Este trabalho examina o desempenho das redes digitais integradas utilizando a comutação híbrida com o processo fronteira-móvel e fronteira-fixa para alocação de três tipos de tráfego: chamadas de voz, pacotes de mensagens de sinalização por canal comum e os pacotes de dados interativos. São propostas três políticas de alocação e dois tipos de roteamento para as chamadas de voz, alternado e não-alternado, para desta maneira serem analisados os desempenhos e as influências dos roteamentos quando os tráfegos são integrados. A partir disto são elaborados o modelo analítico e o modelo de simulação computacional. Portanto as caracter1sticas das redes digitais integradas são abordadas e são demonstradas as condições em que tais políticas são favorecidas para determinadas condições de tráfego e de tipo do roteamento das chamadas de voz comandadas pela sinalização por canal comum.

CAPES / Nessa dissertação de mestrado apresentamos um novo método HARQ para sistemas de comunicação cooperativa, denominado Retransmissão Parcial Codificada (RPC). Esse método é baseado na retransmissão de apenas uma fração da palavra código original por parte dos nós cooperativos, aplicando a essa fração um ganho de potência apropriado. Os resultados numéricos utilizando códigos LDPC e HARQ Tipo-I com Chase Combining mostram que o RPC supera os esquemas HARQ cooperativos tradicionais considerando os protocolos AAF e SDF. Além disso, mostramos que a vazão (throughput) do RPC, utilizando apenas um único relay, pode ser consideravelmente maior que a vazão de alguns métodos HARQ cooperativos que utilizam múltiplos relays. / In this master thesis we present a novel HARQ scheme for cooperative communication systems, called Coded Partial Retransmission (CPR). The method is based on the retransmission of only a fraction of the original codeword by the cooperating nodes, applying an appropriate power allocation. Numerical results using LDPC codes and Type-I HARQ with Chase Combining show that CPR outperforms regular cooperative HARQ techniques considering both AAF and SDF protocols. Additionally, we show that the CPR throughput, using a single relay, may be considerably larger than the throughput of some regular cooperative HARQ schemes using multiple relays.

