architecture with OOC label processing is analyzed. Analytical and simulation results indicate that OOC utilization in WDM/OCDM transport networks, OBS and WR-OBS networks increases the network performance by decrease of packet error rate, latency and network utilization increase. Keywords: Orthogonal optical codes (OOC), polarization mode dispersion (PMD), WDM/OCDM optical networks, optical burst switching (OBS) / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Evandro Conforti / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:49:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rocha_Peterson_M.pdf: 5254230 bytes, checksum: 811832dc531fcd6bcc9edf29f71bf219 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Modulações ópticas avançadas como DQPSK e QAM tem sido escolhidas por serem formatos multiniveis (dois bits ou mais por símbolo), aumentando a eficiência espectral de sistemas ópticos. Entretanto, o amplificador óptico a semicondutor (SOA) indicado principalmente para aplicações de media distancia (da ordem de 20 km), pode degradar o sinal DQPSK e QAM. Sistemas de fase modulada (como o DQPSK) são afetados principalmente por SPM e XPM, devido ao ruído de fase não-linear adicionado a fase óptica do sinal. Visando analisar estes problemas, apresenta-se um estudo sobre os sinais NRZ-DQPSK e 16-QAM amplificados pelo SOA, bem como outros fatores que degradam tais sistemas, através de simulações com os softwares comerciais OptiSystem e VPItransmissionMaker. Nas simulações, resultados foram obtidos estando em acordo com a teoria e em acordo com o capitulo 3. Para o sistema DQPSK, o SOA degradou o sinal em todos cenários propostos para avaliar o sistema. O sinal NRZ-DQPSK apresentou maior penalidade quando o ganho do SOA foi de 20 dB. Efeitos não-lineares juntamente com a dispersão cromática limitam fortemente a distancia do enlace, e ao compensar a dispersão cromática no enlace com maior penalidade em 56 Gbps, o sinal NRZ-DQPSK pode trafegar por uma distancia 10 vezes maior (de 5 km para 50 km) com uma BER de 10-12. Para o sistema QAM, o sinal foi penalizado pelo SOA em todos os casos, e utilizando o SOA com ganho grampeado, os efeitos não-lineares foram minimizados, melhorando substancialmente o desempenho. Compensando a dispersão cromática e usando o SOA com ganho grampeado para o caso com maior penalidade, o sinal 16-QAM viajou a uma distancia 16 vezes maior (3 km e 50 km) / Abstract: High spectral efficiency is being achieved in modern optical fiber systems using multilevel optical modulation formats such us DQPSK and QAM, with more than one bit per symbol. However, amplifying devices such as the semiconductor optical amplifier (SOA) can degrade the DQPSK signal. In recent years SOAs have gained much attention (mainly in medium distance links, around 20 km) due to non-linear and fast switching potential applications (wavelength conversion, 3R regeneration, optical packet switching, etc.). In addition, the SOA under gain saturation further enhance deleterious nonlinear effects such as SPM, XGM, FWM, XPM. Phase modulated systems as DQPSK are affected mainly by SPM and XPM due to the nonlinear phase noise added to the controlled phase of the optical modulated signal. This work presents a study on the NRZ-DQPSK and 16-QAM signals when amplified by SOAs, analyzing the main factors degrading such systems through simulations using commercial OptiSystem and VPItransmissionMaker software. SOA showed degradation effects over DQPSK, with larger penalties to NRZ signals and optical gain over 20 dB. Non-linear effects and chromatic dispersion impose a maximum distance limit. In dispersion compensated links, 10 fold distances are achieved in relation to standard fibers (5 to 50 km) with BER= 10-12. For 16 QAM, the penalties are still high. However, gain clamped SOAs have better performance with a 16 fold distance increase (3 km to 50 km) / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Hugo Luis Fragnito / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-01T15:09:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ChavezBoggio_JoseManuel_D.pdf: 2839364 bytes, checksum: 64cef58979830c191fd21fa67d893053 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Pesquisamos, teórica e experimentalmente, interações por mistura de quatro ondas entre lasers e ruído, em fibras ópticas de dispersão deslocada. É apresentada uma modelagem, no domínio da freqüência, para propagação do campo do ruído na presencia de um ou dois lasers. Comparamos os nossos resultados numéricos com os experimentais encontrando bom acordo. Comparamos ainda a nossa modelagem com outras modelagens. Apresentamos medidas de vários efeitos no vos: a geração de um buraco no espectro do ruído induzido por um laser de alta potência; a amplificação catastrófica de ruído em larga banda; a formação de lóbulos de ruído amplificado ao redor de um laser que se propaga na região de dispersão normal na presença de um laser na região anômala; a geração de pares de picos-buracos no espectro do ruído induzidos por dois lasers de alta potência. Todos esses efeitos são devidos a processos de mistura de quatro ondas casados em fase até a terceira ordem na dispersão / Abstract: We present a theoretical and experimental