Thesis (M.Phil.)--Hong Kong University of Science and Technology, 2007. / Includes bibliographical references (leaves [65]-68). Also available in electronic version.

Thesis (Ph. D.)--University of Canterbury, 2006. / Typescript (photocopy). "January 2006." Includes bibliographical references (p. 139-151). Also available via the World Wide Web.

Thesis (Ph.D.)--University of Nebraska-Lincoln, 2006. / Title from title screen (site viewed May 23, 2007). PDF text: viii, 166 p. : ill. ; 0.85Mb UMI publication number: AAT 3236908. Includes bibliographical references. Also available in microfilm and microfiche formats.

Thesis (M. Phil.)--University of Hong Kong, 2007. / Also available online.

Thesis (M.S.)--Virginia Polytechnic Institute and State University, 1994. / Vita. Abstract. Includes bibliographical references (leaves 83-89). Also available via the Internet.

Augmenting the level of integration for a lower cost and enhancing the performance of the optical devices have turned out to be the focus of many research studies in the last few decades. Many distinct approaches have been proposed in a significant number of researches in order to meet these demands. Optical planar waveguides stand as one of vital employed approach in many studies. Although, their low propagation loss, and low dispersion, they suffers from high power losses at sharp bends. For this reason, large radius of curvature is required in order to achieve high efficiency and compromise the high level of integration. For the purpose of this research, in this thesis different ways to improve the performance of optical microcavity ring resonators (MRRs) have been thoroughly investigated and new configurations have been proposed. The Multiresolution Time Domain (MRTD) technique was further developed and employed throughout this thesis as the main numerical modelling technique. The MRTD algorithm is used as a computer code. This code is developed and enhanced using self built Compaq Visual Fortran code. Creating the structure and Post-processing the obtained data is carried out using self built MATLAB code. The truncating layers used to surround the computational domain were Uniaxial Perfectly Matched Layers (UPML). The accuracy of this approach is demonstrated via the excellent agreement between the results obtained in literature using FDTD method and the results of MRTD. This thesis has focused on showing numerical efficiency of MRTD where the mesh size allowed or the total number of computed points is about half that used with FDTD. Furthermore, the MRR geometry parameters such as coupling gap size, microring radius of curvature, and waveguide width have been thoroughly studied in order to predict and optimise the device performance. This thesis also presents the model analysis results of a parallel-cascaded double-microcavity ring resonator (PDMRR). The analysis is mainly focus on the extraction of the resonant modes where the effect of different parameters of the structure on transmitted and coupled power is investigated. Also, accurate analysis of 2D coupled microcavity ring resonator based on slotted waveguides (SMRR) has been thoroughly carried out for the purpose of designing optical waveguide delay lines based on slotted ring resonator (SCROW). The SCROW presented in this thesis are newly designed to function according to the variation of the resonance coupling efficiency of a slotted ring resonators embedded between two parallel waveguides. The slot of the structures is filled with SiO2 and Air that cause the coupling efficiency to vary which in turn control both the group velocity and delay time of SCROW structures results from the changing the properties of the bent slotted waveguide modes which strongly depends on the slot’s position. Significant improvements on the quality factor and greater delay time have been achieved by introducing sub-wavelength-low-index slot into conventional waveguide.