CAPES / Nessa dissertação de mestrado apresentamos um novo método HARQ para sistemas de comunicação cooperativa, denominado Retransmissão Parcial Codificada (RPC). Esse método é baseado na retransmissão de apenas uma fração da palavra código original por parte dos nós cooperativos, aplicando a essa fração um ganho de potência apropriado. Os resultados numéricos utilizando códigos LDPC e HARQ Tipo-I com Chase Combining mostram que o RPC supera os esquemas HARQ cooperativos tradicionais considerando os protocolos AAF e SDF. Além disso, mostramos que a vazão (throughput) do RPC, utilizando apenas um único relay, pode ser consideravelmente maior que a vazão de alguns métodos HARQ cooperativos que utilizam múltiplos relays. / In this master thesis we present a novel HARQ scheme for cooperative communication systems, called Coded Partial Retransmission (CPR). The method is based on the retransmission of only a fraction of the original codeword by the cooperating nodes, applying an appropriate power allocation. Numerical results using LDPC codes and Type-I HARQ with Chase Combining show that CPR outperforms regular cooperative HARQ techniques considering both AAF and SDF protocols. Additionally, we show that the CPR throughput, using a single relay, may be considerably larger than the throughput of some regular cooperative HARQ schemes using multiple relays.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2014. / Submitted by Ana Cristina Barbosa da Silva (annabds@hotmail.com) on 2014-11-18T17:29:21Z No. of bitstreams: 1 2014_AnaCarolinadeOliveiradaSilva.pdf: 5892499 bytes, checksum: 9fe61358d518d59c69fab27754a40142 (MD5) / Approved for entry into archive by Patrícia Nunes da Silva(patricia@bce.unb.br) on 2014-11-19T11:22:06Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_AnaCarolinadeOliveiradaSilva.pdf: 5892499 bytes, checksum: 9fe61358d518d59c69fab27754a40142 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-11-19T11:22:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_AnaCarolinadeOliveiradaSilva.pdf: 5892499 bytes, checksum: 9fe61358d518d59c69fab27754a40142 (MD5) / Este trabalho propõe um mecanismo de classificação de tráfego e seleção de paradigma de comutação óptica para redes ópticas híbridas, isto é, redes ópticas suportando mais de um dos paradigmas de comutação dentre comutação óptica por circuitos (OCS), comutação óptica por pacotes (OPS) ou comutação óptica por rajadas (OBS). O classificador de tráfego e selecionador de paradigma de comutação óptica proposto é baseado em lógica Fuzzy (Fuzzy logic) e atua nos nós de entrada de uma rede óptica híbrida, verificando os parâmetros estatísticos do tráfego de entrada e selecionando o paradigma de comutação óptica mais adequado para cada tráfego. O trabalho inclui uma modelagem de diferentes tipos de tráfego, a concepção e implementação do classificador/selecionador baseado em lógica Fuzzy e estudos para fins de prova de conceito, baseados em simulações com tráfegos conhecidos na literatura. Inclui também um estudo onde o classificador de tráfego e selecionador de paradigmas de comutação óptica proposto, agregado a uma ferramenta de simulação, permitindo avaliar o desempenho de redes ópticas híbridas em termos de economia de recursos. Os resultados deste trabalho mostram que, observando-se as características estatísticas do tráfego de entrada é possível selecionar o melhor paradigma de comutação óptica para cada tipo de tráfego. Permitem também verificar que uma rede óptica híbrida, quando submetida a um tráfego não uniforme usa os recursos da rede de forma mais eficiente quando comparada a redes baseadas em um único paradigma de comutação óptica. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / This paper proposes a mechanism for traffic classification and selection of optical switching paradigm for hybrid optical networks, i.e., optical networks supporting more than one of the paradigms of switching among optical circuit switching (OCS), optical packet switching (OPS) or optical burst switching (OBS). The classifier and traffic selector of optical switching paradigm is proposed based on fuzzy logic and works on the input nodes of a hybrid optical network, verifying the statistical parameters of the incoming traffic and selecting the paradigm most suitable for optical switching for the incoming traffic. The work includes modeling of different types of traffic, the design and implementation of the classifier/selector based on fuzzy logic and studies for the purpose of proof of concept, based on simulations with traffic known in the literature. Also includes a study where the classifier and traffic selector of optical switching paradigms is added to a simulation tool, allows evaluating the performance of hybrid optical networks in terms of resource savings. The results of this study show that, by observing the statistical characteristics of incoming traffic is possible to select the best paradigm for optical switching for each type of traffic. They also check that a hybrid optical network when subjected to non-uniform traffic uses resources more efficiently when compared to network based on a single paradigm switching optical networks selector.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2014-01-13T19:54:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_RoteamentoMulticamadaBaseado.pdf: 3768147 bytes, checksum: 94a2ae401264e821c6a84e2a9779dedc (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva(arosa@ufpa.br) on 2014-01-16T15:01:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_RoteamentoMulticamadaBaseado.pdf: 3768147 bytes, checksum: 94a2ae401264e821c6a84e2a9779dedc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-16T15:01:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_RoteamentoMulticamadaBaseado.pdf: 3768147 bytes, checksum: 94a2ae401264e821c6a84e2a9779dedc (MD5) Previous issue date: 2012-02 / A pesquisa apresentada nesta dissertação descreve a elaboração de um protocolo de roteamento para aplicações de Redes de Sensores Sem Fio (RSSF) em cidade inteligentes com forte restrição de energia e alta densidade de nodos. Através do estudo dos principais objetivos da comunicação de dados e do levantamento do estado-da-arte sobre os protocolos de roteamento e tecnologias para RSSF, a proposta contempla requisitos como: vazão de dados, confiabilidade de entrega e eficiência energética. A pesquisa apresenta em detalhes o protocolo AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector), bem como sua relevância no contexto de RSSF devido a sua popularidade entre as plataformas de dispositivos comercializados. Além disso, são apresentados protocolos derivados do AODV, e a ausência de uma proposta robusta capaz de contemplar os requisitos levantados. O protocolo REL (Routing by Energy and Link Quality) é o resultado da pesquisa levantada e a proposta de solução para roteamento plano sob demanda baseado em eficiência energética e qualidade de enlace para prover um roteamento escalável, capaz de realizar balanceamento de carga e prolongar o tempo de vida da rede. O protocolo REL foi avaliado através de simulação e tesbed, a fim de garantir validação da proposta em ambiente real de escala reduzida e simulado de alta densidade. Os resultados mostraram que o protocolo REL apresenta considerável melhoria de entrega de dados através da escolha de enlaces confiáveis de transmissão e menos suscetíveis a erro, além de moderado consumo de energia capaz de prolongar o tempo de vida da rede, evitando a saturação prematura de nodos. / Multilayer routing based on energy efficiency and link quality for wireless sensor networks This Thesis describes the development of a new routing protocol for Wireless Sensor Networks (WSN) for energy restriction and scenarios with high density of nodes. Through the study of the main goals of data communication and the state of the art on the routing protocols and technologies for WSN, this proposal has the following requirements throughput, reliability on data delivery and energy-efficiency. The study presents in detail the AODV (Ad hoc On Demand Distance Vector) protocol and its relevance in the context of WSN, due to the fact of its popularity among the devices. Additionally, it is presented the proposed extensions for AODV and their main drawbacks to provide the required goals. The REL (Routing by Link Energy and Quality) protocol is the result of this research and the proposed solution for on-demand routing protocol for plan architecture based on energy-efficiency and link quality, in order to provide scalability, load balancing and prolong the network lifetime. The REL protocol was evaluated by using simulation and tesbed experiments in order to show its impact and benefits in real and simulated scenarios. The results presents that REL increases the data delivery rate due to the use of reliable links with less probability of error. Additionally, it uses energy issues to select routes, which avoid the fast saturation of nodes and increase the network lifetime.

