Redes ópticas passivas são redes de acesso que utilizam fibras ópticas interligadas na topologia estrela e na configuração ponto-multiponto, sendo constituídas apenas por componentes ópticos passivos entre o terminal de linha óptica (optical line terminal - OLT) e a unidade de rede óptica (optical network unit - ONU). Como estratégia de evolução tecnológica, podem ser utilizadas para aproveitar a base instalada de cabos de cobre e cabos coaxiais na rede de acesso, servindo como cabo alimentador para uso das tecnologias digital subscriber line (DSL), cable modem e local multipoint distribution system (LMDS), e, no futuro, para disponibilizar a fibra óptica até às instalações do usuário. O principal mérito da arquitetura das redes ópticas passivas está na redução dos custos de implantação e de manutenção, pela ampliação da largura de banda disponível sem a necessidade de aumento no número de componentes ópticos ativos na rede, como lasers e amplificadores ópticos. Neste contexto, este trabalho define as redes ópticas passivas, apresenta o histórico de seu desenvolvimento, seu princípio de funcionamento e suas aplicações como forma de acesso a serviços de banda larga, identifica fornecedores visando à implementação de um teste de campo e discute as perspectivas para o futuro dessa tecnologia / Passive optical networks (PONs) are access networks which use interconnected optical fibers configured in a point to multipoint star topology having only passive optical components between the optical line terminal (OLT) and the optical network unit (ONU). As a strategy for technological evolution they can be used to take advantage of copper and coax base cables installed in the access network, serving as a feeder cable for the use of DSL, cable modem and LMDS technologies, in order to allow optical fibers to reach customers' facilities. The main merit of the passive optical networks architecture consists on the cost reduction involved on its implantation and maintenance, offering bandwidth enlargement without increasing the number of active optical components, such as lasers and optical amplifiers, in the network. In this context, this text defines PONs, presents its development history, operation principle and their applications as a way to provide broadband access services, identifies suppliers for field test implementation and discusses the perspectives for the future

Redes ópticas passivas são redes de acesso que utilizam fibras ópticas interligadas na topologia estrela e na configuração ponto-multiponto, sendo constituídas apenas por componentes ópticos passivos entre o terminal de linha óptica (optical line terminal - OLT) e a unidade de rede óptica (optical network unit - ONU). Como estratégia de evolução tecnológica, podem ser utilizadas para aproveitar a base instalada de cabos de cobre e cabos coaxiais na rede de acesso, servindo como cabo alimentador para uso das tecnologias digital subscriber line (DSL), cable modem e local multipoint distribution system (LMDS), e, no futuro, para disponibilizar a fibra óptica até às instalações do usuário. O principal mérito da arquitetura das redes ópticas passivas está na redução dos custos de implantação e de manutenção, pela ampliação da largura de banda disponível sem a necessidade de aumento no número de componentes ópticos ativos na rede, como lasers e amplificadores ópticos. Neste contexto, este trabalho define as redes ópticas passivas, apresenta o histórico de seu desenvolvimento, seu princípio de funcionamento e suas aplicações como forma de acesso a serviços de banda larga, identifica fornecedores visando à implementação de um teste de campo e discute as perspectivas para o futuro dessa tecnologia / Passive optical networks (PONs) are access networks which use interconnected optical fibers configured in a point to multipoint star topology having only passive optical components between the optical line terminal (OLT) and the optical network unit (ONU). As a strategy for technological evolution they can be used to take advantage of copper and coax base cables installed in the access network, serving as a feeder cable for the use of DSL, cable modem and LMDS technologies, in order to allow optical fibers to reach customers' facilities. The main merit of the passive optical networks architecture consists on the cost reduction involved on its implantation and maintenance, offering bandwidth enlargement without increasing the number of active optical components, such as lasers and optical amplifiers, in the network. In this context, this text defines PONs, presents its development history, operation principle and their applications as a way to provide broadband access services, identifies suppliers for field test implementation and discusses the perspectives for the future