study of four-wave mixing interactions between one or two lasers and noise in dispersion-shifted fibers, near the zero dispersion wavelength. We develop a simple frequency domain model of noise propagation in the presence of one or two lasers. We obtain good agreement between numerical and the experimental results. We also compare our model with other models that describe laser-noise interactions. We observed and explain new effects: 1) the formation of a dip in the noise spectrum induced by a strong laser through four-wave mixing; 2) the broadband catastrophic noise amplification pumped by two strong lasers symmetrically located relative to the zero dispersion wavelength; 3) the formation of sidelobes of amplified noise around a laser that propagates in the normal dispersion region in the presence of a second laser propagating in the anomalous region; and 4) the formation of pairs of dips and peaks in the noise spectrum induced by two strong lasers. All theses effects are due to four-wave mixing processes phase matched up to third order dispersion / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientador: Helio Waldman / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T17:26:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SouzaFilho_AgostinhoLinhares_M.pdf: 3733512 bytes, checksum: 6a9077f7c87ccb20051cd56683388195 (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador: Hugo Luis Fragnito / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Fisica Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:49:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ArellanoEspinoza_WalterAmerico_D.pdf: 2222894 bytes, checksum: a714b4a44d2cd73602d4346be5b14675 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Nesta tese apresentamos duas técnicas novas para o estudo de componentes ópticos, uma para a medida da dependência da transmitância (perda ou ganho) com a polarização (PDT, Polarization Dependent Transmittance) em componentes ópticos passivos e ativos, e a outra para medidas de formação de buracos espectrais (SHB, Spectral Hole Burning) em amplificadores a fibra dopada com Érbio (EDFA, Erbium Doped Fiber Amplifier). Com a técnica de PDT, realizamos estudos de ganho dependente com a polarização (PDG, Polarization Dependent Gain) para EDFAs montados em laboratório e comerciais assim como perdas dependentes com a polarização (PDL, Polarization Dependent Loss) em componentes passivos. Comparamos as características da nossa técnica com três técnicas tradicionais, sendo que nossa montagem experimental se mostra mais versátil e é a única que apresenta resposta transiente. Apresentamos nesta tese as respostas transientes de um EDFA (componente ativo) e de um acoplador (componente passivo) além de como calcular destes o PDG e a PDL. Apresentamos também outra técnica para caracterização de EDFAs que permite o estudo de formação de buracos espectrais (SHB) e que é baseada na diferença de dois espectros de emissão espontânea amplificada (ASE, Amplified Spontaneous Emission). Mostramos que nossa técnica apresenta resultados similares com uma outra técnica tradicional conhecida como diferença de ganho, sendo a nossa mais versátil e rápida para apresentar resultados / Abstract: We present two novel techniques for optical devices: the first one is for Polarization Dependent Transmission (PDT) measurements in passive or active optical components. The second is a new method for the detection of Spectral Hole Burning (SHB). Both techniques are demonstrated in Erbium Doped Fibers Amplifiers (EDFAs). Using or PDT technique we studied the polarization dependent gain (PDG) in home-made and commercial EDFAs. Compared with other conventional techniques, our method is simpler, versatile, and unique in presenting transient PDG responses. From the transient PDG response of the EDFA we obtain the necessary parameters for PDG characterization. The second technique for EDFAs characterization developed in this thesis allows for studies of spectral hole burning (SHB) and is based on Amplified Spectrum Emissions (ASE). Our technique, compared with other conventional techniques, is extremely simpler and faster, and gives highly reproducible, consistent results / Doutorado / Física / Doutor em Ciências

Orientadores: Aldario Chrestani Bordonalli, Miriam Regina Xavier de Barros / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:55:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mobilon_Eduardo_M.pdf: 12231253 bytes, checksum: 811dcd94af3119c3951a02529ff7ac0b (MD5) Previous issue date: 2003 / Mestrado

