CARDOSO, L. S. Análise de desempenho do emprego do multi-acesso em redes compostas por sistema celular de terceira geração e rede local sem fio. 2006. 107 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2006. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-04-04T18:43:32Z No. of bitstreams: 1 2006_dis_lscardoso.pdf: 703370 bytes, checksum: a79d6bb866018e15b8a0f3183c1b769a (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-04-06T18:18:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2006_dis_lscardoso.pdf: 703370 bytes, checksum: a79d6bb866018e15b8a0f3183c1b769a (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-06T18:18:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2006_dis_lscardoso.pdf: 703370 bytes, checksum: a79d6bb866018e15b8a0f3183c1b769a (MD5) Previous issue date: 2006-08-13 / With the increasing demands for data services over the cellular networks, their operators are faced with the issue of providing the requested capacities while maintaining the service quality levels. The Multi-Access (MA) networks can be a cost effective way of raising those capacities, as it provides means to aggregate radio resources from the adopted Radio Access technologies (RATs) involved. Although the MA concept seems very promising, the gains concerning its adoption are not quite clear. These gains can come from different sources, such as from the inclusion of a second RAT itself and from the adoption of a suitable Access Selection (AS) procedure. The former concerns the gains available with the increase in the amount of radio resources while the latter concerns the ones available with a more suitable distribution of users among the RATs. This work aims to clarify the gains concerning the usage of the WLAN IEEE 802.11a in addition to the UTRAN, both in the homogeneous user distribution and hotspot cases, while employing the MA framework as the enabling technology. It also looks into the characteristics of some AS procedures based on coverage, user bit rate, estimated RAT throughput and mixed (user bit rate and load), aiming at clarifying which ones provide the best performance. The evaluation is based on a dynamic system-level multi-access simulator, comprised of a good and detailed level of the modeling concerning the involved technologies and concepts. Results show that considering the assumptions and modeling, significant capacity gains can be achieved when using intelligent AS algorithms in the UTRAN-WLAN MA networks. / Com as crescentes demandas pela provisão de serviços de dados em redes celulares, seus operadores tem arcado com os problemas de acomodar as crescentes capacidades enquanto mantém os níveis de qualidade de serviço. As redes de Multi-Acesso (MA) constituem uma maneira eficiente de oferecer estas capacidades, já que oferecem maneiras de agregar os recursos de rádio das Tecnologias de Acesso de Radio (RATs)1 empregadas. Apesar do conceito de Multi-Acesso ser interessante, os ganhos providos por sua adoção não são claros. Tais ganhos podem vir de diferentes fontes, tais como, a inclusão de uma nova RAT e do emprego de procedimentos de Seleção de Acesso (AS) adequados. A primeira fonte diz respeito aos ganhos disponibilizados pelo acréscimo de recursos de rádio, enquanto a segunda diz respeito à melhor distribuição dos usuários as RATs. Este trabalho visa tornar claro o ganho envolvido na adição de uma Rede Local Sem Fio (WLAN) 802.11a a uma UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), tanto para uma distribuição de usuários homogênea quanto para uma situação de hotspot, empregando o conceito de redes de MA como tecnologia habilitadora. Também entra em detalhes sobre as características de alguns procedimentos de AS2 baseados em cobertura, taxa de transmissão do usuário, vazão estimada da RAT e mista (taxa de transmissão e carga), tentando apontar quais fornecem os melhores desempenhos. A avaliação é baseada em simulações dinâmicas e sistêmicas que contam com modelagem detalhada das tecnologias e conceitos envolvidos. Os resultados mostram que, considerando a modelagem e pré-suposições, ganhos significativos podem ser conseguidos usando algoritmos de AS inteligentes no cenário do MA envolvendo as redes UTRAN e WLAN.