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-03-07T15:50:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseInfluenciaMonitoramento.pdf: 1998332 bytes, checksum: 3137599690b5b1f015ab9ab0c585c5ad (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-05-13T17:13:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseInfluenciaMonitoramento.pdf: 1998332 bytes, checksum: 3137599690b5b1f015ab9ab0c585c5ad (MD5) / Made available in DSpace on 2014-05-13T17:13:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_AnaliseInfluenciaMonitoramento.pdf: 1998332 bytes, checksum: 3137599690b5b1f015ab9ab0c585c5ad (MD5) Previous issue date: 2013 / Redes Ópticas Passivas estão cada vez mais difundidas como rede de acesso de banda larga. Devido à sua importância, tais redes necessitam constantemente de supervisão. Diversas técnicas vêm sendo empregadas para supervisão de redes ópticas, dentre as quais se destacam as que utilizam reflectometria, pois agregam vantagens, tais como: baixo custo, em comparação com outros métodos de supervisão, e não exigência de intervenção na casa do usuário. Esta dissertação apresenta uma estratégia capaz de quantificar, por meio de simulações, o impacto que a técnica de reflectometria no domínio do tempo gera como interferência em transmissões típicas de uma rede WDM-PON. / Passive Optical Networks are increasingly diffused as a broadband access technology. Due to their importance, such networks demands continue supervision scheme. Different techniques could be employed for Optical Network Supervision, among them those using reflectometry have highlighted, because it offer low cost when compared with other monitoring methods and do not require intervention in the user’s home. On the other hand, when doing monitoring, it is expected that this action does not influence the information signal transmitted to the subscriber. In this context, this work aims to quantify, through simulations, how the technique of time domain optical reflectometry interferes on the transmission of a WDM-PON network.

A utilização, em sistemas de comunicações ópticas, de formatos de modulação digitais é vista, atualmente, como uma forma promissora de aumentar a eficiência espectral, frente aos diversos efeitos de degradação do sinal em fibra óptica, sem alterar a infraestrutura já implantada. É neste contexto que surge a técnica OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) que estabelece sobreposição espectral das subportadoras e, desta forma, permite a transmissão dos dados em forma multiplexada com grande eficiência espectral. No presente trabalho, foi proposta a simulação da técnica OFDM com modulação QAM (quadrature amplitude modulation) no software Optisystem, versões 9.0 e 10.0. O objetivo principal da pesquisa é estudar algumas configurações de sistemas OFDM óptico, com detecção direta e coerente, visando avaliar seu desempenho sistêmico frente a efeitos de propagação. Usando as figuras de mérito BER e diagrama de constelação para estabelecer a meta de ótimo desempenho, analisamos a técnica OFDM com detecção coerente em configurações aplicáveis, principalmente, para redes ópticas de acesso com alcance estendido. Para validação dos resultados, são apresentados também estudos que relacionam as degradações do sinal em fibra óptica e a técnica OFDM. Estes resultados foram comparados com os existentes na literatura, apresentando boa concordância. / The development of digital modulation formats in optical communications systems is considered to be a promising way to increase the spectral efficiency and to combat the effects of signal degradation in optical fiber without changing the infrastructure already deployed. In this context, the technique called OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) establishes a particular spectral overlap of the subcarriers, which allows data transmission to be multiplexed with high spectral efficiency. The main objective of the research is to study some configurations of optical OFDM systems with direct detection and coherent in order to evaluate their performance against propagation effects. Using the figures of merit BER and constellation diagram to establish the goal of optimal performance, we analyze the OFDM technique with coherent detection in configurations more applicable for optical access networks with extended reach. To validate the results we also present some studies that relate the degradation of the signal in an optical fiber and the OFDM technique. These results were compared with those described in literature, showing good agreement.