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.

Os backbones IP utilizam protocolos de roteamento do tipo estado do enlace para definir as rotas corretamente. Em situações de mudança na topologia, como uma falha, esses protocolos necessitam de um tempo para reagir e encontrar novas rotas. Durante esse tempo, as rotas ficam instáveis com alta taxa de pacotes perdidos e queda na confiabilidade do backbone. Esse trabalho propõe uma abordagem pró-ativa denominada Esquema de Caminhos Emergenciais Rápidos para auxiliar o protocolo de roteamento OSPF a reduzir a taxa de pacotes perdidos durante esse período. Essa abordagem realiza cálculos reutilizando a base de informações de roteamento do OSPF para gerar esses caminhos emergenciais, que são representados na tabela de encaminhamento através de marcas. Essas marcas são utilizadas então para guiar corretamente os pacotes no contorno de uma falha. Essa abordagem é avaliada em representações de topologias artificiais e reais, e também em simulação para analisar qual o ganho obtido na redução de pacotes perdidos em relação ao OSPF original. A abordagem desenvolvida demonstra resultados bastante satisfatórios em termos de extensão dos caminhos de recuperação utilizados e quantidade de informações extras adicionadas na tabela de encaminhamento em relação à abordagem concorrente. / IP network backbones use link state routing protocols to find correct routes. In face of a topology change, e.g. a failure, these protocols need some time to react to it in order to find new routes. During this time, the routes become unstable, causing high packet loss rate and depreciation of backbone reliability. This work presents a proactive approach named Fast Emergency Paths Schema to help the OSPF routing protocol during the convergence period in order to reduce packet loss rate. The approach conducts calculations reusing the routing information base of the OSPF in order to generate these emergency paths, which are represented in the forwarding table as marks. These are then used to guide the packets to correctly bypass a failure. The approach is evaluated by using various artificial and real topologies, and a simulation is also implemented in order to analyze the packet loss rate reduction in relation to the original OSPF. The analysis yielded satisfactory results in terms of the extension of the recovery paths used and of the amount of extra information added to the forwarding table in relation to the concurrent approach.

Os backbones IP utilizam protocolos de roteamento do tipo estado do enlace para definir as rotas corretamente. Em situações de mudança na topologia, como uma falha, esses protocolos necessitam de um tempo para reagir e encontrar novas rotas. Durante esse tempo, as rotas ficam instáveis com alta taxa de pacotes perdidos e queda na confiabilidade do backbone. Esse trabalho propõe uma abordagem pró-ativa denominada Esquema de Caminhos Emergenciais Rápidos para auxiliar o protocolo de roteamento OSPF a reduzir a taxa de pacotes perdidos durante esse período. Essa abordagem realiza cálculos reutilizando a base de informações de roteamento do OSPF para gerar esses caminhos emergenciais, que são representados na tabela de encaminhamento através de marcas. Essas marcas são utilizadas então para guiar corretamente os pacotes no contorno de uma falha. Essa abordagem é avaliada em representações de topologias artificiais e reais, e também em simulação para analisar qual o ganho obtido na redução de pacotes perdidos em relação ao OSPF original. A abordagem desenvolvida demonstra resultados bastante satisfatórios em termos de extensão dos caminhos de recuperação utilizados e quantidade de informações extras adicionadas na tabela de encaminhamento em relação à abordagem concorrente. / IP network backbones use link state routing protocols to find correct routes. In face of a topology change, e.g. a failure, these protocols need some time to react to it in order to find new routes. During this time, the routes become unstable, causing high packet loss rate and depreciation of backbone reliability. This work presents a proactive approach named Fast Emergency Paths Schema to help the OSPF routing protocol during the convergence period in order to reduce packet loss rate. The approach conducts calculations reusing the routing information base of the OSPF in order to generate these emergency paths, which are represented in the forwarding table as marks. These are then used to guide the packets to correctly bypass a failure. The approach is evaluated by using various artificial and real topologies, and a simulation is also implemented in order to analyze the packet loss rate reduction in relation to the original OSPF. The analysis yielded satisfactory results in terms of the extension of the recovery paths used and of the amount of extra information added to the forwarding table in relation to the concurrent approach.

O controle de congestionamento padrão do TCP apresenta vários problemas; ele não consegue distinguir se o pacote foi perdido por falha no enlace ou por descarte de pacotes devido a um congestionamento de rede (se a falha foi no enlace não há necessidade de ativar os mecanismos de controle de congestionamento); e o correto ajuste de sua taxa de transmissão requer informação de perdas de pacotes. Neste trabalho é apresentado o new generalized window advertising (NGWA), que é um novo esquema de controle de congestionamento para o TCP. O NGWA traz informações da banda disponível da infraestrutura de rede para os pontos finais da conexão TCP. Seu desempenho foi comparado com TCP New Reno, RED e o TCP padrão via simulações com o software NS-3, considerando topologias de rede largamente citadas na literatura. O NGWA foi, também, implementado e testado no Linux (versão 2.6.34). O novo método demonstrou ser superior aos comparados, apresentando uma operação mais estável, melhor justiça e menor taxa de perda de pacotes, considerando o elenco de testes realizados. / The TCP congestion control mechanism in standard implementations presents several problems; he cannot distinguish if the packet was lost by link failure or by congestion in the net (if the fault was in the link there is no need to active congestion control mechanisms); and the right adjust of your transmission rate requires information from packet loss. This work presents the new generalized window advertising (NGWA), which is a new congestion control scheme for TCP. The NGWA provides information considering the available bandwidth of the network infrastructure to the endpoints of the TCP connection. Results obtained by the NGWA approach were compared with those from TCP New Reno, RED, and standard TCP (using the network simulator NS-3), considering network topologies widely cited in the literature. A NGWA Linux implementation is also presented. The new method proved to be superior when compared with the traditional approaches, presenting a more stable operation, better fairness and lower packet loss, considering the set of tests carried out.

Fundação Araucária / O gerenciamento do tráfego na Internet tornou-se essencial devido à grande utilização de serviços em rede nos últimos anos. Assim, para executar alguns serviços que demandam um certo grau de qualidade é necessário otimizar o uso de recursos existentes. Organizações mantenedoras de backbones são responsáveis por rotear o tráfego, utilizando protocolos que encaminham dados da origem ao destino. Um dos protocolos de roteamento mais utilizados mundialmente é o Open Shortest Path First (OSPF). A qualidade das rotas oferecidas pelo protocolo OSPF depende dos pesos atribuídos pelo operador de rede às ligações (enlaces). A determinação destes pesos depende dos critérios técnicos ou econômicos considerados necessários por parte da empresa provedora de serviços telemáticos. Nesta dissertação aborda-se o problema de rotear a demanda de tráfego na rede com o objetivo de oferecer uma qualidade de serviço satisfatória por meio de uma atribuição inteligente de pesos aos enlaces. O problema de atribuição de pesos (WSP), consiste em encontrar um conjunto de pesos OSPF que otimiza o desempenho da rede. Para solução deste problema, a literatura científica apresenta algoritmos que, na sua maioria, buscam equilibrar o tráfego na rede pelo ajuste correto da carga de cada enlace. Essa dissertação visa solucionar o WSP propondo uma nova abordagem que leva em consideração a perda de pacotes em caminhos origem-destino e a sobrecarga gerada em cada enlace. Também uma formulação estendida é proposta, permitindo a obtenção de um conjunto de pesos operacionais em ambientes normais e em ambientes onde ocorrem falhas de nós. A aplicação de duas heurísticas conhecidas, Simulated Annealing e Harmony Search, a este problema permite encontrar soluções satisfatórias para os critérios de desempenho especificados. / Internet traffic management becomes essential due the large use of the Internet the past decades. Balancing the use of existing IP resources improves the performance of services. Backbone manteiners are responsible for routing data that are sent along the network links from a source to a destination host. A routing protocol is used to perform this task. One of the most commonly used internal routing protocol is OSPF (Open Shortest Path First). The quality of the routes offered by the OSPF protocol mainly depends on weights that are assigned by the network operator to the links. The determination of these weights depends on technical or economic criteria deemed necessary by the ISPs. This master dissertation addresses the routing problem aiming at providing network quality of service by optimizing the weights assigned to links. The weight setting problem (WSP) corresponds to find a set of OSPF weights that optimize network performance. To solve this problem, the literature shows algorithms that mostly seek to balance the network traffic by correctly setting link loads. This work aims at solving WSP proposing a new approach that takes into account packet losses over origin-destination paths and link overhead. Also an extended formulation is proposed, to obtain a set of operating weights in normal environments and in environments where node failures can occur. The application of two well known heuristics, Simulated Annealing and Harmony Search, to this problem allows to find satisfactory solutions to the performance criteria specified.