Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / Multi-Protocol Label Switching (MPLS) is an emerging technology which is the initial step for the forthcoming generation of communication. It uses Labels in order to identify the packets unlike the conventional IP Routing Mechanism which uses the routing table at each router to route the packet. MPLS uses the techniques of FRR with the help of RSVP/CR-LDP to overcome the link and/or node failures in the network. On the other hand there are certain limitations/drawbacks of using the above mechanisms for Failure Detection and Recovery which are multiple protocols such as RSVP/CR-LDP over OSPF/IS-IS and complex algorithms to generate backup paths since each router works individually in order to create a backup tunnel. So to overcome the listed limitations, this paper discusses a new technique for MPLS Networks which is Source Routing \cite{48}. Source Routing is the technique in which the source plays the role of directing the packet to the destination and no other router plays the role of routing the packet in the network. Using the OPNET Modeler 17.5 tool for implementing source routing when there is a network failure is performed and the results are compared by implementing RSVP/CR-LDP over the same failed network. The comparative results show that the network performance is best in the case of Source Routing implementation as compared to the RSVP and CR-LDP signaling over the MPLS Networks.

Les réseaux optiques dynamiques et flexibles font partie des scénarios d'évolution des réseaux de transport optique. Ceux-ci formeront la base de la nouvelle génération des réseaux optiques de demain et permettront le déploiement efficace des services tel que le Cloud Computing. Cette évolution est destinée à apporter flexibilité et automatisation à la couche optique, mais s'accompagne d'une complexité supplémentaire, notamment au niveau de la gestion et de la commande de cette toute nouvelle génération de réseau. Jusqu'à récemment, les protocoles de routage et de signalisation normalisés ont pris en compte plusieurs paramètres physiques tels que l'information spectrale de la bande passante, le format de modulation, et la régénération optique. Cependant, d'autres paramètres sont encore nécessaires (par exemple, les puissances optiques des liens, le gain des amplificateurs) afin de faire fonctionner efficacement de grands réseaux. Dans ce contexte, il y a un besoin d'étudier les réseaux optiques existants ainsi que les différentes méthodes de prise en compte de la couche photonique dans le plan de contrôle. Le but est d'avoir un réseau optique automatique, flexible et programmable, mais surtout efficace de point de vue économique et opérationnel. L'utilisation de la technologie à grille flexible a un impact sur les réseaux optiques existants, où presque tous les équipements devront être remplacés, ce qui entraînera un coût additionnel pour les opérateurs. Dans ce travail, nous étudions les réseaux optiques actuels et évaluons l'impact de la flexibilité sur les infrastructures existantes. Ensuite, nous identifions plusieurs paramètres optiques à contrôler et proposons des extensions protocolaires afin d'intégrer ces paramètres dans un plan de contrôle GMPLS. De plus, nous développons les algorithmes de routage et de signalisation qui permettent la mise en œuvre d'un plan de contrôle efficace qui répond au besoin de la flexibilité. Enfin, l'ensemble de nos propositions et de nos solutions sont évaluées sur plusieurs topologies réseaux avec des modèles de trafic différents dans le but de valider leur pertinence. / Dynamic and flexible optical networks are among the evolution scenarios of the optical transport networks. These form the basis of the new generation of optical networks of tomorrow and enable the effective deployment of services such as cloud computing. This evolution is intended to provide flexibility and automation to the optical layer. However, it results in additional complexity, particularly in terms of the management and control of this new network generation. Until recently, the standardized routing and signaling protocols have been taking into account several optical parameters like the spectral bandwidth information, modulation format, and optical regeneration. However, other parameters (e.g., link optical powers, gain of optical amplifiers) are still required in order to efficiently operate large optical networks. In this context, there is a need to study the existing optical networks and the different integration methods of the photonic layer in a control plane. The goal is to get an automatic optical network that is flexible, programmable, and at the same time efficient from an economical and operational perspective. The use of flexible grid technology has an impact on existing optical networks, where almost all the equipment must be replaced, resulting in an additional cost to network operators. In this work, we study the current optical networks and evaluate the impact of flexibility on the existing infrastructures. Then, we identify several physical parameters to be controlled and propose protocol extensions in order to integrate these parameters in the GMPLS control plane. In addition, we develop the routing and signaling algorithms that allow the implementation of an efficient control plane that addresses the need for flexibility. Finally, the set of our proposals and solutions are evaluated on multiple network topologies with different traffic patterns in order to validate their relevance.