A utilização, em sistemas de comunicações ópticas, de formatos de modulação digitais é vista, atualmente, como uma forma promissora de aumentar a eficiência espectral, frente aos diversos efeitos de degradação do sinal em fibra óptica, sem alterar a infraestrutura já implantada. É neste contexto que surge a técnica OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) que estabelece sobreposição espectral das subportadoras e, desta forma, permite a transmissão dos dados em forma multiplexada com grande eficiência espectral. No presente trabalho, foi proposta a simulação da técnica OFDM com modulação QAM (quadrature amplitude modulation) no software Optisystem, versões 9.0 e 10.0. O objetivo principal da pesquisa é estudar algumas configurações de sistemas OFDM óptico, com detecção direta e coerente, visando avaliar seu desempenho sistêmico frente a efeitos de propagação. Usando as figuras de mérito BER e diagrama de constelação para estabelecer a meta de ótimo desempenho, analisamos a técnica OFDM com detecção coerente em configurações aplicáveis, principalmente, para redes ópticas de acesso com alcance estendido. Para validação dos resultados, são apresentados também estudos que relacionam as degradações do sinal em fibra óptica e a técnica OFDM. Estes resultados foram comparados com os existentes na literatura, apresentando boa concordância. / The development of digital modulation formats in optical communications systems is considered to be a promising way to increase the spectral efficiency and to combat the effects of signal degradation in optical fiber without changing the infrastructure already deployed. In this context, the technique called OFDM (orthogonal frequency division multiplexing) establishes a particular spectral overlap of the subcarriers, which allows data transmission to be multiplexed with high spectral efficiency. The main objective of the research is to study some configurations of optical OFDM systems with direct detection and coherent in order to evaluate their performance against propagation effects. Using the figures of merit BER and constellation diagram to establish the goal of optimal performance, we analyze the OFDM technique with coherent detection in configurations more applicable for optical access networks with extended reach. To validate the results we also present some studies that relate the degradation of the signal in an optical fiber and the OFDM technique. These results were compared with those described in literature, showing good agreement.

O crescimento do tráfego de serviços de telecomunicações tem aumentado o consumo de energia e, em consequência, aumentado as emissões de CO2 que tem efeitos nocivos sobre o meio ambiente. É assim que a economia de energia torna-se um fator chave no planejamento de redes de telecomunicações. Para garantir a disponibilidade e confiabilidade, as redes possuem arquitetura redundante e são projetadas para suportar a demanda de pico de tráfego. Redes com mecanismos de proteção como proteção dedicada de caminhos (DPP), proveem caminhos alternativos para cada demanda de conexão. Os elementos da rede que suportam esses caminhos estão em estado ativo (consumindo energia), apesar de, na maior parte do tempo, não transportarem tráfego efetivo. Um método para diminuir o gasto de energia é utilizar roteamento adaptado à carga real de tráfego baseado em modo suspenso (estado de baixo consumo de energia que pode passar a estado ativo rapidamente). Assim, o tráfego é roteado com vistas à maximizar a quantidade de componentes que são parte de caminhos de proteção, que podem ser postos em modo suspenso. Neste trabalho, as redes usadas para os testes são a rede europeia Cost239, a rede estadunidense UsNet e a rede brasileira Ipê. Abordamos o problema de economia de energia em redes WDM com DPP através de quatro estratégias de roteamento. Cada uma tem objetivos diferentes, a Shortest Path-DPP (SP-DPP) faz o roteamento por caminho mais curto, a Energy Aware-DPP (EA-DPP) aloca as demandas por enlaces que estejam ativos, a Energy Aware-DPP with Mixing (EA-DPP-MixS) evita que caminhos principais sejam roteados por enlaces que já são parte de caminhos de proteção e a Energy Aware-DPP with Differentation (EA-DPP-Dif) evita a mistura de caminhos por um mesmo enlace. Em nossas simulações computacionais observamos que a EA-DPP-Dif economiza energia de maneira eficiente, mas a probabilidade de bloqueio aumenta. A EA-DPP-MixS diminui o bloqueio em detrimento da energia economizada. Já a SP-DPP e a EA-DPP são menos eficientes na diminuição da energia consumida. É assim que propomos um roteamento com busca de recursos mais ampla, usando cada uma das estratégias. A proposta será chamada de roteamento intensivo. A EA-DPP-Dif-Intensivo diminui a probabilidade de bloqueio e economiza energia mediante modo suspenso. Neste trabalho, analisamos o desempenho das estratégias para cada uma das redes e avaliamos o impacto da energia economizada sobre a probabilidade de bloqueio. A proposta de roteamento i>intensivo diminui a energia consumida em até 50%, diminuindo a probabilidade de bloqueio. Porém, os resultados estão diretamente relacionados com a carga de rede e as características particulares da topologia de cada rede. / The growth of data traffic in telecommunication networks has increased energy consumption and hence increased CO2 emissions, with harmful effects on the environment. Thus, energy saving becomes a key and a differential factor when planning telecommunication networks. In order to guarantee availability and reliability, core networks have redundant architecture and are designed to support peak-hour traffic demand. Networks with dedicated path protection (DPP) mechanisms provide alternative paths for each connection request. Network elements supporting these paths are in active state (consuming energy), although most of the time they dont carry traffic. One technique to decrease energy waste is by adaptive real traffic routing using sleep mode (a low energy consumption state which is able to rapidly change to an active state). Thus, traffic is routed in order to maximize the amount of network components used by protection paths, which can be set in sleep mode. In this work, European Cost239, American UsNet and Brazilian Ipê networks were used in computational simulations. We addressed the energy saving problem in WDM networks with DPP through four routing strategies, each with different goals. The Shorthest Path-Dedicated Path Protection (SP-DPP) technique uses shortest path for routing, Energy Aware-Dedicated Path Protection (EA-DPP) allocates demands in active links, Energy Aware-Dedicated Path Protection with Mixing (EA-DPP-MixS) prevents primary paths to be formed by links that are already part of the protection paths and Energy Aware-Dedicated Path Protection with Differentation (EA-DPP-Dif) prevents mixing primary and protection paths through the same link. We observe that EA-DPP-Dif efficiently saved energy, however blocking probability has increased. EA-DPP-MixS reduced blocking rather than saved energy. At least, SP-DPP and EA-DPP are less efficient in reducing energy consumption. Hence, we propose a wider resource search routing, the in-depth routing, using each of these strategies. Thus, EA-DPP-Dif-In-depth decreased blocking probability while maintaining energy saving through sleep mode. In this work, we analyze the strategies performance for each network and evaluate the impact of energy saved on the blocking probability. Our in-depth routing strategy reduced the energy consumption up to 50%, decreasing blocking probability. However, the results are directly related with the network load and the specific properties of each network topology.

Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-02-05T17:11:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstudoComparativoSistemas.pdf: 13321240 bytes, checksum: c861480d5e7d997de2e0f3a89ad803f1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-02-06T12:29:38Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstudoComparativoSistemas.pdf: 13321240 bytes, checksum: c861480d5e7d997de2e0f3a89ad803f1 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-02-06T12:29:38Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_EstudoComparativoSistemas.pdf: 13321240 bytes, checksum: c861480d5e7d997de2e0f3a89ad803f1 (MD5) Previous issue date: 2014 / O objetivo deste trabalho é comparar aspectos relacionados ao uso de Multiplexação por Subportadora (SCM) em um sistema de transmissão de Rádio Digital sobre Fibra (DRoF) aplicado à Arquitetura de Acesso a Rádio Centralizado (C-RAN). Para isso, foram criados dois cenários que fazem uso da tecnologia DRoF, onde no primeiro, três subportadoras são transmitidas em um comprimento de onda e, para o segundo cenário, três comprimentos de onda são transmitidos, onde cada um possui uma única subportadora. Para ambas configurações é visado alimentar unidades de rádio remoto (RRH) localizadas na torre de transmissão. São analisados aspectos de desempenho da recepção, alcance das redes e complexidade do sistema para cada um dos cenários propostos. Além disso, são mostrados passo a passo como os sistemas foram construídos utilizando o software de simulação VPITransmissionMaker. Foram considerados para cada subportadora uma taxa de 250 Mbps, modulação 16-QAM, centrados na frequência de 5GHz. Os resultados obtidos demonstram que, para SCM-DRoF, uma Taxa de Erro de Bit (BER) de 10-6 é mantida constante para enlaces de até 20 km. No segundo modelo, sem uso de SCM, um desempenho similar foi verificado, contudo com alcance de até 40 km. Dado o contexto da aplicação, os fatores desempenho e distância levam a crer que ambos cenários de transmissão