Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2015. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2016-02-16T14:01:50Z No. of bitstreams: 1 2015_RubenOrtegaBlanco.pdf: 78834010 bytes, checksum: 3420abfa3f7efe2d616b97f09d14ff70 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-02-19T21:04:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_RubenOrtegaBlanco.pdf: 78834010 bytes, checksum: 3420abfa3f7efe2d616b97f09d14ff70 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-19T21:04:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_RubenOrtegaBlanco.pdf: 78834010 bytes, checksum: 3420abfa3f7efe2d616b97f09d14ff70 (MD5) / O objetivo do seguinte trabalho é determinar um modelo matemático que permita-nos obter a Relação Sinal Ruído mais Interferência (SNIR do Inglês Signal-to-Noise plus Interference Ratio), a Taxa de Erro de Bits (BER do Inglês Bit Error Rate) de um salto e a Taxa de Erro de Bits fim-a-fim numa rede acústica submarina. Com esse propósito foi desenvolvido um modelo matemático que permite o cálculo destes parâmetros considerando a interferência para o protocolo de acesso ao meio (MAC do Inglês Medium Access Control) ALOHA puro. Também foi necessário desenvolver antes diferentes parâmetros da rede, tais como, distância média do salto, distância média até o nó central, distância média entre os nós, número médio de saltos na rota e desvio médio. Com o uso deste modelo também é possível obter o valor da frequência ótima utilizando uma função de otimização. Comparações entre a Taxa de Erro de Bits de um salto e fim-a fim também forem feitas, para diferentes valores de máximo ângulo de desvio na topologia de rede usada. Estas comparações demonstran quando pode ser mais convenente o uso de um salto ou múltiple-salto. Simulações Monte-Carlo e modelo forem comparados com o propósito de validar os resultados obtidos. Estas comparações demostram a grande similitude entre nosso modelo e as simulações de Monte-Carlo. Além disso foi possível o estudo do comportamento da SNIR e do BER variando importante parâmetros da rede tais como frequência de transmissão, número de nós, raio da esfera e máximo ângulo de desvio. Os resultados obtidos provarem que a SNIR para um salto diminui com o aumento do número de nós e o raio da esfera, mas aumenta com o incremento da potência de transmissão. O comportamento de BER é contrário ao comportamento de SNIR. Também foi possível observar a existência da frequência ótima, onde os melhores valores de SNIR e o BER são obtidos. ______________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The objective of this work is to nd a mathematical model that allow us to obtain the Signal-to-Noise plus Interference Ratio (SNIR), the One-Hop Bit Error Rate (BER) and the End-to-End Bit Error Rate for an Underwater Acoustic Network (UAN). Considering this, it was developed a model that includes the interference as an important impairment and for ALOHA MAC (Medium Access Control) protocol. In addition, it was necessary to obtain before several parameters from the network, such as, average distance of the hop, average distance between nodes, average distance to the central node, average number of hops and average deviation. With this model, it is also possible to nd the optimal value of frequency using an optimization function. It was made comparisons between the One-Hop BER and the End-to-End BER for various values of maximal deviation angle. This comparison shows when it is more adequate to either use one-hop or multi-hop. Finally, we compared numerical and Monte-Carlo simulation results, giving a rst validation to our model. These comparisons show a big similitude between the developed model and the Monte-Carlo simulation. In addition, it was possible to analyse the behaviour of the SNIR and BER by varying important parameters of the network, such as, transmission frequency, number of nodes and sphere radius among others. From the obtained results it was prove that the SNIR decreases with an increase from the number of nodes and the sphere radius, but increases with the transmission power. The End-to-End BER has an contrary behavior with the SNIR.

