Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2015-11-25T16:46:09Z No. of bitstreams: 1 2015_TiagoCarneiroDeLima.pdf: 1670349 bytes, checksum: 763194bab62f915e103eedd34252d14a (MD5) / Approved for entry into archive by Marília Freitas(marilia@bce.unb.br) on 2016-01-25T13:31:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_TiagoCarneiroDeLima.pdf: 1670349 bytes, checksum: 763194bab62f915e103eedd34252d14a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-25T13:31:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_TiagoCarneiroDeLima.pdf: 1670349 bytes, checksum: 763194bab62f915e103eedd34252d14a (MD5) / Este trabalho avalia o impacto de transceptores de taxa de código variável em redes WDM sem compensação óptica de dispersão cromática e com espaçamento de 50 GHz entre canais na banda-C. A análise quantitativa baseou-se em três topologias representativas - redes alemã, europeia e americana - com respeito ao custo, à capacidade e à sobrevivência. O canal óptico foi modelado de acordo com os parâmetros de transmissão amplificada sobre fibra monomodo padrão, limitado essencialmente pelo ruído de emissão espontânea amplificada e pela interferência não-linear do efeito Kerr. O modelo analítico de ruído Gaussiano branco aditivo - modelo GN - e alguns fundamentos de teoria da informação foram utilizados para avaliar o alcance transparente de sistemas ópticos com modulação multinível, com multiplexação de polarização e codificação de canal ideal. Dois cenários hipotéticos de transmissão com modulação codificada foram considerados: um com tecnologia de transmissão mais conservadora, e outro com hipóteses mais agressivas. Verificou-se que os transceptores de taxa de código variável - comparados com os transceptores de taxa de código fixa operando a 100 Gb/s, 200 Gb/s e 400 Gb/s - possibilitam reduções de custo de até 52% em termos de quantidade média de transceptores por conexão, e de até 50% em termos de ocupação média de canais por conexão, dependendo do tipo de topologia, do cenário de transmissão e da taxa de transmissão líquida dos transceptores. Mostrou-se ainda que estes transceptores permitem o projeto de redes com habilidade de sobrevivência com o conceito de proteção suave. Esta técnica permite o projeto de rotas de proteção sem a necessidade de regeneração, sob penalidades de capacidade menores que 25%, em média. / This work evaluates the impact of variable-code-rate transceivers in WDM networks with uncompensated transmission and with 50-GHz-spaced channels in the C-band. The quantitative analysis was based on three representative topologies - German, European and American networks - in terms of cost, capacity and survivability. The optical channel was modeled in accordance with parameters of amplified transmission over standard single mode fiber, essencially limited by amplified spontaneous emission noise and by nonlinear interference due to the Kerr effect. The analytical model of additive white Gaussian noise - GN model - and some fundamentals of information theory were employed to assess the reach-versus-data-rate trade-off of optical systems with multilevel modulation, polarization multiplexing and ideal channel co- ding. Two hypothetical scenarios of coded modulated transmission were considered: one with a more conservative technology, and other with a more aggressive hypothesis. It was verified that variable-code-rate transceivers - compared to the fixed-code-rate transceivers operating at 100 Gb/s, 200 Gb/s and 400 Gb/s - allow cost savings up to 52% in terms of average number of transceivers per connection, and up to 50% in terms of average occupancy of channels per connection. It was also shown that these transceivers enable the design of resilient networks based on the concept of soft protection. This technique allows the design of protection paths without the requirement of regeneration, at capacity penalties lower than 25%, in average.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2016. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-08-17T14:01:10Z No. of bitstreams: 1 2016_LéiaSousadeSousa.pdf: 1916005 bytes, checksum: 3fdb04962d163e982b592e270c325ae6 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-10-24T11:53:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_LéiaSousadeSousa.pdf: 1916005 bytes, checksum: 3fdb04962d163e982b592e270c325ae6 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-24T11:53:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_LéiaSousadeSousa.pdf: 1916005 bytes, checksum: 3fdb04962d163e982b592e270c325ae6 (MD5) / A tecnologia das redes ópticas elásticas, EON (do inglês, Elastic Optical Networks), fornece as condições necessárias para o atendimento de múltiplas transferências de dados em massa, MBDT (do inglês, Multiple Bulk Data Transfer), por ser capaz de alocar circuitos ópticos dinâmicos e flexíveis adaptando-se às demandas. Este trabalho propõe soluções de alocação de circuitos em redes ópticas elásticas que são cientes das idiossincrasias das MBDTs em um cenário de ressincronização de bases de dados em redes que interconectam centros de dados. Os resultados obtidos mostram que soluções cientes da aplicação estabelecem três vezes mais atendimentos bem sucedidos de MBDTs em comparação com soluções convencionais. Além disso, o escalonamento dinâmico de requisições de aplicações dessa natureza permite que a aceitação continue ocorrendo quando o tráfego aumenta. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Elastic Optical Networks technology (EON) provides the necessary infrastructure to cope with Multiple Bulk Data Transfer (MBDT), being able to allocate dynamic and flexible optical circuits adapting itself to the demands. This work proposes solutions to circuit allocation in EON that are aware of the idiosyncrasies of MBDTs in a scenario of databases resynchronization in networks which interconnect data centers. The results obtained shows that the application-aware solutions establish up to three times more successful MBDTs calls if compared to conventional solutions.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-21T17:45:15Z No. of bitstreams: 1 2015_LucasRodriguesCosta.pdf: 3317653 bytes, checksum: 94d1e437b44e868ef2c3bc67bf4c7f61 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-28T19:21:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_LucasRodriguesCosta.pdf: 3317653 bytes, checksum: 94d1e437b44e868ef2c3bc67bf4c7f61 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T19:21:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_LucasRodriguesCosta.pdf: 3317653 bytes, checksum: 94d1e437b44e868ef2c3bc67bf4c7f61 (MD5) / A tecnologia de redes ópticas elásticas surge como uma solução promissora para o futuro da transmissão óptica de alta velocidade. Suas características proporcionam uma flexibilidade e escalabilidade superior na alocação de espectro para os diversos serviços emergentes acompanhando a crescente demanda do tráfego da Internet. Em redes ópticas elásticas as demandas de tráfego são transmitidas usando um número arbitrário de subportadoras OFDM, e um nível de modulação adequado, levando em conta a distância de transmissão. Esta dissertação descreve as principais características do paradigma de redes ópticas elásticas, apresenta as principais linhas de pesquisa encontradas na literatura e propõe soluções para o problema de roteamento e atribuição de espectro com modulação adaptativa (Routing, Modulation Level, and Spectrum Allocation - RMLSA) que visam potencializar o uso da modulação adaptativa com roteamento em múltiplos saltos para o cenário dinâmico de tráfego. Dentre as soluções propostas destacam-se (i) uma abordagem RMLSA que procura realizar a maior quantidade de agregação de tráfego possível usando os níveis de modulação mais altos da rede e (ii) a criação de um esquema de modulação adaptativa, acoplável a qualquer algoritmo RSA, que viabiliza o roteamento do tráfego através de múltiplos saltos na topologia virtual. Os resultados obtidos apresentam uma redução significativa na taxa de bloqueio para diversas soluções RSA da literatura sem comprometer a utilização dos recursos na rede. / The elastic optical networks technology emerges as a promising solution for the future of high-speed optical transmission. It provides flexibility and superior capability in spectrum allocation for the various emerging services along the increasing demand of Internet traffic. In Elastic Optical Networks the traffic demands are transmitted using an arbitrary number of OFDM sub carriers, and a suitable modulation level, taking into consideration the transmission distance. This dissertation describes the main characteristics of the Elastic Optical Network paradigm, presents the main areas of research in the literature and proposes solutions that solve the Routing, Level Modulation, and Spectrum Allocation (RMLSA) problem which seeks enhancing the use of adaptive modulation with multihop routing in the dynamic traffic scenario. Among the solutions developed stands out (i) an RMLSA approach that seeks to achieve the greatest possible amount of traffic grooming using the highest modulation levels in network and (ii) the creation of an adaptive modulation scheme, that work along with any RSA algorithm, that enables the multihop routing traffic. The results showed an important reduction in blocking rate for various RSA approaches from the literature without compromising the use of resources in the network.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, Departamento de Ciência da Computação, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-15T21:31:18Z No. of bitstreams: 1 2018_KaioAlexandredaSilva.pdf: 2474554 bytes, checksum: 88a0b31b510e4d312f7845227dd04f26 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-27T18:28:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_KaioAlexandredaSilva.pdf: 2474554 bytes, checksum: 88a0b31b510e4d312f7845227dd04f26 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-27T18:28:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_KaioAlexandredaSilva.pdf: 2474554 bytes, checksum: 88a0b31b510e4d312f7845227dd04f26 (MD5) Previous issue date: 2018-08-15 / O crescimento emergente do tráfego da Internet e a necessidade do aumento no desempenho das tecnologias de transmissão em fibra óptica fazem com que a rigidez das tecnologias de redes Wavelength Division Multiplexing (WDM) tradicionais não acomode as novas demandas, pois impõe taxas fixas para as transmissões, o que leva a