podem ser utilizadas para C-RAN. Contudo, levando em consideração o custo e a complexidade no domínio óptico, o sistema utilizando SCM, comparativamente, possui mais vantagens. Conclui-se então que o uso de SCM apresenta-se como uma forte opção para aplicações no contexto das novas tecnologias de redes de acesso móvel. / The aim of this work is based on the evaluation and comparison of aspects related to transmission of Digital Radio over Fiber (DROF) using Multicarrier Multiplexing Techniques (SCM) applied to Centralized Radio Access Networks architecture (C-RAN). The comparison was performed in two scenarios which the first made use of three subcarriers on a single wavelength, and the second scenario applied one subcarrier being carried also by one wavelength. Wavelength Division Multiplexing techniques (WDM) can be applied for both cases. Moreover, this work shows also the building process of the system step by step using the simulation software VPITransmissionMaker. As case study were considered the transmission of 16-QAM subcarriers each one with 250 Mbps carried in 5 GHz. The simulation analysis is discussed by evaluating the impact of the digitized process on the system performance, complexity and dynamic range. Results indicate that SCM-DRoF has a BER of 10-6 for fiber links up to 20 km. For the second scenario without SCM the range can reach up to 40 km. Taking into account the cost and dynamic range, both proposals can be used as a solution for bridging the base stations. However, the complexity in the optical domain and the cost makes the SCM solution comparatively better than the case without it. It concludes that SCM is a cheaper and less complex solution which is able to feed antennas for the new generation of mobile network technologies. is able to feed antennas for the new generation of mobile network technologies.

O crescimento do tráfego de serviços de telecomunicações tem aumentado o consumo de energia e, em consequência, aumentado as emissões de CO2 que tem efeitos nocivos sobre o meio ambiente. É assim que a economia de energia torna-se um fator chave no planejamento de redes de telecomunicações. Para garantir a disponibilidade e confiabilidade, as redes possuem arquitetura redundante e são projetadas para suportar a demanda de pico de tráfego. Redes com mecanismos de proteção como proteção dedicada de caminhos (DPP), proveem caminhos alternativos para cada demanda de conexão. Os elementos da rede que suportam esses caminhos estão em estado ativo (consumindo energia), apesar de, na maior parte do tempo, não transportarem tráfego efetivo. Um método para diminuir o gasto de energia é utilizar roteamento adaptado à carga real de tráfego baseado em modo suspenso (estado de baixo consumo de energia que pode passar a estado ativo rapidamente). Assim, o tráfego é roteado com vistas à maximizar a quantidade de componentes que são parte de caminhos de proteção, que podem ser postos em modo suspenso. Neste trabalho, as redes usadas para os testes são a rede europeia Cost239, a rede estadunidense UsNet e a rede brasileira Ipê. Abordamos o problema de economia de energia em redes WDM com DPP através de quatro estratégias de roteamento. Cada uma tem objetivos diferentes, a Shortest Path-DPP (SP-DPP) faz o roteamento por caminho mais curto, a Energy Aware-DPP (EA-DPP) aloca as demandas por enlaces que estejam ativos, a Energy Aware-DPP with Mixing (EA-DPP-MixS) evita que caminhos principais sejam roteados por enlaces que já são parte de caminhos de proteção e a Energy Aware-DPP with Differentation (EA-DPP-Dif) evita a mistura de caminhos por um mesmo enlace. Em nossas simulações computacionais observamos que a EA-DPP-Dif economiza energia de maneira eficiente, mas a probabilidade de bloqueio aumenta. A EA-DPP-MixS diminui o bloqueio em detrimento da energia economizada. Já a SP-DPP e a EA-DPP são menos eficientes na diminuição da energia consumida. É assim que propomos um roteamento com busca de recursos mais ampla, usando cada uma das estratégias. A proposta será chamada de roteamento intensivo. A EA-DPP-Dif-Intensivo diminui a probabilidade de bloqueio e economiza energia mediante modo suspenso. Neste trabalho, analisamos o desempenho das estratégias para cada uma das redes e avaliamos o impacto da energia economizada sobre a probabilidade de bloqueio. A proposta de roteamento i>intensivo diminui a energia consumida em até 50%, diminuindo a probabilidade de bloqueio. Porém, os resultados estão diretamente relacionados com a carga de rede e as características particulares da topologia de cada rede. / The growth of data traffic in telecommunication networks has increased energy consumption and hence increased CO2 emissions, with harmful effects on the environment. Thus, energy saving becomes a key and a differential factor when planning telecommunication networks. In order to guarantee availability and reliability, core networks have redundant architecture and are designed to support peak-hour traffic demand. Networks with dedicated path protection (DPP) mechanisms provide alternative paths for each connection request. Network elements supporting these paths are in active state (consuming energy), although most of the time they dont carry traffic. One technique to decrease energy waste is by adaptive real traffic routing using sleep mode (a low energy consumption state which is able to rapidly change to an active state). Thus, traffic is routed in order to maximize the amount of network components used by protection paths, which can be set in sleep mode. In this work, European Cost239, American UsNet and Brazilian Ipê networks were used in computational simulations. We addressed the energy saving problem in WDM networks with DPP through four routing strategies, each with different goals. The Shorthest Path-Dedicated Path Protection (SP-DPP) technique uses shortest path for routing, Energy Aware-Dedicated Path Protection (EA-DPP) allocates demands in active links, Energy Aware-Dedicated Path Protection with Mixing (EA-DPP-MixS) prevents primary paths to be formed by links that are already part of the protection paths and Energy Aware-Dedicated Path Protection with Differentation (EA-DPP-Dif) prevents mixing primary and protection paths through the same link. We observe that EA-DPP-Dif efficiently saved energy, however blocking probability has increased. EA-DPP-MixS reduced blocking rather than saved energy. At least, SP-DPP and EA-DPP are less efficient in reducing energy consumption. Hence, we propose a wider resource search routing, the in-depth routing, using each of these strategies. Thus, EA-DPP-Dif-In-depth decreased blocking probability while maintaining energy saving through sleep mode. In this work, we analyze the strategies performance for each network and evaluate the impact of energy saved on the blocking probability. Our in-depth routing strategy reduced the energy consumption up to 50%, decreasing blocking probability. However, the results are directly related with the network load and the specific properties of each network topology.

A interligação de várias redes de telecomunicação ampliou a cobertura, mas tornou a operabilidade entre elas complexa, principalmente por causa da arquitetura resultante, formada por várias camadas. Estas camadas lidam com protocolos e taxas de transmissão diferentes e com sinais elétricos e ópticos. Diante desse cenário, a alternativa usual de expandir os recursos proporcionalmente ao crescimento da demanda é inviável devido ao elevado custo. Assim, soluções eficientes que agregam os benefícios das tecnologias ópticas e eletrônicas na arquitetura de nós e no gerenciamento de tráfego tornaram-se uma necessidade importante no projeto, expansão e gerenciamento de redes de telecomunicação. Os nós que permitem a comutação de tráfego na camada óptica e eletrônica e a agregação de tráfego em várias granularidades têm sido empregados para fazer o melhor uso possível dos recursos disponíveis nas redes. Esses nós são conhecidos na literatura como MG-OXCs. Nessa pesquisa, foi proposta uma abordagem dos nós MG-OXCs de uma e três camadas com a inclusão de recursos como conversão de comprimento de onda e agregação de tráfego. Também foi proposto um método de cálculo do custo desses nós baseado no volume de utilização das portas. Posteriormente foram inseridos fatores de degradação do sinal óptico para a análise da camada física de redes com os nós MGOXCs. Adicionalmente, para o gerenciamento de tráfego, foi proposto um esquema de escolha de comprimentos de onda chamado de canal específico e um esquema de monitoramento baseado na intensidade de tráfego. A meta principal é a redução da probabilidade de bloqueio de solicitação de conexão. Em redes ópticas, os modelos de nós propostos conseguem diminuir o número de portas dos nós comutadores tradicionais além de realizar a comutação de tráfego de conexões de diferentes valores de largura de banda. O esquema do canal específico consegue melhorar a utilização da largura de banda dos comprimentos de onda e diminui a probabilidade de bloqueio e o esquema do monitoramento diminui o número de conexões bloqueadas devido ao aumento dos recursos. Resultados numéricos apresentados demonstram a potencialidade dos algoritmos propostos para gerenciar recursos e rotear o tráfego das redes de telecomunicação. / Integrating telecommunication networks has enlarged the coverage, but has made operations more complex, mainly because of the architecture, formed by various layers. These layers deal with different protocols and transmission rates, as well as electrical and optical signals. The usual alternative of expanding the resources proportionally to the demand is impractical due to the high cost. Therefore, efficient