A tecnologia de Voz sobre IP (VoIP) traz novas oportunidades como também novos riscos. Desse modo, diversas soluções vêm sendo propostas com o objetivo de assegurar premissas de segurança nas conversações. Contudo, a aplicação de segurança em VoIP apresenta-se como uma tarefa complexa devido às características peculiares dessa tecnologia. Um exemplo consiste na proteção das conversações por meio do IPSec, o qual diminui, substancialmente, o uso efetivo da banda. A multiplexação das ligações apresenta-se como uma alternativa para melhoria do desempenho da aplicação do IPSec em VoIP. Nessa técnica quanto mais pacotes agrupados, melhor é o resultado obtido. Entretanto, essa técnica mostra-se menos eficaz em cenários com poucas ligações simultâneas. Assim, nesse trabalho é apresentada uma evolução da técnica de multiplexação, onde propõem-se um modelo adaptativo baseado no E-Model, cujos objetivos consistem em melhorar a redução do overhead na rede, respeitando os limites desejáveis de qualidade nas conversações. Na proposta, em boa conjuntura dos fatores que influenciam o desempenho das ligações, expande-se o tempo de retenção, aumentando o número de pacotes agrupados e conseqüentemente obtendo maior taxa de compressão. O acréscimo é realizado respeitando os limiares de qualidade de cada ligação envolvida na multiplexação. Em situações críticas, quando o aumento do atraso de fala e escuta torna-se degradante, diminui-se o tempo de agrupamento dos pacotes, evitando a deterioração da qualidade das conversações. Realizaram-se avaliações e os resultados demonstraram que a solução proposta possibilita uma maior taxa de compressão em cenários positivos e obtém um melhor nível de qualidade das ligações em contextos desfavoráveis. / The Voice over IP (VoIP) technology rises new opportunities but also new security risks. Therefore, many solutions have been proposed aiming to commit security premises on conversations. However, applying security on VoIP is a challenging task due to the unique features of this technology. One of the proposals lies in protecting conversations using IPSec, reducing significantly the amount of bandwidth available. Multiplexing connections seems to be an alternative to improve performance of IPSec on VoIP. On this method, as many package grouped together as higher will be the performance. In spite of that, this method does not get good results with few simultaneous connections scenarios. On this work is shown an evolution to multiplex method, where is proposed an adaptive model based on E-Model, aiming to reduce network overhead and also guarantying reasonable quality for conversations. When the connection performance factors are favorable, the retention time is extended, increasing the number of packages being grouped, thus allowing a higher compression ratio. This increase is done respecting quality thresholds of each connection involved. In critical situations, when the connection delay is prominent, the retention time is reduced, avoiding more loss of connection quality. The results obtained demonstrate an improvement on compression ratio in positive scenarios and a better quality level on connections, considering unfavorably scenarios.

A tecnologia de Voz sobre IP (VoIP) traz novas oportunidades como também novos riscos. Desse modo, diversas soluções vêm sendo propostas com o objetivo de assegurar premissas de segurança nas conversações. Contudo, a aplicação de segurança em VoIP apresenta-se como uma tarefa complexa devido às características peculiares dessa tecnologia. Um exemplo consiste na proteção das conversações por meio do IPSec, o qual diminui, substancialmente, o uso efetivo da banda. A multiplexação das ligações apresenta-se como uma alternativa para melhoria do desempenho da aplicação do IPSec em VoIP. Nessa técnica quanto mais pacotes agrupados, melhor é o resultado obtido. Entretanto, essa técnica mostra-se menos eficaz em cenários com poucas ligações simultâneas. Assim, nesse trabalho é apresentada uma evolução da técnica de multiplexação, onde propõem-se um modelo adaptativo baseado no E-Model, cujos objetivos consistem em melhorar a redução do overhead na rede, respeitando os limites desejáveis de qualidade nas conversações. Na proposta, em boa conjuntura dos fatores que influenciam o desempenho das ligações, expande-se o tempo de retenção, aumentando o número de pacotes agrupados e conseqüentemente obtendo maior taxa de compressão. O acréscimo é realizado respeitando os limiares de qualidade de cada ligação envolvida na multiplexação. Em situações críticas, quando o aumento do atraso de fala e escuta torna-se degradante, diminui-se o tempo de agrupamento dos pacotes, evitando a deterioração da qualidade das conversações. Realizaram-se avaliações e os resultados demonstraram que a solução proposta possibilita uma maior taxa de compressão em cenários positivos e obtém um melhor nível de qualidade das ligações em contextos desfavoráveis. / The Voice over IP (VoIP) technology rises new opportunities but also new security risks. Therefore, many solutions have been proposed aiming to commit security premises on conversations. However, applying security on VoIP is a challenging task due to the unique features of this technology. One of the proposals lies in protecting conversations using IPSec, reducing significantly the amount of bandwidth available. Multiplexing connections seems to be an alternative to improve performance of IPSec on VoIP. On this method, as many package grouped together as higher will be the performance. In spite of that, this method does not get good results with few simultaneous connections scenarios. On this work is shown an evolution to multiplex method, where is proposed an adaptive model based on E-Model, aiming to reduce network overhead and also guarantying reasonable quality for conversations. When the connection performance factors are favorable, the retention time is extended, increasing the number of packages being grouped, thus allowing a higher compression ratio. This increase is done respecting quality thresholds of each connection involved. In critical situations, when the connection delay is prominent, the retention time is reduced, avoiding more loss of connection quality. The results obtained demonstrate an improvement on compression ratio in positive scenarios and a better quality level on connections, considering unfavorably scenarios.