redução da eficiência na utilização dos recursos da rede. O conceito de Elastic Optical Network (EON) surge como solução na literatura, por prover taxas de transmissões flexíveis que se adaptam às demandas. Nas Redes Ópticas Elásticas, Elastic Optical Network (EON), caminhos ópticos podem ser estabelecidos no momento da chegada de uma requisição ajustando-se da melhor forma à capacidade requerida, o que leva a criação de canais com largura de banda variada na rede. O processo de chegadas e partidas de requisições gera a fragmentação do espectro disponível, o que leva a uma distribuição não contínua de porções ociosas do espectro, resultando na diminuição das oportunidades de reutilização dos recursos de transmissão da rede. Esta dissertação discute o conceito de fragmentação de espectro em EON, apresenta e analisa as métricas propostas na literatura a fim de realizar a mensuração da fragmentação de espectro. Por fim, apresenta os resultados do estudo de avaliação de desempenho sobre a efetividade das mesmas em realizar a mensuração da fragmentação de espectro na EON. / The emerging growth of Internet traffic and the need for increased performance of fiberoptic transmission technologies mean that the rigidity of traditional Wavelength Division Multiplexing (WDM) networks does not accommodate the new demands as it imposes fixed charges for transmissions, which leads to reduced efficiency in the use of network resources. The concept of Elastic Optical Network (EON) emerges as a solution in the literature, by providing flexible transmission rates that adapt to the demands. In optical elastic networks, optical paths can be established at the moment of arrival of a request, adjusting itself to the required capacity, which leads to the creation of channels with varied bandwidth in the network. The process of arrival and departure of requests generates the fragmentation of the available spectrum, which leads to a non-continuous distribution of idle portions of the spectrum, resulting in a decrease in the opportunities for re-use of network transmission resources. This dissertation discusses the concept of spectrum fragmentation in EON, presents and analyzes the metrics proposed in the literature in order to perform the measurement of spectrum fragmentation. Finally, it presents the results of the performance evaluation study on their effectiveness in performing the measurement of spectrum fragmentation in the EON.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2010. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-06T21:31:08Z No. of bitstreams: 1 2010_SimoneCintraChagas.pdf: 3252466 bytes, checksum: 18d386caef9473a70d2203543a0c9670 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2011-06-06T21:31:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_SimoneCintraChagas.pdf: 3252466 bytes, checksum: 18d386caef9473a70d2203543a0c9670 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-06T21:31:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_SimoneCintraChagas.pdf: 3252466 bytes, checksum: 18d386caef9473a70d2203543a0c9670 (MD5) / O problema de Roteamento e Alocação de Comprimentos de Onda em redes WDM consiste em encontrar uma rota entre um nó origem e um nó destino e alocar comprimentos de onda livres e contínuos nesta rota. A maioria dos algoritmos de Roteamento e Alocação de Comprimentos de Onda propostos na literatura obedecem a restrição de continuidade. Essa restrição pode ser eliminada com a utilização de conversores de comprimentos de onda (CCO-Conversores de Comprimentos de Onda). No entanto, esses equipamentos ainda são considerados muito caros e sua implementação não é trivial. A principal contribuição deste trabalho é propor um Algoritmo de Roteamento e Alocação de Comprimentos de Onda Distribuído que possua desempenho equiparável aos RWAs centralizados propostos na literatura. A segunda contribuição deste trabalho é propor um mecanismo de posicionamento de conversores de comprimentos de onda. Com base nas simulações e análises realizadas pode ser comprovado que o novo algoritmo de Roteamento e Alocação de Comprimentos de Onda distribuído proposto possui desempenho equiparável a outros algoritmos com custo computacional superior. No algoritmo proposto, as requisições são atendidas sob-demanda e o custo computacional do mesmo consiste no custo das mensagens geradas pelo algoritmo de inundação. Esta técnica é utilizada para descoberta das rotas. O mecanismo de Roteamento e Alocação de Comprimentos foi analisado em conjunto com a heurística de posicionamento de conversores distribuído. Os resultados mostram que a utilização de conversores no novo algoritmo de Roteamento e Alocação de Comprimentos de Onda Distribuído proposto melhora consideravelmente o desempenho. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The Routing and Wavelength Assignment (RWA) problem asks to find a path from a source node to a destination node obeying the continuity restriction. The continuity restriction asks to find a free and continuos wavelength throughout the path. The continuity restriction is usually considered when solving the RWA problem. Although such restriction can be eliminating by the addition of wavelength converters (WC), their cost is usually a limiting factor. The main contribution of this work is to propose an RWA solution having the following properties: distributed, having similar performance of a centralized approach, reduced complexity. The second main contribution of this work is to propose an scheme to define the best location to place the wavelength converters in the case where the number of WC is less than the number of nodes. The simulation results have shown that the proposes schemes have a performance similar to other more complex strategies even when no WCs are employed. When the proposed RWA is used in conjunction with the WC placement scheme, the performance improves considerably.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008. / Submitted by Kelly Marques (pereira.kelly@gmail.com) on 2009-10-30T19:36:09Z No. of bitstreams: 1 2008_AlexandrePiqueira.pdf: 1919215 bytes, checksum: 870260cb82b8eb38fe69b000d99be69f (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-11-10T11:11:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_AlexandrePiqueira.pdf: 1919215 bytes, checksum: 870260cb82b8eb38fe69b000d99be69f (MD5) / Made available in DSpace on 2009-11-10T11:11:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_AlexandrePiqueira.pdf: 1919215 bytes, checksum: 870260cb82b8eb38fe69b000d99be69f (MD5) Previous issue date: 2008-10-30 / Redes de transmissão ópticas, de última geração, como a ASON – Automatic Switched Optical Network, proporcionam facilidades de operação, robustez às redes e novos desafios para os projetistas. Projetar redes ópticas de transmissão de dados, capazes de suportar múltiplas falhas com o menor custo possível e utilizando métodos de proteção aplicados em uma topologia em malha, é uma tarefa complexa que requer auxílio computacional. Esta complexidade resulta da análise obrigatória de cada uma das centenas, ou até milhares, de rotas possíveis para se levar demandas de tráfego de cada par “origemdestino”, visando encontrar a melhor distribuição, reduzindo a quantidade de banda a ser provisionada para fins de recuperação de falhas. O modelo de distribuição de tráfego proposto foi baseado em um híbrido entre proteção de caminho, 1:1 ou 1+1, e recuperação de falha através de reroteamento. Conhecido como PRC – Proteção e Restauração Combinadas, quando há uma combinação de falhas que interrompa o tráfego, a restauração de Caminho é acionada para aprovisionar automaticamente uma nova rota entre os nós de origem e de destino. Os resultados das simulações indicam que, para se alcançar valores máximos de recuperação contra duplas falhas, a conectividade entre os nós da rede é o mais importante. Em redes de topologias aleatórias com grau de conectividade médio pouco abaixo de 3, a proteção de caminho apresentou baixa imunidade à dupla falha de enlaces, em torno de 68% a 72%, e baixa reserva de banda, enquanto que a Proteção e Restauração Combinadas apresentam 90-97% de imunidade e reserva de banda cerca de 47% maior que o encontrado anteriormente. Para reduzir a quantidade de banda reservada para recuperação após dupla falha de enlaces, criamos o modelo PRC-RE, Proteção e Restauração Combinadas – Reuso de Enlace, e alcançamos a mesma imunidade do PRC, porém, com reserva de banda entre 16% e 25% maior que a alcançada pela proteção de caminho. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The latest generation optical transmission networks, such as ASON - Automatic Switched Optical Network, provide facilities for operation, robustness to networks and new challenges for designers. Designing optical networks for data transmission, capable of supporting multiple failures with minimal cost using methods of protection applied in a mesh topology, is a complex task that requires computer aid. This complexity result from mandatory review of each hundreds or even thousands, of possible routes to take traffic demands of each pair "origin-destination", aimed at finding the best distribution, reducing the amount of bandwidth to be provisioned for failures recover. The traffic distribution model proposed was based on a hybrid between path protection, 1:1 and 1 +1, and failure recovery through rerouting. In PRC - Protection and Restoration Combined, when there is a combination of failures that disrupts traffic, the path restoration process is automatically triggered to supply a new route between the nodes of origin and destination. Simulations results indicate that to achieve maximum recovery from double failures, the connectivity between the nodes of the network is the most important. In Random networks topologies with a degree of connectivity average just under 3, the path protection had low immunity to the double failures of links, around 68% to 72%, and low bandwidth allocation, while the Protection and Restoration Combined have 90-97% of immunity and bandwidth allocation about 47% higher than the previously found. To reduce the amount of bandwidth reserved for recovery after links double failures, created the model PRC-RE, Proteção e Restauração Combinadas – Reuso de Enlace, and achieve the same immunity of the PRC, however, with reservation of bandwidth between 16% and 25 % higher than that achieved by path protection.

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