Orientador : Helio Waldman / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T03:23:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AlmeidaJunior_RaulCamelodeAndrade_D.pdf: 6394727 bytes, checksum: 56d1667ed2e31b23492071088dcf7edf (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: A combinação da comutação óptica de pacotes com a multiplexação por divisão de comprimento de onda (WDM) surge como um cenário promissor para as redes ópticas futuras. Um dos requisitos de projeto dessas redes é procurar minimizar a perda de pacotes quando há contendas pelos mesmos recursos. Uma alternativa é a utilização de armazenadores de pacotes ópticos, que fazem uso do domínio temporal para a resolução de contenção. Este trabalho propõe uma modelagem analítica para o desempenho desses dispositivos em redes ópticas assíncronas comutadas por pacote. Devido à inexistência de RAMs ópticas, os armazenadores de pacotes ópticos têm sido atualmente configurados por um conjunto de linhas de atraso capaz de prover um número finito de atrasos fixos. Considerando tal peculiaridade, uma contribuição adicional deste trabalho é a proposição e modelagem de duas políticas capazes de prover diferenciação de serviço em armazenadores de pacotes ópticos. Por fim, objetivando realizar um estudo comparativo entre três possíveis domínios de resolução de contenção, também são abordados os domínios espacial e do comprimento de onda, além da combinação entre eles e entre os domínios temporal e do comprimento de onda / Abstract: The combination of optical packet switching with wavelength division multiplexing (WDM) has emerged as a promising framework for future optical networks. One of the design requirements of these networks is to minimize the packet loss when there are contentions for the same resources. One possibility is to use optical buffers, which exploit the time domain for contention resolution. This work proposes an analytical modeling for the performance of such devices in asynchronous optical packet-switched networks. Due to the non-existence of optical RAMs, optical buffers have been designed using delay line banks that can provide a finite number of fixed delays. Considering such peculiarity, an additional contribution of this work is the proposal and modeling of two policies that can provide service differentiation in optical buffers. Lastly, in order to make a comparative study among three possible contention resolution domains, the space and wavelength domains are also analyzed, as well as their combinations and the combination between the time and wavelength domains / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor 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 2018-08-04T08:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Panaro_JoseSantoGuiscafre_D.pdf: 1026204 bytes, checksum: 40282f66b4b6eda29d96f913e55549ee (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O presente trabalho investiga códigos adequados para esquemas CDMA em redes de comunicação por meios ópticos como, por exemplo, fibras ópticas e redes sem fio por infravermelho. O trabalho desenvolve uma base teórica do comportamento de sistemas CDMA em canais unipolares submetidos à interferência estritamente positiva e sinalização binária, e antecipa as suas implicações. Além disso, verifica-se o desempenho de códigos unipolares apropriados para comunicação óptica propostos anteriormente, comparando-os com uma nova classe de códigos ópticos com salto temporal (OTH). Finalmente, para sistemas ópticos de múltiplo acesso por divisão de código (O-CDMA) com códigos de espalhamento ortogonais no tempo e no comprimento de onda, efetua-se uma análise de desempenho para sistemas tanto com sinalização do tipo OOK (on-off keying) quanto OOO (on-off orthogonal keying) / Abstract: This work concerns optical fiber and infrared networks using code-division multiple access techniques. A theoretical basis for the behavior of the unipolar CDMA systems under strictly positive interference and binary signaling is developed, and their consequences are predicted. In addition, the performance of unipolar codes, appropriate for optical communications is verified and compared with a new class of optical timehopping codes (OTH) proposed in this work. Finally, a performance evaluation analysis is done for O-CDMA systems using time and wavelength spreading codes, considering OOK (on-off keying) and OOO (on-off orthogonal keying) / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T11:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Januario_JoaoCarlosSorianoSampaio_M.pdf: 2247178 bytes, checksum: 866411501272be6234f26634c08a5397 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O alto crescimento da demanda por tráfego nas redes ópticas de comunicações impulsionaram sua rápida evolução a fim de que esta passasse a suportar altas taxas de transmissão e otimizasse os recursos presentes em sua camada física. Para acompanhar este desenvolvimento as arquiteturas de rede também se modernizaram, partindo das redes ponto a ponto para as atuais redes em malha, as quais requerem que uma monitoração da performance do sinal óptico seja realizada ao longo de todo o seu enlace para que os parâmetros adquiridos sirvam de entrada para um controle capaz de proporcionar a flexibilidade que a rede necessita. Por esta razão este trabalho apresenta uma proposta de monitorador da relação sinal ruído óptica (Optical Signal to Noise Ratio, OSNR), principal parâmetro associado à qualidade do sinal em um enlace óptico, baseado nas propriedades de um interferômetro Mach Zehnder. Análises em simulação e experimentais foram conduzidas para avaliar a robustez do método na presença de efeitos dispersivos e verificou-se sua validade tanto para sinais não coerentes modulados em apenas uma polarização quanto para sinais codificados a partir da multiplexação de polarizações. Experimentalmente esta afirmação se confirma através da