A tecnologia de Voz sobre IP (VoIP) traz novas oportunidades como também novos riscos. Desse modo, diversas soluções vêm sendo propostas com o objetivo de assegurar premissas de segurança nas conversações. Contudo, a aplicação de segurança em VoIP apresenta-se como uma tarefa complexa devido às características peculiares dessa tecnologia. Um exemplo consiste na proteção das conversações por meio do IPSec, o qual diminui, substancialmente, o uso efetivo da banda. A multiplexação das ligações apresenta-se como uma alternativa para melhoria do desempenho da aplicação do IPSec em VoIP. Nessa técnica quanto mais pacotes agrupados, melhor é o resultado obtido. Entretanto, essa técnica mostra-se menos eficaz em cenários com poucas ligações simultâneas. Assim, nesse trabalho é apresentada uma evolução da técnica de multiplexação, onde propõem-se um modelo adaptativo baseado no E-Model, cujos objetivos consistem em melhorar a redução do overhead na rede, respeitando os limites desejáveis de qualidade nas conversações. Na proposta, em boa conjuntura dos fatores que influenciam o desempenho das ligações, expande-se o tempo de retenção, aumentando o número de pacotes agrupados e conseqüentemente obtendo maior taxa de compressão. O acréscimo é realizado respeitando os limiares de qualidade de cada ligação envolvida na multiplexação. Em situações críticas, quando o aumento do atraso de fala e escuta torna-se degradante, diminui-se o tempo de agrupamento dos pacotes, evitando a deterioração da qualidade das conversações. Realizaram-se avaliações e os resultados demonstraram que a solução proposta possibilita uma maior taxa de compressão em cenários positivos e obtém um melhor nível de qualidade das ligações em contextos desfavoráveis. / The Voice over IP (VoIP) technology rises new opportunities but also new security risks. Therefore, many solutions have been proposed aiming to commit security premises on conversations. However, applying security on VoIP is a challenging task due to the unique features of this technology. One of the proposals lies in protecting conversations using IPSec, reducing significantly the amount of bandwidth available. Multiplexing connections seems to be an alternative to improve performance of IPSec on VoIP. On this method, as many package grouped together as higher will be the performance. In spite of that, this method does not get good results with few simultaneous connections scenarios. On this work is shown an evolution to multiplex method, where is proposed an adaptive model based on E-Model, aiming to reduce network overhead and also guarantying reasonable quality for conversations. When the connection performance factors are favorable, the retention time is extended, increasing the number of packages being grouped, thus allowing a higher compression ratio. This increase is done respecting quality thresholds of each connection involved. In critical situations, when the connection delay is prominent, the retention time is reduced, avoiding more loss of connection quality. The results obtained demonstrate an improvement on compression ratio in positive scenarios and a better quality level on connections, considering unfavorably scenarios.

M.Ing. / Lightwave systems used in the core transport network of telecommunication systems operate in the second transmission window. The 1550 nm wavelength region exhibits the lowest attenuation coefficient, thus expanding the repeater distance in the network. However, the influence of the large dispersion coefficient associated with the second transmission window limits the operating speed of the network to 2.5 Gbit/s or less. In order for the network to operate at higher bit-rate, a dispersion management scheme is needed. In this research, the performance of negative dispersion fibre used as a dispersion compensating module is investigated. The negative dispersion fibre used in this study was the AVANEX PureForm DCM. The dispersion coefficient of the DCM measured at 1525 nm, 1545 nm and 1565 nm were given as -918 , -987 and -1047 respectively. The optimal operating condition of the DCM was obtained by considering various dispersion management configurations i.e. post-compensation, pre-compensation and symmetric compensation. The DCM was tested on a single span, single channel system operating at a speed of 10 Gbit/s with the transmitting wavelength of 1551.2 nm, over 60 km of convention single mode fibre. Furthermore, the performance of the system at 55 km and 65 km were also used to examine the results for the over- and under compensation links respectively. The results obtained for 100% dispersion cancellation for the pre-, post- and symmetric configuration showed an increase in the extinction ratio of 2.09 dB, 2.72 dB and 2.37 dB respectively. Similarly, the Q-factor was estimated to equal 13.67, 11.296 and 13.167 respectively. The results indicate similar performance for all the configurations considered, analysis of the eye-diagrams reveals that the post-compensation configuration would ultimately yield the best results. This is due to the fact that eye diagram recovered from this setup has minimal deformation. The experiments for an extremely over-compensated link, i.e. 40 km, showed an increase from 9.49, obtained with no compensation, to 10.63. However, for the extremely under-compensated link i.e. 80 km, the extinction ratio only manages to improve from 4.88 dB to 8.63 dB.