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:42:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7428_1.pdf: 1890812 bytes, checksum: ca740163ef7a37aa6d830c4f10666132 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2004 / Com a privatização do Sistema Telebrás em 29 de julho de 1998, a TELEMAR orientada para atender ao Plano Geral de Metas de Qualidade para o Serviço Telefônico Comutado definidas pela Agência Nacional de Telecomunicações ANATEL, adotou um novo modelo de gestão para a manutenção da rede de acesso, transferindo para as empresas prestadoras de serviços todas as atividades de instalação e manutenção de redes de acesso em Pernambuco. A rapidez no atendimento, a qualidade da mão-de-obra, os custos operacionais entre outros, são fatores que têm relação com a produtividade. Os gestores e técnicos deste setor vêm admitindo que a baixa produtividade é o elemento desencadeante do processo de renovação das empresas contratadas pela TELEMAR. Assim, a grande motivação deste trabalho é a preocupação com a renovação empresarial que vem crescendo e comprometendo a permanência destas empresas operando no mercado de telecomunicações. Com base nestas informações, foi elaborado um plano de ação, propondo melhorias para o processo de reparo de terminais telefônicos. A partir da fundamentação teórica e da pesquisa de campo foram estabelecidos os pilares e a base de sustentação para dar suporte ao gerenciamento do processo de reparo de terminais telefônicos. Por fim, a proposta de melhoria do processo de reparo de terminais telefônicos visa promover mudanças em três níveis: gerencial, relacionamento com os clientes e estrutura organizacional, objetivando: eliminar as perdas, diminuir o lead time de atendimento aos clientes, diminuir os custos operacionais e aumentar os índices de produtividade empresarial

[pt] A presente dissertação tem como objetivo avaliar as mudanças que estão ocorrendo nas arquiteturas das redes ópticas dos operadores de telecomunicações para adequarem-se aos novos serviços oferecidos aos usuários. Esses serviços demandam cada vez mais flexibilidade, confiabilidade e capacidade de todos os níveis das redes ópticas, desde o acesso até os backbones metropolitanos e de longa distância, passando pelas redes de agregação. No acesso, a principal transformação é a extensão da fibra óptica para pontos cada vez mais próximos do usuário, utilizando-se de tecnologia PON (Passive Optical Network), de maneira a oferecer maior banda permitindo a diversificação de serviços e aplicações, como vídeo de alta definição com interatividade. No backbone metropolitano também são verificadas importantes mudanças, implicando a necessidade de capacidades de transporte cada vez maiores (múltiplos lambdas de 40 Gbps ou 100 Gbps) com uso de DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) e OTN (Optical Transport Network), com roteamento de lambda no nível óptico por meio do uso de ROADM (Reconfigurable Add-Drop Multiplexer) e switching eletrônico também suportado pela OTN. Essa rede de elevada capacidade conecta-se diretamente às redes de acesso ou redes coletoras ou de agregação, aptas a transportar de forma eficiente tráfego baseado em pacotes. Nesse contexto, substituem-se as soluções tradicionais baseadas em TDM (Time Division Multiplexing) por soluções mais adaptadas ao transporte de pacotes e que garantam qualidade de serviço. Essa mesma rede de alta capacidade metropolitana também deve fazer interface com as redes de transmissão regionais e interurbanas de longa distância. O trabalho dará especial atenção às topologias de rede de acesso e backbone metropolitano descritas acima, comparando arquiteturas e investimentos associados. / [en] This dissertation aims to evaluate the changes that are occurring in the telecom operators’ optical network infrastructures to suit to the new services offered to their customers. These services demand increasingly flexibility, reliability and capacity from all optical network layers, from access to long-haul and metropolitan backbone, including aggregation layer. On access, the main transformation is the extension of the optical fiber to points closer to the customers using PON (Passive Optical Networks) technologies in order to offer higher bandwidths. With this strategy it is possible to enable applications and services diversification, like interactivity high definition video. It is also verified important changes on the metropolitan backbone. It is observed the need of improving the transport capacity (multiple 40 Gbps or 100 Gbps wavelengths) using DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing) and OTN (Optical Transport Network), with wavelength routing using ROADM (Reconfigurable Add-Drop Multiplexer) and electronic switching. This high-capacity network is connected directly to the access or aggregation networks, which are able to efficiently carry packet-based traffic. In this context, traditional solutions based on TDM (Time Division Multiplexing) are replaced by solutions best adapted for packet transport with reliable quality of service. This same high-capacity metropolitan network should also be connected with the regional and longhaul networks. This work will give special attention to the access network topologies and metro backbone described above, comparing architectures and related investments.

nÃo hà / Com as crescentes demandas pela provisÃo de serviÃos de dados em redes celulares, seus operadores tem arcado com os problemas de acomodar as crescentes capacidades enquanto mantÃm os nÃveis de qualidade de serviÃo. As redes de Multi-Acesso (MA) constituem uma maneira eficiente de oferecer estas capacidades, jà que oferecem maneiras de agregar os recursos de rÃdio das Tecnologias de Acesso de Radio (RATs)1 empregadas. Apesar do conceito de Multi-Acesso ser interessante, os ganhos providos por sua adoÃÃo nÃo sÃo claros. Tais ganhos podem vir de diferentes fontes, tais como, a inclusÃo de uma nova RAT e do emprego de procedimentos de SeleÃÃo de Acesso (AS) adequados. A primeira fonte diz respeito aos ganhos disponibilizados pelo acrÃscimo de recursos de rÃdio, enquanto a segunda diz respeito à melhor distribuiÃÃo dos usuÃrios as RATs. Este trabalho visa tornar claro o ganho envolvido na adiÃÃo de uma Rede Local Sem Fio (WLAN) 802.11a a uma UMTS Terrestrial Radio Access Network (UTRAN), tanto para uma distribuiÃÃo de usuÃrios homogÃnea quanto para uma situaÃÃo de hotspot, empregando o conceito de redes de MA como tecnologia habilitadora. TambÃm entra em detalhes sobre as caracterÃsticas de alguns procedimentos de AS2 baseados em cobertura, taxa de transmissÃo do usuÃrio, vazÃo estimada da RAT e mista (taxa de transmissÃo e carga), tentando apontar quais fornecem os melhores desempenhos. A avaliaÃÃo à baseada em simulaÃÃes dinÃmicas e sistÃmicas que contam com modelagem detalhada das tecnologias e conceitos envolvidos. Os resultados mostram que, considerando a modelagem e prÃ-suposiÃÃes, ganhos significativos podem ser conseguidos usando algoritmos de AS inteligentes no cenÃrio do MA envolvendo as redes UTRAN e WLAN. / With the increasing demands for data services over the cellular networks, their operators are faced with the issue of providing the requested capacities while maintaining the service quality levels. The Multi-Access (MA) networks can be a cost effective way of raising those capacities, as it provides means to aggregate radio resources from the adopted Radio Access technologies (RATs) involved. Although the MA concept seems very promising, the gains concerning its adoption are not quite clear. These gains can come from different sources, such as from the inclusion of a second RAT itself and from the adoption of a suitable Access Selection (AS) procedure. The former concerns the gains available with the increase in the amount of radio resources while the latter concerns the ones available with a more suitable distribution of users among the RATs. This work aims to clarify the gains concerning the usage of the WLAN IEEE 802.11a in addition to the UTRAN, both in the homogeneous user distribution and hotspot cases, while employing the MA framework as the enabling technology. It also looks into the characteristics of some AS procedures based on coverage, user bit rate, estimated RAT throughput and mixed (user bit rate and load), aiming at clarifying which ones provide the best performance. The evaluation is based on a dynamic system-level multi-access simulator, comprised of a good and detailed level of the modeling concerning the involved technologies and concepts. Results show that considering the assumptions and modeling, significant capacity gains can be achieved when using intelligent AS algorithms in the UTRAN-WLAN MA networks.

Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Electrotécnica e de Computadores. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by JOSIANE SANTOS DE OLIVEIRA (josianeso) on 2018-05-11T12:40:43Z No. of bitstreams: 1 Felipe Rabuske Costa_.pdf: 3408830 bytes, checksum: 25a67ecb02629c811b5f305a1f2e3d27 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-11T12:40:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe Rabuske Costa_.pdf: 3408830 bytes, checksum: 25a67ecb02629c811b5f305a1f2e3d27 (MD5) Previous issue date: 2018-02-28 / Nenhuma / Estima-se que até o ano de 2020, cerca de 50 bilhões de dispositivos móveis estarão conectados a redes sem fio e que 78% de todo o tráfego de dados gerado por esse tipo de dispositivos será conteúdo multimídia. Essas estimativas fomentam o desenvolvimento da quinta geração de redes móveis (5G). Uma das arquiteturas mais recentemente proposta, chamada de Fog Radio Access Networks (F-RAN), dá aos componentes localizados na borda da rede poder de processamento e armazenamento endereçados às atividades da rede. Um dos principais problemas dessa arquitetura é o intenso tráfego de dados no seu canal de comunicação centralizado chamado fronthaul, utilizado para conectar as antenas (F-APs) à rede externa. Dado esse contexto, esse trabalho apresenta o Nuoxus, um modelo de caching de conteúdo multimídia voltado para F-RANs que visa amenizar esse problema. Ao armazenar esse tipo de conteúdo nos nós de rede mais próximos ao usuário, o número de acessos concorrentes ao fronthaul é reduzido, sendo esse um dos fatores agravantes na latência de comunicação na rede. O Nuoxus pode ser executado em qualquer nó da rede que possua capacidade de armazenamento e processamento, ficando responsável por gerenciar o caching de conteúdo desse nó. Sua política de substituição de conteúdo utiliza a similaridade de requisições entre os nós filhos e o restante da rede como um fator para definir a relevância de armazenar o conteúdo requisitado em cache. Além disso, utilizando esse mesmo processo, o Nuoxus sugere, de forma proativa, aos demais nós filhos que apresentam um alto grau de similaridade que façam o caching desse conteúdo, visando um possível futuro acesso. A análise do estado da arte demonstra que até o momento não existe nenhum outro trabalho que explore o histórico de requisições para fazer caching de conteúdo em arquiteturas multicamadas para redes sem fio de forma proativa e sem utilizar algum componente centralizado para fazer coordenação e predição de caching. A fim de comprovar a eficiência do modelo, foi desenvolvido um protótipo utilizando o simulador ns-3. Os resultados obtidos demostram que a utilização do Nuoxus foi capaz de reduzir a latência de rede em cerca de 29.75%. Além disso, quando comparado com outras estratégias de caching, o número de acesso à cache dos componentes de rede aumentou em 53.16% em relação à estratégia que obteve o segundo melhor resultado. / It is estimated that by the year 2020, about 50 billion mobile devices will be connected to wireless networks and 78% of the data traffic of this kind of device will be multimedia content. These estimates foster the development of the 5th generation of mobile networks (5G). One of the most recently proposed architectures, named Fog Radio Access Networks or F-RAN, gives the components located at the edge of the network the processing power and storage capacity to address network activities. One of the main problems of this architecture is the intense data traffic in its centralized component named fronthaul, which is used to connect the antennas (FAPs) to the external network. Given this context, we propose Nuoxus, a multimedia content caching model for F-RANs that aims to mitigate this problem. By storing the content in the nodes closest to the user, the number of concurrent accesses to the fronthaul is reduced, which decreases the communication latency of the network. Nuoxus can run on any network node that has storage and processing capacity, becoming the responsible for managing the cache of that node. Its content replacement policy uses the similarity of requests between the child nodes and the rest of the network as a factor to decide the relevance of storing the requested content in the cache. Furthermore, by using this same process, Nuoxus proactively suggests to the child nodes whose degree of similarity is high to perform the caching of the content, assuming they will access the content at a future time. The State-of-the-art analysis shows that there is no other work that explores the history of requests to cache content in multi-layer architectures for wireless networks in a proactive manner, without using some centralized component to do coordination and prediction of caching. To demonstrate the efficiency of the model, a prototype was developed using the ns 3 simulator. The results obtained demonstrate that the use of Nuoxus reduced network latency in 29.75%. In addition, when compared to other caching strategies, the cache hit increased by 53.16% when compared to the strategy that obtained the second-best result.

As redes de telecomunicações se dividem em redes de longa distância, redes metropolitanas e redes de acesso. As redes de longa distância e metropolitana usufruem a alta capacidade de largura de banda da fibra óptica, enquanto nas redes de acesso há um gargalo de largura de banda por causa do uso de pares de fios e cabo coaxial. Para solucionar este problema e oferecer aos usuários acesso banda larga de baixo custo foram propostas as redes ópticas passivas (passive optical network - PON). A PON é formada por dois elementos básicos, a unidade de rede óptica (optical network unit - ONU), localizada perto dos assinantes, e o terminal de linha óptica (optical line terminal - OLT), localizado próximo ao provedor de serviços. Dentre os padrões disponíveis para redes PON, o Ethernet (EPON), padronizado pelo grupo IEEE 802.3ah, é opção atraente porque ele é bastante difundido nas redes locais. O protocolo de controle multiponto (multipoint control protocol - MPCP), já especificado, é responsável pelo controle de acesso ao meio, fornecendo infra-estrutura de sinalização para transmissão entre OLT e ONUs. Entretanto, o algoritmo de alocação de largura de banda, que realiza o controle de acesso ao meio com base no MPCP, foi considerado fora do escopo de trabalho do grupo de trabalho, permitindo que seja desenvolvido pelos fornecedores de equipamentos. Neste trabalho, arquiteturas de rede EPON e o protocolo MPCP são descritos e algoritmos de alocação de largura de banda são avaliados mediante simulação computacional. São abordados os algoritmos de alocação de largura de banda que integram multiplexação estatística e técnicas para o suporte a classes de serviços diferenciados, com base no esquema de multiplexação por divisão no tempo (time division multiplexing - TDM). Algoritmos que integram a multiplexação por divisão em comprimento de onda (wavelength division multiplexing - WDM) à arquitetura EPON TDM são também investigados. Os algoritmos WDM-TDM permitem a atualização progressiva da EPON que emprega o esquema TDM para WDM. / Telecommunication networks are divided into core, metropolitan and access networks. The core and metropolitan networks use high capacity bandwidth optical fibers, while the access networks have bandwidth bottlenecks because of the use of twisted-pair wires and coaxial cable. To solve this problem and to offers the users broadband access at low cost the use of passive optical networks (PON) is proposed. A PON is formed by two basic elements, the optical network unit (ONU), positioned close to the customers and the optical line terminal (OLT), located close to the service provider. Within the available standards for PON networks, the Ethernet (EPON), standardised by the IEEE group 802.3ah, is an attractive option because it is already widely used in local networks. The multipoint control protocol (MPCP), already specified, is responsible for the media access control, providing signaling infrastructure for transmission between OLT and ONUs. However, the bandwidth allocation algorithm, that controls access based on MPCP, was considered outside the scope of the work group, permitting that this be developed by equipment providers. In this work, EPON architectures and the MPCP protocol are described and bandwidth allocation algorithms are evaluated with computational simulation. Bandwidth allocation algorithms which integrate statistical multiplexing and techniques to support for differentiated classes of service, based on time division multiplexing (TDM) scheme are investigated. Algorithms that integrate wavelength division multiplexing (WDM) to the EPON TDM architecture are also investigated. The WDM-TDM algorithms permit the progressive upgrade of EPON based TDM to WDM schemes.

As futuras redes de acesso sem-fio, como a quinta geração de telefonia celular (5G), estão introduzindo e consolidando diversas tecnologias, tais como a operação em ondas milimétricas, picocélulas e o emprego massivo de antenas para diversidade espacial e temporal. Todas essas mudanças trazem desafios para a capacidade dos enlaces presentes nessas redes, como o backhaul e fronthaul. Nas últimas gerações, o ifronthaul tem utilizado Rádio-sobre-Fibra Digital (D-RoF, Digital Radio-over Fiber). Entretanto, neste novo paradigma, o processo de digitalização pode vir a consumir uma largura de banda excessiva e a transmissão analógica dos sinais de RF sobre a fibra se torna uma solução mais atrativa. Ao mesmo tempo, WDM-PON (Wavelength-Division-Multiplexing Passive-Optical-Network) é uma proeminente alternativa para o futuro das PONs, especialmente considerando o seu emprego como fronthaul. Para reduzir a necessidade de diversos transmissores diferentes, várias técnicas de auto-alimentação para obtenção de fontes ópticas agnósticas em comprimento de onda têm sido propostas. O presente trabalho faz um estudo de topologias de auto-alimentação com dupla cavidade para operarem como fronthaul analógico nas futuras redes de acesso sem-fio. Simulações numéricas utilizando o software Optisystem demonstram a viabilidade destas topologias em diversos cenários previstos para estas redes de acesso, especialmente considerando a operação em ondas milimétricas. Transmissões bem sucedidas foram obtidas para sinais ASK, M-PSK e M-QAM em frequências de microondas (1,25, 2,5 e 5 GHz) e ondas milimétricas (38 e 60 GHz) com vazões de 155 Mbps a 10 Gbps utilizando modulação direta e modulação externa. / Future radio access networks, such as the fifth generation mobile network (5G), are introducing and consolidating disruptive technologies, such as millimeter wave operation, dense picocell coverage and massive use of antennas for spatial and temporal diversity. These new technologies present a challenge for the capacity of the links that are present on these networks, including backhaul and fronthaul. In the latest cellular network generations, the fronthaul was typically implemented by Digital Radio-over-Fiber (D-RoF) technique. However, in this future context, the digitalization process would require a prohibitive bandwidth and the analog transmission of RF signals over the fiber can be a more attractive solution when compared to D-RoF. At the same time, Wavelength-Division-Multiplexing PON (WDM-PON) is prominent alternative for the future of PONs, especially considering its use as fronthaul. In order to avoid employing numerous distinct transmitters, several self-seeding techniques have been proposed to achieve colorless optical sources. This dissertation presents a numerical study of double-cavity self-seeding topologies to serve as analog fronthaul for future radio access networks. Numerical simulations using the software Optisystem demonstrate the feasibility of these topologies in various scenarios envisioned for these access networks, especially considering operation in millimeter waves. Successful transmission was achieved for ASK, M-PSK and M-QAM signals at microwave (1.25, 2.5 and 5 GHz) and millimeter wave (38 and 60 GHz) frequencies with throughput of 155 Mbps to 10 Gbps using direct and external modulation.

As redes de telecomunicações se dividem em redes de longa distância, redes metropolitanas e redes de acesso. As redes de longa distância e metropolitana usufruem a alta capacidade de largura de banda da fibra óptica, enquanto nas redes de acesso há um gargalo de largura de banda por causa do uso de pares de fios e cabo coaxial. Para solucionar este problema e oferecer aos usuários acesso banda larga de baixo custo foram propostas as redes ópticas passivas (passive optical network - PON). A PON é formada por dois elementos básicos, a unidade de rede óptica (optical network unit - ONU), localizada perto dos assinantes, e o terminal de linha óptica (optical line terminal - OLT), localizado próximo ao provedor de serviços. Dentre os padrões disponíveis para redes PON, o Ethernet (EPON), padronizado pelo grupo IEEE 802.3ah, é opção atraente porque ele é bastante difundido nas redes locais. O protocolo de controle multiponto (multipoint control protocol - MPCP), já especificado, é responsável pelo controle de acesso ao meio, fornecendo infra-estrutura de sinalização para transmissão entre OLT e ONUs. Entretanto, o algoritmo de alocação de largura de banda, que realiza o controle de acesso ao meio com base no MPCP, foi considerado fora do escopo de trabalho do grupo de trabalho, permitindo que seja desenvolvido pelos fornecedores de equipamentos. Neste trabalho, arquiteturas de rede EPON e o protocolo MPCP são descritos e algoritmos de alocação de largura de banda são avaliados mediante simulação computacional. São abordados os algoritmos de alocação de largura de banda que integram multiplexação estatística e técnicas para o suporte a classes de serviços diferenciados, com base no esquema de multiplexação por divisão no tempo (time division multiplexing - TDM). Algoritmos que integram a multiplexação por divisão em comprimento de onda (wavelength division multiplexing - WDM) à arquitetura EPON TDM são também investigados. Os algoritmos WDM-TDM permitem a atualização progressiva da EPON que emprega o esquema TDM para WDM. / Telecommunication networks are divided into core, metropolitan and access networks. The core and metropolitan networks use high capacity bandwidth optical fibers, while the access networks have bandwidth bottlenecks because of the use of twisted-pair wires and coaxial cable. To solve this problem and to offers the users broadband access at low cost the use of passive optical networks (PON) is proposed. A PON is formed by two basic elements, the optical network unit (ONU), positioned close to the customers and the optical line terminal (OLT), located close to the service provider. Within the available standards for PON networks, the Ethernet (EPON), standardised by the IEEE group 802.3ah, is an attractive option because it is already widely used in local networks. The multipoint control protocol (MPCP), already specified, is responsible for the media access control, providing signaling infrastructure for transmission between OLT and ONUs. However, the bandwidth allocation algorithm, that controls access based on MPCP, was considered outside the scope of the work group, permitting that this be developed by equipment providers. In this work, EPON architectures and the MPCP protocol are described and bandwidth allocation algorithms are evaluated with computational simulation. Bandwidth allocation algorithms which integrate statistical multiplexing and techniques to support for differentiated classes of service, based on time division multiplexing (TDM) scheme are investigated. Algorithms that integrate wavelength division multiplexing (WDM) to the EPON TDM architecture are also investigated. The WDM-TDM algorithms permit the progressive upgrade of EPON based TDM to WDM schemes.