Submitted by Hellen Luz (hellencrisluz@gmail.com) on 2017-09-04T16:05:51Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Regenerador3RTotalmente.pdf: 2919327 bytes, checksum: 5fbe6ee3c460a8bfd7320e6b53e317f6 (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-09-12T15:09:27Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Regenerador3RTotalmente.pdf: 2919327 bytes, checksum: 5fbe6ee3c460a8bfd7320e6b53e317f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-12T15:09:27Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Regenerador3RTotalmente.pdf: 2919327 bytes, checksum: 5fbe6ee3c460a8bfd7320e6b53e317f6 (MD5) Previous issue date: 2017-05-26 / O presente trabalho teve como objetivo investigar por meio de simulações numéricas, um dispositivo capaz de realizar uma regeneração 3R (Reamplificação, Ressincronização e Reformatação) de maneira totalmente óptica dos sinais propagados em um sistema de comunicação por fibra óptica com taxa de bit de 10 Gbit/s, potência de transmissão inicial de 0 dBm e comprimento de onda de 1550 nm. Como aliados ao processo de regeneração, utilizou-se os efeitos dispersivos e os não lineares de automodulação de fase (Self-Phase Modulation - SPM), modulação de fase cruzada (Cross-Phase Modulation - XPM) e mistura de quatro ondas (Four – Wave Mixing - FWM) em um interferômetro de Mach-Zehnder, cujo um dos braços é composto por uma fibra de cristal fotônico altamente não linear (HNL-PCF). As simulações foram realizadas através do software comercial OptiSystem da empresa canadense Optiwave Corporation. O desempenho do sistema foi analisado através da comparação entre os valores do fator de qualidade (fator Q), da taxa de erro de bit (BER), do espectro óptico e da relação sinal ruído óptico (OSNR) dos sinais regenerados, pré-regenerados e degradados na entrada e na saída do sistema proposto. Através deste projeto foi possível obter uma regeneração eficiente do sinal, com valores ótimos de OSNR, de fator de qualidade (fator Q) e baixa taxa de erro de bit (BER). / The present work aimed to investigate by means of numerical simulations, a device able to perform 3R regeneration (Re-amplifying, Re-timing and Re-shaping) fully propagated signal in an optical communication system for optical fiber with bit rate of 10 Gbit/s, the initial transmit power 0 dBm and wavelength of 1550 nm. As an ally to the regeneration process using dispersive and nonlinear effects of self-phase modulation (SPM), cross-phase modulation (XPM) and four-wave mixing (FWM) in a Mach-Zehnder Interferometer, whose one of the arms is composed of a Highly Nonlinear Photonic Crystal Fiber (HNL-PCF). The simulations were performed using OptiSystem commercial software of company canadian Optiwave Corporation. System performance was analyzed by comparing the values of the quality factor (Q-factor), of the bit error rate (BER), of optical spectrum and the optical signal-to-noise ratio (OSNR) optical signals are regenerated, before regenerated and degraded in the entrance and exit of the proposed system. Through this project, it was possible to obtain an efficient signal regeneration, with optimal values of OSNR, quality factor (Q-factor) and low bit error rate (BER).

