Orientadores: Edson Moschim, Felipe Rudge / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-05T07:30:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MaiaJunior_Decio_M.pdf: 1427591 bytes, checksum: 104d0be2f7926f963a037d44ed4df46a (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: Um novo sistema para geração, chaveamento e roteamento de pacotes ópticos é descrito, visando aplicação em nós de redes ópticas de próxima geração (NGON). Os pacotes ópticos são compostos por um campo de cabeçalho em freqüência e um campo de carga útil digital de alta capacidade (~Gb/s). Os nós de chaveamento óptico incluem as funcionalidades de bloqueio, roteamento e retirada de pacotes, e são controlados por circuitos eletrônicos lógicos que rapidamente processam a informação contida no cabeçalho dos pacotes ópticos, permitindo baixa latência. O chaveamento é realizado pacote-a-pacote, e o tempo de reconhecimento do cabeçalho e chaveamento dos pacotes ópticos é de alguns micro-segundos (~ms) . Este sistema apresenta arquitetura simples, operação eficiente, e pode ser visto como uma solução atrativa nos aspectos técnicos e econômicos, aplicável a redes metropolitanas de acesso e, demonstra-se totalmente compatível com redes ópticas WDM / Abstract: A new system for the generation, switching and routing of optical packets is described, aimed for use in nodes of next-generation optical networks (NGON). The optical packets are composed of an in-band frequency tone header, and a high-capacity transparent digital payload (~Gb/s), occupying separate fields. The optical node switching action includes blocking, routing and drop functions, controlled by electronic logic circuits, performed on a packet-by-packet basis, with only the header information being processed. Total header processing and optical packet switching time is few micro seconds (~ms). This system is designed as a techno-economical solution for metro-access transport, having low latency and low packet loss, being fully compatible with WDM optical networks / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

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

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:41:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:03:18Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Neste trabalho, foi investigado o processo de crescimento de fibras monocristalinas (FMc) para aplicação em sistemas laser. Para o aperfeiçoamento na fabricação de FMc de fluoretos, foi projetada e construída uma nova câmara de crescimento para um forno comercial de micro-pulling down (μ-PD), permitindo um rígido controle da atmosfera de processamento, (sob vácuo, fluxo e atmosferas estáticas). Paralelamente, foi investigado o processo de crescimento de FMc de molibdatos duplos de terras raras, sendo crescidas e caracterizadas fibras puras e dopadas com Nd3+ do composto LiLa(MoO4)2 (LLM) com concentrações na faixa de 0,5 a 10mol%. A câmara de crescimento projetada para o controle de atmosfera foi avaliada em diversas condições de operação. Em particular, a mesma foi testada com o puxamento de fibras de LiF, sob atmosfera de CF4, para observação da sua eficiência no controle da atmosfera de crescimento. Foram obtidas FMc de LLM, homogêneas e transparentes; nas fibras puras foi observada a presença de facetas, entretanto, a adequação dos parâmetros de crescimento e a adição de dopantes permitiu a redução significativa destes defeitos. A difração de raios-x mostrou a cristalização no grupo espacial I41/a; medidas de tomografia por coerência ótica permitiram a detecção de centros de espalhamento em regiões onde ocorreram instabilidades no processo de crescimento. Foi possível observar que o coeficiente de segregação do íon Nd3+ é próximo à unidade nesta matriz. O ganho potencial para ação laser foi determinado utilizando-se uma solução numérica das equações de taxa do sistema em 805nm e regime CW. O ganho máximo da emissão laser em 1,064 μm foi previsto para a dopagem de 5% mol Nd3+. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientador: Aldario Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T17:35:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martin_AndreaAcunha_M.pdf: 1893415 bytes, checksum: bd7917b81e12d9fdade5bda5ff7489cb (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se um estudo teórico das características de operação do amplificador a fibra dopada com érbio (EDFA ¿ erbium doped fiber amplifier), considerando-se regimes de operação estático e dinâmico, quando este é aplicado a sistemas de multiplexação por divisão em comprimento de onda. Após a introdução dos mecanismos que permitem a amplificação da luz no interior da fibra dopada, com destaque para a aplicação do bombeio em 980 nm, e a definição da topologia de amplificador a ser avaliada, partiu-se para o desenvolvimento das formulações que permitiram a análise do comportamento estático do amplificador. Primeiramente, a abordagem utilizada foi puramente monocanal, baseada na técnica da largura de banda equivalente, que incorporou uma nova proposta de rotina estável para a simulação do EDFA. Na seqüência, esta mesma rotina foi adaptada a um modelo estático reformulado e de aplicação multicanal, que passou a assumir a distribuição espectral da emissão espontânea amplificada. Numa etapa seguinte, uma segunda rotina de simulação multicanal foi desenvolvida a partir das modificações que o estudo do comportamento dinâmico do EDFA exigiu. Com os dados característicos de uma fibra dopada comercial, as diferentes rotinas de simulação foram utilizadas para avaliar parâmetros de operação do EDFA, tais como ganho de sinal, absorção de bombeio e figura de ruído, entre outros. Observou-se que os três métodos apresentaram, em geral e dentro de certos limites para as condições de contorno às quais o amplificador é submetido, concordância de resultados / Abstract: In this work, a theoretical study of the erbium doped fiber amplifier (EDFA) operational characteristics under static and dynamic conditions for application in wavelength division multiplexing systems is presented. After an introductory analysis of the physical properties that allow for light amplification inside the doped fiber, especially if 980 nm pumps are used, and the definition of the amplifier configuration to be considered, a formulation based on the static behavior of the amplifier was developed. The first approach was purely single channel and based on the equivalent bandwidth technique, which incorporated a new routine to guarantee stable solutions during EDFA simulation for different initial conditions. Then, this same convergence routine was used when the amplified spontaneous emission spectral distribution was considered to restructure the static model and to allow a multi-channel analysis. In a following stage, a second multi-channel simulation routine was conceived due to the modifications that the EDFA transient investigation required. By using the parameter of a commercial fiber, different simulation routines were used to evaluate the EDFA operational parameter, such as gain, pump absorption and noise figure. In general, it was observed that the three methods produced similar results within certain initial condition boundaries for the EDFA operation / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Jose Antonio Siqueira Dias / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T01:30:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Costa_EduardoFerreirada_M.pdf: 6728170 bytes, checksum: 22e2ac4dad3b06f3f61e0ece70fa2f5d (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Por serem eletricamente passivos e imunes à interferência eletromagnética, os sensores a fibra óptica estão se tornando uma excelente escolha para o sensoreamento em várias aplicações, como aeroespacial, distribuição e geração de energia elétrica, transportes ferroviários, e equipamentos de segurança militares. Entre outras vantagens está o fato de que os sinais medidos podem ser transmitidos em distâncias muito grandes (da ordem de quilômetros), são compactos e leves. A técnica de medida convencional com sensor à FBG necessita de equipamentos de custo muito elevado, tornando-se inviável para aplicações de baixo custo. Neste trabalho apresenta-se uma nova técnica para medir temperatura com sensores a fibra óptica com grades de Bragg. Resultados experimentais de medidas feitas com a técnica desenvolvida mostram que é possível obter uma resolução de 0,5 mºC em medidas realizadas numa faixa de 30ºC. / Abstract: Due to