solutions which add to the benefits of optical and electronic technology in node architecture and traffic management are essential in the design, expansion and management of telecommunications networks. The nodes that enable traffic switching in the optical and electronic layer and traffic grooming have been used to make the best use of the available resources in the networks. These nodes are known as MG-OXCs. In this research, an approach based on MG-OXCs was proposed with one and three layers, which include the wavelength conversion and traffic grooming. Additionally, a method to calculate the node costs based on their use of ports was proposed. The work also considered optical signal impairments in order to analyze the network physical layer with MG-OXCs nodes. For the purpose of traffic management, a scheme which sets specific wavelengths for different bandwidths and a scheme which monitors the flow of traffic were proposed. The main aim is to reduce the blocking probability of connection requests. In optical networks, the node models proposed are able to reduce the number of ports used in usual optical cross connects and switch the traffic connections using different bandwidths. The scheme of setting specific wavelengths for different bandwidths improves the bandwidth use and the blocking probability. The scheme which monitors the flow of traffic achieves blocking probability reduction due to the increase in resources. The numerical results presented show the feasibility of the proposed algorithms to manage resources and switch traffic in telecommunication networks.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-08-04T12:22:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EstrategiaProjetoAtribuicao.pdf: 15607982 bytes, checksum: 4a52609a2c12d934a871cca61e899ccf (MD5) / Rejected by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br), reason: Item sem assunto. on 2014-08-07T16:41:54Z (GMT) / Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-09-10T16:40:19Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EstrategiaProjetoAtribuicao.pdf: 15607982 bytes, checksum: 4a52609a2c12d934a871cca61e899ccf (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-17T17:37:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EstrategiaProjetoAtribuicao.pdf: 15607982 bytes, checksum: 4a52609a2c12d934a871cca61e899ccf (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-17T17:37:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Tese_EstrategiaProjetoAtribuicao.pdf: 15607982 bytes, checksum: 4a52609a2c12d934a871cca61e899ccf (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / O sistema WDM (Wavelength Division Multiplexing) é considerado como uma tecnologia madura para ser usada no backbone de redes ópticas. Entretanto, encontrar uma solução ótima para o algoritmo de atribuição de comprimento de onda no projeto e operação destas redes, ainda é uma questão em aberto. A pesquisa realizada nesta tese aborda os principais aspectos relacionados ao processo de atribuição de comprimento de onda em sistemas WDM, e como resultado foi proposta uma metodologia que minimiza a degradação do sinal óptico gerada pela modulação de fase cruzada (XPM – Cross-Phase Modulation). Esta proposta é composta por uma metodologia híbrida baseada em Coloração de Grafo e Algoritmo Genético (AG), sendo que o primeiro tem a função de reduzir o número de comprimentos de onda necessários para atender a matriz de tráfego (que é fornecida a priori) e o último tem a função de encontrar a ordem de ativação de canais na grade de comprimentos de onda, com o objetivo de reduzir o efeito XPM. A proposta foi comparada com o algoritmo First-Fit em diferentes cenários e topologias de redes, e demonstrou uma considerável redução na probabilidade de bloqueio. / The system based on Wavelength Division Multiplex (WDM) has been considered as a mature technology to be used in the backbone of optical networks. However, finding an optical solution for Routing and Wavelength Assignment (RWA) algorithm in the design and operation of the networks remains an open issue. The research conducted in this thesis, addresses the main issues regarding the process of Wavelength Assignment (RWA) in WDM systems, and as result a methodology that minimizes the degradation of the optical signal generated by Cross-Phase Modulation (XPM), has been proposed. This proposal consists of a hybrid methodology based on Graph-Coloring and Genetic Algorithm (GA), where the first has the function of reducing the number of necessary wavelengths to meet the traffic matrix (known a priori), and the latter will find the cannels activation order on the wavelengths grid with the aim of reducing the XPM effect. This proposal was compared with the First-Fit algorithm in different scenarios and network topologies, and has shown a significant reduction in blocking probability.