Submitted by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-04T13:19:13Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Portaslogicastotalmente.pdf: 3765525 bytes, checksum: 00ab972c28d64b7d082664048cbab9c8 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciclea Silva (luci@ufpa.br) on 2018-10-04T13:19:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Portaslogicastotalmente.pdf: 3765525 bytes, checksum: 00ab972c28d64b7d082664048cbab9c8 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-04T13:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_Portaslogicastotalmente.pdf: 3765525 bytes, checksum: 00ab972c28d64b7d082664048cbab9c8 (MD5) Previous issue date: 2018-08-24 / Neste trabalho, propõe-se a estrutura do dispositivo de portas lógicas totalmente ópticas baseada em um interferômetro Michelson (MI) composto de amplificador óptico semicondutor (SOA) formando uma estrutura de dispositivos lógicos SOA-MI com grade de Bragg de Fibra (FBG) simetricamente idêntica na saída de cada um de seus braços, para simulação numérica das portas lógicas AND, OR e NOR de dois sinais de entrada binários com diferentes números de bit usando a técnica de modulação de ganho cruzado (XGM) a 10 Gb/s de taxa de bits limita a largura de banda em 10, 20 e 40 GHz usando o software OptiSystem 15.0 da OptiWave Corporation para demonstrar e extrair regras simples de projeto para processamento óptico de alta velocidade e análise de propriedades não lineares induzidas por SOA. Além disso, este trabalho inclui o estudo do efeito da largura de banda e número de bits na potência recebida, taxa de erro mínimo (BER), fator máximo de qualidade (fator-Q), relação sinal-ruído óptico (OSNR) e espectro óptico, que demonstra portas de alta velocidade e desempenho. Executou-se as portas lógicas baseadas em SOA-MI com alguns parâmetros e os resultados podem demonstrar uma estrutura de dispositivos lógicos ópticos de alto desempenho com alta velocidade. / In this work, proposes all-optical logic gates device structure based on a Michelson interferometer (MI) composed of semiconductor optical amplifier (SOA) forming a structure of SOA-MI logic devices with symmetrically identical Fiber Bragg Grating (FBG) at the output of each of its arms, for numerical simulation of the all-optical AND, OR and NOR logic gates of two binary input signals with different bit numbers using the cross-gain modulation (XGM) technique at 10 Gb/s bit rate and filter bandwidth at 10, 20 and 40 GHz using OptiSystem 15.0 software by OptiWave Corporation, to demonstrate and extract simple design rules for high-speed optical processing and analysis of non-linear SOA-induced properties. In addition, this work includes the study of the effect of bandwidth and number of bits on received power, minimum bit error rate (BER), maximum quality factor (Q-factor), Optical Signal to Noise Ratio (OSNR) and optical spectrum, which demonstrates high-speed gates and performance. Were run the SOA-MI-based logic gates with some parameters and the results can demonstrate a structure of high-performance optical logic devices with high speed. / IFPA - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia do Pará

[pt] Os protocolos de comunicação quântica são essenciais para a transmissão segura de informações, utilizando os princípios da mecânica quântica para alcançar uma segurança inatingível por sistemas criptográficos clássicos. Diferentemente dos métodos tradicionais que dependem de chaves criptográficas convencionais, os protocolos quânticos exploram propriedades únicas dos sistemas quânticos para garantir a segurança da comunicação. No entanto, a implementação prática da distribuição quântica de chaves (QKD) é desafiada por erros introduzidos durante a geração e transmissão de estados quânticos e pela possível presença de espiões. Esta dissertação explora algumas das estratégias mais usadas para estimativa de erros, correção de erros e amplificação de privacidade em sistemas de QKD. Por meio de uma revisão bibliográfica e simulações abrangentes, o estudo avalia as técnicas mais eficazes em cada área. O objetivo final desta análise é desenvolver um método a ser implementado na Rede Rio Quântica, uma rede de comunicação quântica metropolitana que interliga as instituições PUC-Rio, CBPF e UFRJ por meio de fibras ópticas e a UFF através de um canal de espaço livre. Os resultados destacam a importância de otimizar as medidas de correção de erros e privacidade para melhorar a confiabilidade e a segurança das redes de comunicação quântica. / [en] Quantum communication protocols are essential for secure transmission of information, utilizing the principles of quantum mechanics to achieve security unattainable by classical cryptographic systems. Unlike traditional methods that rely on conventional cryptographic keys, quantum protocols exploit unique properties of quantum systems to ensure communication security. However, the practical implementation of quantum key distribution (QKD) is challenged by errors introduced during the generation and transmission of quantum states and the potential presence of eavesdroppers. This thesis explores some of the most commonly used strategies for error estimation, error reconciliation, and privacy amplification within QKD systems. Through a literature review and comprehensive simulations, the study evaluates the most effective techniques in each area. The ultimate goal of this analysis is to develop a method to be implemented on Rede Rio Quântica, a metropolitan quantum communication network interlinking the institutions PUC-Rio, CBPF and UFRJ via optical fibers and UFF through a free-space channel. The findings underscore the importance of optimizing error correction and privacy measures to enhance the reliability and security of quantum communication networks.