As futuras redes de acesso sem-fio, como a quinta geração de telefonia celular (5G), estão introduzindo e consolidando diversas tecnologias, tais como a operação em ondas milimétricas, picocélulas e o emprego massivo de antenas para diversidade espacial e temporal. Todas essas mudanças trazem desafios para a capacidade dos enlaces presentes nessas redes, como o backhaul e fronthaul. Nas últimas gerações, o ifronthaul tem utilizado Rádio-sobre-Fibra Digital (D-RoF, Digital Radio-over Fiber). Entretanto, neste novo paradigma, o processo de digitalização pode vir a consumir uma largura de banda excessiva e a transmissão analógica dos sinais de RF sobre a fibra se torna uma solução mais atrativa. Ao mesmo tempo, WDM-PON (Wavelength-Division-Multiplexing Passive-Optical-Network) é uma proeminente alternativa para o futuro das PONs, especialmente considerando o seu emprego como fronthaul. Para reduzir a necessidade de diversos transmissores diferentes, várias técnicas de auto-alimentação para obtenção de fontes ópticas agnósticas em comprimento de onda têm sido propostas. O presente trabalho faz um estudo de topologias de auto-alimentação com dupla cavidade para operarem como fronthaul analógico nas futuras redes de acesso sem-fio. Simulações numéricas utilizando o software Optisystem demonstram a viabilidade destas topologias em diversos cenários previstos para estas redes de acesso, especialmente considerando a operação em ondas milimétricas. Transmissões bem sucedidas foram obtidas para sinais ASK, M-PSK e M-QAM em frequências de microondas (1,25, 2,5 e 5 GHz) e ondas milimétricas (38 e 60 GHz) com vazões de 155 Mbps a 10 Gbps utilizando modulação direta e modulação externa. / Future radio access networks, such as the fifth generation mobile network (5G), are introducing and consolidating disruptive technologies, such as millimeter wave operation, dense picocell coverage and massive use of antennas for spatial and temporal diversity. These new technologies present a challenge for the capacity of the links that are present on these networks, including backhaul and fronthaul. In the latest cellular network generations, the fronthaul was typically implemented by Digital Radio-over-Fiber (D-RoF) technique. However, in this future context, the digitalization process would require a prohibitive bandwidth and the analog transmission of RF signals over the fiber can be a more attractive solution when compared to D-RoF. At the same time, Wavelength-Division-Multiplexing PON (WDM-PON) is prominent alternative for the future of PONs, especially considering its use as fronthaul. In order to avoid employing numerous distinct transmitters, several self-seeding techniques have been proposed to achieve colorless optical sources. This dissertation presents a numerical study of double-cavity self-seeding topologies to serve as analog fronthaul for future radio access networks. Numerical simulations using the software Optisystem demonstrate the feasibility of these topologies in various scenarios envisioned for these access networks, especially considering operation in millimeter waves. Successful transmission was achieved for ASK, M-PSK and M-QAM signals at microwave (1.25, 2.5 and 5 GHz) and millimeter wave (38 and 60 GHz) frequencies with throughput of 155 Mbps to 10 Gbps using direct and external modulation.