the characteristic of being electrically passive and immune to electromagnetic interference, optical fiber sensors are becoming an excellent choice for several applications, as aerospace, distribution and generation of electrical energy, railway transports, and military equipment. Among other advantages, these sensors are compact, light and the measured signals can be transmitted for very long distances (in the order of kilometers). The existing techniques for temperature measurement using FBG sensors need expensive equipments, and therefore are not suitable for low cost applications. In this work a new technique to measure temperature with a extremely high resolution using FBG sensors is presented. Experimental results of measurements carried out with the proposed technique show that a resolution of 0.5 m°C was obtained for measurements performed over a 30 ºC temperature range. / Mestrado / Eletrônica, Microeletrônica e Optoeletrônica / Mestre em Engenharia Elétrica

Made available in DSpace on 2016-04-18T21:39:45Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Joaquim Pessoa Filho1.pdf: 2407971 bytes, checksum: 0f6a298a559015177c4035cc2d83dc77 (MD5) Joaquim Pessoa Filho2.pdf: 2335540 bytes, checksum: 646d7c73d08bbfeccbd03d5a30419c7c (MD5) Previous issue date: 2007-08-20 / The advent f the Internet and the development of Information and Communication Technologies generated new spaces for communication and collaboration between groups of people in geographically distinct regions. The association of Web Technology with instrument automation and control by computer has made possible the development of the so called Remote Laboratories or WebLabs distributed environments that allow to access and control experiments remotely through a network or the Internet in real time and with the sensation of presence. In this work, a WebLab was developed for the study of non-linear effects in optical fibers, aiming to support and complement activities in face-to-face and distance courses on Optical Communications. Applications and graphic user interfaces were developed for instrument control and data acquisition in a remote experiment for measuring the non-linear coefficient of an optical fiber using the Continuous Wave Self-Phase Modulation Method. An application integrated to the user interface was also developed for the numerical simulation of the measurement through the integration of the Non-linear Schrödinger Equation by the Split-Step Fourier Method as well as a component based on Java Media Framework for audio and video transmission during the remote execution of the experiment. This work is part of the activities related to the participation of the Mackenzie Photonics Laboratory in the KyaTera Project of FAPESP´s TIDIA Program. / O advento da Internet e o desenvolvimento das Tecnologias da Informação e Comunicação (TIC´s) geraram novos espaços para a comunicação e colaboração entre grupos de pessoas localizadas em regiões geograficamente distintas. A associação da tecnologia Web com a automação e controle de instrumentos por computador tornou possível o desenvolvimento dos chamados Laboratórios Remotos ou WebLabs - ambientes distribuídos que permitem o acesso e controle remoto de experimentos através de uma rede de comunicação ou da Internet em tempo real e com sensação de presença. Neste trabalho, foi desenvolvido um WebLab para o estudo de efeitos não-lineares em fibras ópticas, destinado a apoiar e complementar atividades em cursos de Comunicações ópticas presenciais e a distância. Foram desenvolvidos aplicativos e interfaces gráficas de usuário para o controle e aquisição de dados dos instrumentos utilizados em um experimento remoto de medida do coeficiente não-linear de uma fibra óptica pelo método da Auto-Modulação de Fase com Onda Contínua. Também foi desenvolvido um aplicativo integrado à interface de usuário para simulação numérica da medida através da integração da Equação de Schrödinger Não-linear pelo método Split-Step Fourier, bem como um componente baseado em Java Media Framework para transmissão de áudio e vídeo durante a execução remota do experimento. O trabalho é parte das atividades relacionadas à participação do Laboratório de Fotônica Mackenzie no Projeto KyaTera do Programa TIDIA da FAPESP.