obtenção de um erro de monitoração menor que 1,5 dB para uma faixa de OSNR de 5 dB à 25 dB para o sinal OOK à 10 Gb/s e uma erro de menor que 3,0 dB para os sinais DP-QPSK à 112 Gb/s e 16QAM à 224 Gb/s para a mesma faixa de variação de OSNR / Abstract: The increasing demand for data in an optical network boosted its fast development in order to allow higher transmission rates and ensure a new generation of components on network physical layer. To follow this development the network architectures evolved too, starting from point to point network and going to actual mesh scenario, which requires a performance monitoring to guarantee a high level of reconfigurability and flexibility. Because of that, this work shows a new approach based on a Mach Zehnder interferometer to monitor optical signal to noise ratio (OSNR), the main parameter related to signal quality in an optical link. Analysis in a simulation environment and experimentally were made to evaluate the robustness of this new method in presence of dispersive effects. With that, it was validated its accuracy for non coherent signals modulated with only one polarization and for signals which exploit polarization multiplexing. Experimental analysis show a monitoring error below 1.5dB for a signal OOK at 10Gb/s with an OSNR range from 5dB to 25dB and for a signal DP-QPSK at 112Bb/s and 16QAM at 224Gb/s a monitoring error below 3.0dB was reached with the same OSNR range / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2012-04-12T18:33:05Z No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AvaliacaoDesempenhoAlgoritmos.pdf: 2616312 bytes, checksum: 47401e6ab97b0d107ce3c06dd44ba839 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos(edisangela@ufpa.br) on 2012-04-12T18:33:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AvaliacaoDesempenhoAlgoritmos.pdf: 2616312 bytes, checksum: 47401e6ab97b0d107ce3c06dd44ba839 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-12T18:33:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertacao_AvaliacaoDesempenhoAlgoritmos.pdf: 2616312 bytes, checksum: 47401e6ab97b0d107ce3c06dd44ba839 (MD5) license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Neste trabalho estudamos alguns algoritmos de alocação de comprimento de onda em redes ópticas WDM (Wavelength Division Multiplexing). O objetivo para estudar os algoritmos de alocação first-fit, least-used e most-used está baseado na estratégia adotada para estudar o Problema RWA. A estratégia toma como base a visão geral do problema que envolve os algoritmos de roteamento e os algoritmos de alocação de comprimento de onda, e tendo como métrica principal para seus resultados a probabilidade de bloqueio. Este trabalho apresenta uma visão diferenciada para o problema e considera-se que a alocação de comprimentos de onda se sobrepõe, em importância, à ação de roteamento em redes ópticas. Essa percepção ocorre quando se analisa o problema RWA a partir do critério clássico usado no estabelecimento de uma rota: a escolha do caminho mais curto entre a origem e o destino. Apesar da identificação de um caminho mais curto, isso não garante, em redes ópticas, que ele será o utilizado, pois é necessário que haja para aquele caminho, um comprimento de onda adequado. Foi utilizada uma ferramenta de simulação para redes WDM denominada OWNS para realizar uma análise do problema RWA. Os resultados obtidos são apresentados graficamente e em uma das simulações observou-se uma forte tendência de queda na probabilidade de bloqueio e uma boa vazão no trafego da rede com isso possibilitando um aumento na capacidade de transmissão da rede. Por fim, este texto apresenta uma discussão sobre os diferenciais e limitações deste trabalho, e apresenta direcionamentos para investigações futuras neste campo de estudo. / In this work we studied Routing and Wavelength Assignment (RWA) algorithms on Wavelength Division Multiplexing Optical Networks. The objective to study the allocation algorithms first-fit, least-used and most-used is based on the strategy used to study the RWA Problem. The strategy builds on the overview of the problem involving the routing algorithms and algorithms for allocating wavelength, and having as a key metric for its blocking probability results. This paper presents a different perspective to the problem and believes that the allocation of wavelengths overlaps in importance to the action of routing in optical networks. This perception occurs when analyzing the problem RWA from the traditional criterion used in establishing a route: choosing the shortest path between origin and destination. Despite the identification of a shortest path is no guarantee in optical networks, it will be used, as is needed for that path, a wavelength appropriate. We used a simulation tool for WDM networks OWNS called to perform an analysis of the RWA problem. The results are presented graphically and in one of the simulations we observed a strong trend towards decrease in blocking probability and a good flow of traffic on the network thereby enabling an increase in transmission capacity of the network. Finally, this paper presents a discussion of the differences and limitations of this work and presents future research directions in this field of study.