This thesis aims to improve a satellite communication network which carries both data streams and Voice over IP (VoIP) communication sessions with resource reservation. The resource reservations are made using the standard protocols for Traffic Engineering: MPLS-TE and RSVP-TE. The goal of this thesis project is to optimize the number of concurrent VoIP calls that can be made, in order to use the available bandwidth while maintaining a guaranteed Quality of Service (QoS) level, which is not possible in the existing system. This thesis proposes and evaluates a solution to this optimization problem in the specific context of a satellite modem system that was developed by Thales Communications. This optimization improves the system's ability to carry VoIP communications through better use of the available transmission resources. A solution to this problem would also increase the  exibility in bandwidth allocation within the modem system, and could provide a framework for future development. The proposed solution allows all of the reservable bandwidth to be used.  The amount of reservable bandwidth must be at least a little lower than the channel's available bandwidth in order to avoid congestion. Some areas of future work are proposed. / Detta projekt har försökt förbättra ett datornätverk bestående av satelliter som används till både data och Voice over IP (VoIP) kommunikation. VoIP använder sig av resursreservation som bestäms av standardprotokollen för Traffic Engineering, MPLS-TE och RSVP-TE.  Målet är att optimera antalet samtidiga VoIP samtal så att det mesta av den befintliga bandbredden kan utnyttjas samtidigt som Quality of Service (QoS) kan garanteras. Detta är omöjligt i det befintliga systemet. Projektet föreslår en lösning för problemet med modemet som utvecklas av Thales Communications och utvärderar därefter lösningen. Dessa optimeringar förbättrar systemets förmåga att driva VoIP kommunikationer genom att bättre använda de befintliga resurserna. En lösning för det här problemet skulle höja systemets flexibilitet och kunna användas som underlag för kommande utvecklingar. Tack vare lösningen kan hela utsedda bandbredden reserveras. Antalet bandbredd som kan reserveras måsta vara minst lite lågre än total befintling bandbredd för att undvika överbelastning. även några möjliga ideer för vidare undersökning föreslås. / Ce projet a pour but d'améliorer un réseau de communication par satellite utilisé pour transporter des flux de données ainsi que des sessions de communication Voix sur IP (VoIP) avec réservation de ressources. Les réservations sont prises en charge par les protocoles standard de Traffic Engineering que sont MPLS-TE et RSVP-TE. L'objectif de ce projet est d'optimiser le nombre d'appels VoIP pouvant être passés en parallèle afin d'utiliser autant de bande passante que possible tout en offrant un niveau de Qualité de Service (QoS) garanti, chose impossible dans le système actuel. Ce rapport propose et évalue une solution à ce problème d'optimisation dans le contexte spécifique du modem satellite développé par Thales Communications. Ces optimisations amélioreraient la capacité du système à transporter des communications VoIP grâce à une meilleure utilisation des ressources disponibles pour la transmission. Une solution à ce problème rendrait aussi l'allocation de ressources plus flexible au sein du système, et pourrait fournir une base à de futurs développements. La solution proposée permet l'utilisation de toute la bande passante réservable. La quantité réservable doit être un peu inférieure à la bande passante totale disponible afin d'éviter la congestion. Les résultats de ces évaluations sont exposés. Enfin, ce rapport propose de futurs développements possibles.

In the modern era there exist applications that require very high resources and generate a tremendous amount of traffic so they require considerable amount of bandwidth and QOS to operate and perform correctly. MPLS is a new and a fast technology that offers much remuneration both in terms of providing trouble-free and efficient security together with the high speed of switching. MPLS not only guarantees quality of service of IP networks but in addition to provides scope for traffic engineering it offers many enhanced features of IP networks as it does not replace IP routing, but works along with existing and future routing technologies to provide high-speed data forwarding between label-switched routers (LSRs) together with QOS. Many network carriers are facing the problem of how to accommodate such ever-growing demands for bandwidth. And the static nature of current routing algorithms, such as OSPF or IS-IS, the situation is going even worse since the traffic is concentrated on the "least cost" paths which causes the congestion for some links while leaving other links lightly loaded. Therefore, MPLS traffic engineering is proposed and by taking advantage of MPLS, traffic engineering can route the packets through explicit paths to optimize network resource utilization and traffic performance. MPLS provides a robust quality of service control feature in the internet. MPLS class of service feature can work in accordance with other quality of service architectures for IP networks.

In recent years, IP based end-to-end services have grown in popularity. Efficiently meeting the user demand for such services, different techniques for traffic engineering transport networks have been developed. One such technique, currently being developed for multilayered networks, is Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS). GMPLS is a necessary networking technique because provisioning end-to-end services will today, and in the foreseeable future, very likely require the co-operation of multiple network layers. Here, the readiness of GMPLS for optical networks is investigated by reviewing the current support for optical networking components in the GMPLS standard documents. Based on this investigation, a candidate solution for routing and constraint-based path computation in optical network segments has been derived. This candidate solution is shown to efficiently handle the additional attributes and constraints inherent in optical networking components. / De senaste åren har IP-baserade tjänster ökat i popularitet. För att effektivt möta de användarkrav som ställs på sådana tjänster har olika tekniker för att styra transportnätverk utvecklats. En sådan teknik, nu under utveckling för multi-lagrade nätverk, är GMPLS. GMPLS är en nödvändig nätverksteknik eftersom tillhandahållandet av sluttjänster mellan olika användare idag, och inom en överskådlig framtid, mycket sannolikt kommer att kräva samarbete mellan flera nätverkslager. Här undersöks GMPLS färdighet i optiska nätverk genom att se över det nuvarande stödet för optiska nätverkskomponenter i GMPLS standarddokument. Baserat på denna undersökning har en kandidatlösning för routing och begränsad vägberäkning i optiska nätverkssegment tagits fram. Denna kandidatlösning visas effektivt hantera de ytterligare attribut och restriktioner som existerar i optiska nätverkskomponenter.

La chute chez les seniors constitue un problème de santé publique. Citée comme la seconde cause de décès accidentel dans le monde, elle concerne un tiers des Français de plus de 65 ans. Les séquelles physiques et fonctionnelles qui en résultent, les conséquences psychosociales nuisibles pour la qualité de la vie, la perte d'autonomie et son coût de prise en charge justifient l'attention qui lui est actuellement portée. Du point de vue du chercheur, les interprétations sous-jacentes à la surexposition des personnes âgées au risque de chute restent controversées, notamment parce que la compréhension de la coordination dynamique corporelle et de l'implication corticale lors du contrôle de l'équilibre est encore limitée. L'étude de la chute et des mécanismes qui y conduisent présente donc un double intérêt, fondamental et sociétal. Une chute survient si deux conditions sont réunies. La première est la perte initiale de l'équilibre, un 'pré-requis' qui peut toucher la population entière dans son quotidien. La seconde est un échec des mécanismes de rééquilibration, c'est à dire de la stratégie de réponse mise en œuvre pour compenser la déstabilisation : comment s'opère la sélection d'une stratégie de rattrapage, à partir de quelle appréciation du contexte et des informations sensorielles disponibles est-elle choisie ? qu'est ce qui assure son opérationnalité et garantit le rattrapage ou signe au contraire son échec ?...Pour répondre à ces questions, nous nous sommes donc intéressés à ce moment critique où il est encore possible de modifier l'issue finale par des ajustements posturaux et des actions motrices rapides et adéquats chez une population de jeunes adultes. La première étude est une analyse globale de la phase précoce d'une chute -abrégée par un harnais- (soit quelques centaines de millisecondes après la perturbation), afin d'évaluer la capacité du sujet à réagir à une perturbation imprévue et de développer des stratégies garantissant une protection efficace. Cette première étape se propose d'identifier les indicateurs discriminants et prédictifs d'une chute et d'un rattrapage au niveau neurophysiologique et biomécanique. Cette étude a également permis de mettre en évidence la présence d'un délai temporel incompressible appelé " phase passive ", source de contraintes spatio-temporelles à l'expression complète d'une réponse posturale adaptée. Dans la seconde étude, de modélisation, nous avons élaboré un modèle mécanique personnalisé, construit à partir de radiographies tridimensionnelles non invasives du corps entier. Cette modélisation nous a permis d'analyser la contribution relative de propriétés biomécaniques passives et des synergies musculaires actives en jeu pendant les perturbations récupérables de l'équilibre ou non en comparant les résultats expérimentaux ('réels') obtenus à l'aide d'un dispositif asservi pour provoquer des chutes de plain-pied et la réponse théorique prédite ('simulée') à l'aide du modèle. Les résultats obtenus permettent de confirmer que le comportement du corps est en phase précoce-dicté par ses propriétés mécaniques, et peut être assimilé à un modèle simplifié. Après avoir mis en évidence l'existence d'une phase inertielle d'une durée équivalente à la moitié du temps disponible avant l'impact, notre questionnement s'est orienté vers le traitement de l'information en-cours lors de cette phase afin d'évaluer la contribution corticale alors que la réponse posturale évolue. La troisième étude consiste principalement à appréhender la charge cognitive impliquée dans le contrôle sensori-moteur, en particulier lors d'une chute, à l'aide du paradigme de double-tâche. En conclusion, à travers une approche pluridisciplinaire, les résultats obtenus dans cette thèse permettent d'émettre des recommandations intéressantes pour une prévention et une rééducation adaptée dans le but de contribuer à l'amélioration de la qualité de vie des personnes âgées.

La chute chez les seniors constitue un problème de santé publique. Citée comme la seconde cause de décès accidentel dans le monde, elle concerne un tiers des Français de plus de 65 ans. Les séquelles physiques et fonctionnelles qui en résultent, les conséquences psychosociales nuisibles pour la qualité de la vie, la perte d’autonomie et son coût de prise en charge justifient l’attention qui lui est actuellement portée. Du point de vue du chercheur, les interprétations sous-jacentes à la surexposition des personnes âgées au risque de chute restent controversées, notamment parce que la compréhension de la coordination dynamique corporelle et de l’implication corticale lors du contrôle de l’équilibre est encore limitée. L’étude de la chute et des mécanismes qui y conduisent présente donc un double intérêt, fondamental et sociétal. Une chute survient si deux conditions sont réunies. La première est la perte initiale de l’équilibre, un ‘pré-requis’ qui peut toucher la population entière dans son quotidien. La seconde est un échec des mécanismes de rééquilibration, c’est à dire de la stratégie de réponse mise en œuvre pour compenser la déstabilisation : comment s’opère la sélection d’une stratégie de rattrapage, à partir de quelle appréciation du contexte et des informations sensorielles disponibles est-elle choisie ? qu’est ce qui assure son opérationnalité et garantit le rattrapage ou signe au contraire son échec ?...Pour répondre à ces questions, nous nous sommes donc intéressés à ce moment critique où il est encore possible de modifier l’issue finale par des ajustements posturaux et des actions motrices rapides et adéquats chez une population de jeunes adultes. La première étude est une analyse globale de la phase précoce d’une chute -abrégée par un harnais- (soit quelques centaines de millisecondes après la perturbation), afin d’évaluer la capacité du sujet à réagir à une perturbation imprévue et de développer des stratégies garantissant une protection efficace. Cette première étape se propose d’identifier les indicateurs discriminants et prédictifs d’une chute et d’un rattrapage au niveau neurophysiologique et biomécanique. Cette étude a également permis de mettre en évidence la présence d’un délai temporel incompressible appelé « phase passive », source de contraintes spatio-temporelles à l’expression complète d’une réponse posturale adaptée. Dans la seconde étude, de modélisation, nous avons élaboré un modèle mécanique personnalisé, construit à partir de radiographies tridimensionnelles non invasives du corps entier. Cette modélisation nous a permis d’analyser la contribution relative de propriétés biomécaniques passives et des synergies musculaires actives en jeu pendant les perturbations récupérables de l’équilibre ou non en comparant les résultats expérimentaux (‘réels’) obtenus à l’aide d’un dispositif asservi pour provoquer des chutes de plain-pied et la réponse théorique prédite (‘simulée’) à l’aide du modèle. Les résultats obtenus permettent de confirmer que le comportement du corps est en phase précoce-dicté par ses propriétés mécaniques, et peut être assimilé à un modèle simplifié. Après avoir mis en évidence l’existence d’une phase inertielle d’une durée équivalente à la moitié du temps disponible avant l’impact, notre questionnement s’est orienté vers le traitement de l’information en-cours lors de cette phase afin d’évaluer la contribution corticale alors que la réponse posturale évolue. La troisième étude consiste principalement à appréhender la charge cognitive impliquée dans le contrôle sensori-moteur, en particulier lors d’une chute, à l’aide du paradigme de double-tâche. En conclusion, à travers une approche pluridisciplinaire, les résultats obtenus dans cette thèse permettent d’émettre des recommandations intéressantes pour une prévention et une rééducation adaptée dans le but de contribuer à l’amélioration de la qualité de vie des personnes âgées. / A better understanding of what happens during an unintentional fall is relevant in preventing their occurrence. A fall is due to a failure of compensatory reactions to recover from postural perturbations during the descent phase which starts at the subject loss of balance point and lasts no more than 700-1000milliseconds [Hsiao, 1998]. The aim of the first study was to compare the biomechanical and muscular behavior during the pre-impact phase during non-recoverable falls and successful recovery trials. The experimental study aimed to evaluate the subject’s ability to distinguish in the first 500 milliseconds following the onset of perturbation a low-threatening perturbation from a high challenging one and can then predict the scenario that will more likely lead to a fall using specific motor strategies. In such a challenging task, we hypothesized that the constraints imposed by the biomechanical properties ultimately determine the ability to trigger efficient muscle activities. Full body 3D kinematics and associated muscle activities were collected in 30 young healthy subjects during fast and slow unpredictable multidirectional support-surface translations. 40 cm support-surface translations were used to evoke the balancing reactions (0,35 vs 0,9 m/s during resp. 1000 vs 500 millisecond The perturbation velocities were selected so that successful recovery should occur in milder trials whereas fast trials were sufficiently challenging to trigger non-recoverable falls. Analyses focused on the spatial and temporal characteristics of the Centre of Mass, angle variations, recovery step characteristics, and EMG activities (onset latencies and amplitudes) across each trial and muscle. Moreover, a 17-segment numerical and personalized model was created, based on stereoradiographic head to feet X-ray images followed by 3D-reconstruction methods to assess subject-specific geometry and inertial parameters. The outputs resulting from simulated falls allowed us to discard the contributions of the passive (inertia-induced) versus the active mechanisms (feedback-controlled and time-delayed neuromuscular components) of the response. The first outcome of that study was that the fall could be divided in distinct phases. For about 200 milliseconds following the onset of platform translation, the head remained stable in space. Similarly, the comparison with the simulated data supported that the CoM displacement matched the subject-dependant mechanical model. During a second phase of the fall, despite the fact that automated muscle postural synergies started at 80 milliseconds after perturbation onset, the trajectory of the body appeared to be exclusively dictated by its biomechanical properties. Later, muscle activities influenced the body trajectories, which consequently differed on a trial-to-trial basis. The simulation was in good agreement with the experimental results. The specificity of the postural response resulting in a strategy chosen to avoid a fall thus appeared in a late-phase, which can be explained because during a fall, the subjects had to prepare to the impact on the basis of sensory information that were not redundant but available in a sequential order: proprioceptive information appearing first while vestibular and visual information continued to signal a stabilized head in space. The sole proprioceptive information would be insufficient to trigger rapid and appropriate postural response. Moreover, in accordance with our results suggesting the importance of the late-phase and on-line controlled responses, a long inertial passive phase in the fast trials does not allow a large spatiotemporal window for compensatory reactions to occur. These could not only depend on the previously described automated postural synergies because the time constraints imposed by biomechanics permit in principle volitional motricity to play an important role very early in the fall. (...)