Orientador: Cristiano Monteiro de Barros Cordeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Física Gleb Wataghin / Made available in DSpace on 2018-08-23T00:40:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Osorio_JonasHenrique_M.pdf: 14712524 bytes, checksum: c56cb1bceeba83a10c67851ebb536f59 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesta dissertação apresenta-se o desenvolvimento de sensores baseados em fibras ópticas para os quais se projeta a aplicação como sensores biológicos. A primeira montagem abordada é baseada na utilização de microfibras birrefringentes as quais são obtidas a partir do processo de afinamento de fibras ópticas convencionais lateralmente polidas. Tal configuração provém um sensor de índice de refração de altíssima sensibilidade ¿ (3.0 ± 0.2) x 104 nanometros por unidade de índice de refração ¿ mas de baixa robustez. A fim de se obter um sensor mais robusto, estuda se um sensor baseado em redes de período longo mecanicamente induzidas. Tal sensor é menos sensível que o primeiro ¿ (700 ± 30) nanometros por unidade de índice de refração ¿ mas permite a realização de medidas de monitoramento de pequenas variações de índice de refração ¿ como se mostra numa medida da evaporação de etanol quando dissolvido em água. Como variações de temperatura podem interferir nas medidas baseadas em variações de índices de refração, apresenta-se, também, uma configuração para sensoriamento baseada na associação de fibras birrefringentes, a qual permite o monitoramento de dois parâmetros físicos quaisquer (que são definidos de acordo com a escolha das fibras que compõem a configuração) e de forma independente. Uma medida de sensoriamento de temperatura para ambientes desconectados é apresentada para demonstrar a versatilidade do sensor. Finalmente, apresenta-se o início do desenvolvimento de configurações ópticas construídas a partir de um material biocompatível ¿ a seda ¿, o que amplia as possibilidades de aplicação dos sensores ópticos no sentido do desenvolvimento de biosensores / Abstract: In this dissertation, the development of fiber optic-based sensing platforms which can be projected to act as biological sensors is presented. Firstly, a setup which employs birefringent microfibers obtained from tapering down side-polished standard telecom optical fibers is exposed. This configuration provides a highly sensitive refractive index sensor ¿ (3.0 ± 0.2) x 104 nanometers per refractive index unit ¿ but with poor robustness. In order to obtain a more robust setup, a configuration which employs two in-series mechanically induced long-period gratings was studied. Although this setup presented lower sensitivity than the sensor obtained from birefringent microfibers ¿ (700 ± 30) nanometers per refractive index unit ¿, it allowed the performance of measurements for monitoring small refractive index variations. As temperature fluctuations can influence refractive index measurements, a setup in which two birefringent optical fibers are spliced in an in-series configuration for temperature sensing is also presented. By using this setup, it is also possible to independently sense two different physical parameters (which are defined according to the choice of the birefringent fibers to be used). Finally, it is presented the development of optical configurations by employing a biocompatible material: silk. The use of silk-based configurations is very promising since it broadens the optical biosensors applications possibilities / Mestrado / Física / Mestre em Física

Orientador: Hugo Enrique Hernández Figueroa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T00:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Medeiros_IuryZottele_M.pdf: 3756653 bytes, checksum: 16ee5515887e880053bfa81297f49352 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Atualmente as fibras ópticas microestruturadas (FOMs) estão sendo cada vez mais exploradas por possuírem geometricamente um maior grau de liberdade em seu projeto, além da possibilidade do uso de materiais não usados em fibras convencionais, proporcionando características ópticas antes inalcançáveis. Sendo assim, através do uso do programa para obtenção de modos de propagação pelo método dos elementos finitos totalmente vetorial disponível no grupo do Prof. Dr. Hugo E. H. Figueroa, foram apresentadas técnicas de simulação em FOMs multimodais, as quais foram implementadas em FORTRAN e adicionadas ao programa principal. Neste trabalho também foi estudado os esforços mecânicos gerados pelo o uso de diferentes materiais na constituição da FOM em seu processo de fabricação. Tais esforços são conhecidos como tensão residual térmica e proporcionam variações anisotrópicas dos índices de refração dos meios que compõem as FOMs. Primeiramente o cálculo das tensões residuais foi feito analiticamente para uma geometria generalizada de FOM, e então tratando-as como uma pertubação no modo propagante analisado anteriormente pelo programa de análise modal. Por ultimo foi implementado um código para o cálculo estimativo da birrefringência de fase e de grupo levando em conta os esforços mecânicos induzidos no processo de fabricação, portanto o objetivo final foi alcançado / Abstract: Nowadays micro-structured optical fibers (MOFs) are being increasingly exploited since they have a greater geometrical flexibility in its project, in addition to the possibility of using un-conventional materials, providing optical features unreachable before. Therefore, a full-vectorial finite element modal solver developed by Prof. Dr. Hugo E. H. Figueroa's group was used, since it has already proved its efficiency. New techniques for multimodal MOFs simulation were presented, they were implemented using FORTRAN and then added to the main program to make the search for the propagation constants easier. Mechanical stress was also studied. It is generated by the use of different materials whithin the MOF constitution, in its manufacturing process. These stresses are known as thermal residual stresses and they provide variations of the anisotropic refractive indexes of the MOFs media. First, the calculation of the residual stresses was done analytically for a general geometry of MOF, and then they were treated as perturbations in the propagating mode, discussed previously by the full-vectorial finite element modal solver. Finally a code was implemented to estimate the phase and group birefringence, considering the mechanical stresses induced in the manufacturing process, therefore the ultimate goal was achieved / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Jorge Diego Marconi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-20T04:06:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RumaldoBustamante_YesicaRaquel_M.pdf: 23599528 bytes, checksum: 6361d5bb8b67de6d0a1d0e691d1040e0 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Nos últimos anos, dispositivos paramétricos baseados em fibras ópticas têm sido foco de interesse em diversas aplicações, sendo uma delas o trocador de comprimento de onda. No presente trabalho estudamos esse dispositivo, que, como todo dispositivo paramétrico, está baseado no efeito não-linear de mistura de quatro ondas. O trocador de comprimento de onda foi estudado através de simulações e experimentos. As simulações foram feitas utilizando o software comercial VPI Photonics. Esse software resolve a equação não-linear de Schrödinger utilizando o método Split Step Fourier para simular a propagação da luz ao longo da fibra óptica. Devido à importância das características da fibra no funcionamento do trocador de comprimento de onda, primeiramente utilizamos uma técnica baseada no fenômeno de instabilidade modulacional (amplificação de ruído) para obter parâmetros intrínsecos da fibra, tais como o coeficiente não-linear e o comprimento de onda de dispersão nula. Devido ao fato do trocador de comprimento de onda funcionar com bombeios de alta potência, o limiar de espalhamento Brillouin estimulado foi incrementado alargando a linha do laser de bombeio por modulação de fase. Essa modulação de fase foi otimizada para o dispositivo paramétrico estudado, conseguindo um aumento do limiar de 10 dB. Finalmente, foi construído um trocador de comprimento de onda com um segmento de 1 km de comprimento da fibra altamente não-linear previamente caracterizada...Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: In recent years, parametric devices based on optical bers have been the focus of interest in many applications, being one of these applications the wavelength exchanger. In this work we study the wavelength exchanger in optical fibers which, as all parametric devices is based on the non-linear effect of four-wave mixing. The wavelength exchanger was studied through simulations and experiments. The simulations were performed by using a commercial software called VPI Photonics. This software solves the nonlinear Schrödinger equation by using the Split Step Fourier method to simulate the light propagation along the optical fiber. Since the fiber characteristics are very important for the performance of the exchanger, firstly a technique based on modulation instability was used to measure intrinsic parameters of the fibers, such as the nonlinear coefficient and the zero dispersion wavelength. Due to the fact that the exchanger works with high power pumps, the stimulated Brillouin scattering threshold was increased by broadening the pump laser linewidth by phase modulation. Such a phase modulation was optimized for the studied parametric device, obtaining a threshold increase of 10dB. Finally, a wavelength exchanger was mounted with a 1km segment of the previously characterized fiber ...Note: The complete abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Helio Waldman / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:43:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pelegrini_JeffersonUmebara_M.pdf: 9774514 bytes, checksum: 601fa158903b12a1dc6e0d70b70ae8d2 (MD5) Previous issue date: 2005 / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica