Orientadores: Edson Moschim, Luiz Henrique Bonani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T13:14:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galdino_Lidia_M.pdf: 1699308 bytes, checksum: 530cf633ab13e0be3952155525a69b24 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Neste trabalho investigamos o desempenho da tecnologia híbrida de multiplexação por divisão de comprimento de onda e multiplexação por divisão de códigos ópticos (WDM/OCDM) para rede óptica comutada por rajada e roteada por comprimento de onda (WR-OBS). Descrevemos uma arquitetura para o roteador de borda WDM/OCDM e derivamos expressões para a probabilidade de bloqueio da rajada no roteador de borda (BBP) a fim de analisar o desempenho da rede em função dos parâmetros de tempo de processamento no roteador de borda, da carga de tráfego da rede e do número de códigos ópticos. Nós estudamos o tempo de ocupação do canal, a largura de banda por caminho virtual e o fator de reutilização do caminho virtual e analisamos o desempenho da rede em função do tempo de atraso no roteador de borda, da proporção da taxa de bits e do diâmetro da rede caracterizado pelo tempo de reserva do canal. Analisamos topologias em malha considerando os parâmetros como a utilização efetiva do enlace, a probabilidade de bloqueio da rajada (BBP) e o número de códigos ópticos por enlace. As análises mostraram as muitas vantagens de aplicar a tecnologia WDM/OCDM quando comparada a tecnologia WDM puro, bem como esperado nível de Qualidade de Serviço (QoS). / Abstract: In this work we have investigated the performance of hybrid technology using wavelength and optical code division multiplexing (WDM/OCDM) for optical burst switching with acknowledgment (WR-OBS). We describe the architecture of WDM/OCDM edge router and derive expressions for the edge router burst blocking probability (BBP) in order to analyze the network behavior as function of parameters controlling the burst assembly delay, network traffic load and number of optical codes. We have studied the channel holding time, bandwidth per channel, virtual path factor re-use and analyze the network behavior as function of edge delay, bit-rate ratio and the diameter network characterized by the round-trip time. We have used mesh topology considering parameters such as effective link utilization, burst blocking probability (BBP) and the number of codes per link. Analysis shows the main advantages of applied WDM/OCDM technology when compared to pure WDM, as well as expected level of Quality of Service (QoS). / Mestrado / Telecomunicações / Mestre em Engenharia Elétrica

Fiber Bragg gratings (FBGs) are key elements in modern telecommunication and sensing applications. In optical communication, with the advancement of the Erbium doped fiber amplifier (EDFA), there is a great demand for devices with wavelength tunability over the Erbium gain bandwidth (in particular, for wavelength division multiplexing (WDM) networks). The center wavelength of a FBG can be shifted by means of change of temperature, pressure or mechanical axial strain. The axial strain approach is the best method among all other techniques because it allows relatively large wavelength shifts with high speed. Axial strain of up to 4% will be required to cover the whole EDFA region (more than 40 nm of central wavelength shift). The formation of Bragg grating results in significant reduction in mechanical strength of optical fibers especially in tension. As a result, axial strain of only about 1% can be achieved by mechanical stretching of FBGs. In order to achieve the remaining 3% strain compression of FBGs has to be applied. In this thesis, the design and analysis of a novel device for achieving central wavelength shift are presented. In particular, the device has achieved, for a fiber with 12 mm FBG, a shifting of 46 nm in compression and 10.5 nm in tension with a reflection power loss of less than 0.25 dB and a FWHM bandwidth variation of approximately 0.1 nm. Both variations are well below the Bellcore standards requirement of 0.5 dB for peak reflectivity variation and 0.1 nm for bandwidth variation. The device consists of two fixed and one guiding ferrules. The difficulties associated with compressing the FBG were handled by carefully selecting tolerances and adjustment procedures. The device allows both tension and compression of FBGs, and the use of different FBG lengths and actuators. The effects of glue deformation and bending of the FBG during compression were analyzed in detail. Further, using the piezoelectric transducer (PZT) actuator as a driver, tuning speed of around 1.5nm/ms was achieved.

Fiber Bragg gratings (FBGs) are key elements in modern telecommunication and sensing applications. In optical communication, with the advancement of the Erbium doped fiber amplifier (EDFA), there is a great demand for devices with wavelength tunability over the Erbium gain bandwidth (in particular, for wavelength division multiplexing (WDM) networks). The center wavelength of a FBG can be shifted by means of change of temperature, pressure or mechanical axial strain. The axial strain approach is the best method among all other techniques because it allows relatively large wavelength shifts with high speed. Axial strain of up to 4% will be required to cover the whole EDFA region (more than 40 nm of central wavelength shift). The formation of Bragg grating results in significant reduction in mechanical strength of optical fibers especially in tension. As a result, axial strain of only about 1% can be achieved by mechanical stretching of FBGs. In order to achieve the remaining 3% strain compression of FBGs has to be applied. In this thesis, the design and analysis of a novel device for achieving central wavelength shift are presented. In particular, the device has achieved, for a fiber with 12 mm FBG, a shifting of 46 nm in compression and 10.5 nm in tension with a reflection power loss of less than 0.25 dB and a FWHM bandwidth variation of approximately 0.1 nm. Both variations are well below the Bellcore standards requirement of 0.5 dB for peak reflectivity variation and 0.1 nm for bandwidth variation. The device consists of two fixed and one guiding ferrules. The difficulties associated with compressing the FBG were handled by carefully selecting tolerances and adjustment procedures. The device allows both tension and compression of FBGs, and the use of different FBG lengths and actuators. The effects of glue deformation and bending of the FBG during compression were analyzed in detail. Further, using the piezoelectric transducer (PZT) actuator as a driver, tuning speed of around 1.5nm/ms was achieved.

Orientadores: Maurício Ferreira Magalhães, Marcos Rogério Salvador / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-16T03:50:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_GiovanniCurieldos_M.pdf: 1676039 bytes, checksum: 6b42af1315160a4f6308e4cfcfad2f78 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: GMPLS é uma arquitetura de plano de controle e um conjunto de protocolos definidos pelo IETF com o objetivo de padronizar e automatizar o aprovisionamento de serviços em redes baseadas em técnicas de comutação variadas, tais como comutação de fibra óptica, comutação de comprimento de onda e comutação de pacotes. Apesar deste suporte a múltiplas técnicas de comutação, uma implementação de plano de controle GMPLS deve considerar as particularidades da técnica de comutação e também das tecnologias de transmissão e multiplexação da rede a ser controlada. Deve considerar também as particularidades da implementação dos equipamentos que compõem o sistema de rede a ser controlado uma vez que cada um deles pode dar suporte às técnicas de comutação de uma forma específica e, portanto, possuir restrições particulares. O objetivo deste trabalho é implementar um plano de controle GMPLS para redesópticas com suporte à transmissão multiplexada de comprimentos de onda e à comutação dinâmica de comprimentos de onda. Esta rede é composta por elementos de transmissão e comutação projetados e prototipados nos laboratórios do CPqD. A base desta implementação neste trabalho é o software DRAGON, uma implementação gratuita e de código aberto de plano de controle de redes Ethernet desenvolvida em um projeto acadêmico norte-americano de mesmo nome. Esta implementação não oferece suporte algum à tecnologia de multiplexação por divisão de comprimento de onda bem como à comutação de comprimentos de onda, o que requer extensas modificações em seu código. Resultados obtidos em experimentos laboratoriais e de simulação computacional demonstram que a implementação está funcionalmente correta e apresenta desempenho satisfatório. Estes resultados indicam também que a carga de tráfego gerada pelo plano de controle pode ser transmitida em enlaces de baixa taxa de transmissão / Abstract: GMPLS is a control plane architecture and a set of protocols defined by IETF aiming at automation and standardization of services provisioning procedures in networks based on various switching technologies, such as fiber switching, wavelength switching and packet switching. Despite the support of multiple switching techniques, a GMPLS control plane implementation must also consider the particularities of the switching techniques and multiplexing and transmission technologies used by the target network. Furthermore, it must take into account the particularities of each equipment that constitutes the network, as each may implement the above mentioned techniques and technologies in very particular ways and, thus, have very specific constraints. The main purpose of this work is to implem nt a GMPLS control plane for an optical network system based on multiplexed wavelength transmission and dynamic wavelength switching. This network consists of transmission and switching elements designed and prototyped at CPqD laboratories. The basis for this implementation is the DRAGON software, a free and open-source implementation of a control plane for Ethernet networks developed by a north american academic project with the same name as the software. Its implementation does not provide any support for wavelength division multiplexing technology or wavelength switching, hence, extensive changes in the base code are needed. Results gathered in laboratory experiments and computer simulations show that the implementation works correctly and has appropriate performance. Also, these results show that the traffic load generated by the control plane can be easily carried by low speed links / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-17T07:49:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Drummond_AndreCosta_D.pdf: 3173697 bytes, checksum: 8c446932862579ce4a57c4c53cce79b7 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Em redes ópticas com multiplexação por comprimento de onda (WDM), a alocação de banda passante ocorre em múltiplos da capacidade de um comprimento de onda, que, nos dias de hoje, corresponde a 40 Gbps. No entanto, a demanda de banda passante dos fluxos em redes IP sobre WDM é da ordem de Mbps, o que é, consideravelmente inferior a capacidade de um comprimento de onda. Para a utilização eficiente da grande capacidade disponível em redes WDM, agrega-se diversos fluxos com pequena demandas de banda em caminhos ópticos compostos pelos comprimentos de onda. A referida agregação é realizada pelo mecanismo chamado agregação de tráfego (em Inglês, traffic grooming). Para a agregação, é necessário, que se defina a rota a ser utilizada para o estabelecimento de uma conexão entre pares comunicantes, bem como o comprimento de onda a ser utilizado ao longo da rota, ou seja, é necessário resolver o chamado problema de roteamento e alocação de comprimento de onda (do Inglês, routing ou wavelength assignment, usualmente abreviado por RWA). Por outro lado, aplicações emergente em e-Ciência e novas aplicações multimídia demandam banda passante superior 'a capacidade de um comprimento de onda, requerendo que o fluxo seja transmitido em vários caminhos ópticos, possivelmente por rotas distintas, o que traz novos desafios, inclusive para os mecanismos de agregação de tráfego. Esta tese investiga diversos problemas em agregação de tráfego e propõe soluções originais para os mesmos. Propõe-se solução para o problema de coloração de grafo auxiliar para a resolução do problema RWA, através da recente Teoria de Complexidade Parametrizada, a fim de se reduzir a complexidade computacional da solução, tornando-a escalável. Introduzem-se, também, algoritmos para a resolução do problema de agregação dinâmica de tráfego, que consideram, parcialmente, a topologia da rede, para se promover a escalabilidade da solução. Tais algoritmos promovem, adicionalmente, bloqueio balanceado entre os diversos pares comunicantes na rede (justiça de bloqueio). Propõem-se, por último, algoritmos para agregar tráfego quando os fluxos demandam maior quantidade de banda passante do que a capacidade de um canal, através do roteamento por múltiplos caminhos, tanto para cenários envolvendo um único domínio como para cenários envolvendo múltiplos domínios. A solução proposta, redunda em maior robustez à falhas / Abstract: In wavelength division multiplexing (WDM) networks, the great discrepancy between the bandwidth demand of Internet Protocol (IP) flows (of the order of Mbps) and the bandwidth availability in one wavelength, which currently can be 40 Gbps, has motivated the adoption of techniques, called traffic grooming, for the efficient transmission of these flows. Traffic grooming aggregates flows with small bandwidth demand in a wavelength. For that, it is necessary to determine the route to be used for the establishment of a requested connection between a source and a destination as well as the wavelength to be allocated to this connection. These are determined by the solution of the so called routing and wavelength assignment problem (RWA). Moreover, the bandwidth requirement of some emerging e-Science and multimedia applications exceed the capacity of one wavelength requiring that a requested connection be established using multiple wavelengths and possibly multiple paths. In this Thesis, several issues in traffic grooming are addressed. An algorithm based on the recent Parametrized Complexity Theory is proposed for solving efficiently the graph coloring problem which is one of the steps in the solution of the RWA problem. Additionally, efficient algorithms which consider partially the topology of the network (zones) are introduced for producing balanced blocking among source destination pairs. Moreover, algorithms for providing connectivity to requests with bandwidth demand greater than the capacity of a wavelength are proposed. These algorithms use multiple paths for both requests that transverse multiple domains and those which do not. Furthermore, robustness to link failure is increased by using these algorithms / Doutorado / Doutor em Ciência da Computação

Orientadores: Hugo Enrique Hernandez Figueroa, Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T11:25:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Januario_JoaoCarlosSorianoSampaio_M.pdf: 2247178 bytes, checksum: 866411501272be6234f26634c08a5397 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: O alto crescimento da demanda por tráfego nas redes ópticas de comunicações impulsionaram sua rápida evolução a fim de que esta passasse a suportar altas taxas de transmissão e otimizasse os recursos presentes em sua camada física. Para acompanhar este desenvolvimento as arquiteturas de rede também se modernizaram, partindo das redes ponto a ponto para as atuais redes em malha, as quais requerem que uma monitoração da performance do sinal óptico seja realizada ao longo de todo o seu enlace para que os parâmetros adquiridos sirvam de entrada para um controle capaz de proporcionar a flexibilidade que a rede necessita. Por esta razão este trabalho apresenta uma proposta de monitorador da relação sinal ruído óptica (Optical Signal to Noise Ratio, OSNR), principal parâmetro associado à qualidade do sinal em um enlace óptico, baseado nas propriedades de um interferômetro Mach Zehnder. Análises em simulação e experimentais foram conduzidas para avaliar a robustez do método na presença de efeitos dispersivos e verificou-se sua validade tanto para sinais não coerentes modulados em apenas uma polarização quanto para sinais codificados a partir da multiplexação de polarizações. Experimentalmente esta afirmação se confirma através da obtenção de um erro de monitoração menor que 1,5 dB para uma faixa de OSNR de 5 dB à 25 dB para o sinal OOK à 10 Gb/s e uma erro de menor que 3,0 dB para os sinais DP-QPSK à 112 Gb/s e 16QAM à 224 Gb/s para a mesma faixa de variação de OSNR / Abstract: The increasing demand for data in an optical network boosted its fast development in order to allow higher transmission rates and ensure a new generation of components on network physical layer. To follow this development the network architectures evolved too, starting from point to point network and going to actual mesh scenario, which requires a performance monitoring to guarantee a high level of reconfigurability and flexibility. Because of that, this work shows a new approach based on a Mach Zehnder interferometer to monitor optical signal to noise ratio (OSNR), the main parameter related to signal quality in an optical link. Analysis in a simulation environment and experimentally were made to evaluate the robustness of this new method in presence of dispersive effects. With that, it was validated its accuracy for non coherent signals modulated with only one polarization and for signals which exploit polarization multiplexing. Experimental analysis show a monitoring error below 1.5dB for a signal OOK at 10Gb/s with an OSNR range from 5dB to 25dB and for a signal DP-QPSK at 112Bb/s and 16QAM at 224Gb/s a monitoring error below 3.0dB was reached with the same OSNR range / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Aldario Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T10:40:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Coelho_ThallesValentePinto_M.pdf: 8999099 bytes, checksum: 6e6e5ddd4494f52ddec2b46c26746e75 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho realiza um estudo detalhado de diversas topologias de amplificadores a fibra dopada com érbio (EDFA). Tendo como referência a topologia básica do EDFA (bombeio co-propagante), foram implementadas outras topologias através de modificações do circuito óptico, por meio da inserção de diferentes dispositivos passivos, da mudança da localização da aplicação do bombeio e até da possibilidade de dupla passagem do sinal pela fibra dopada. Com este estudo, é possível verificar os fundamentos de operação do EDFA e também realizar análises comparativas entre diferentes topologias que foram contempladas em trabalhos anteriores. Além disso, foram propostas outras montagens de circuitos ópticos. Para tanto, foram utilizados dois comprimentos de onda distintos para o sinal de entrada, diversos segmentos de fibra dopada com érbio e diferentes valores de potência de sinal e de bombeio óptico. Assim, os resultados obtidos puderam ser comparados, com o intuito de identificar as topologias que melhor se adequam a uma determinada aplicação (potência, linha ou pré-amplificação). Além do ganho de sinal, outros parâmetros analisados foram a figura de ruído e o espectro de saída do amplificador, entre outros / Abstract: This work presents a detailed study of different topologies of erbium doped fiber amplifier (EDFA). By using an optical circuit based on the classic topology of the EDFA, others topologies were implemented. In order to modify the optical circuit, it was necessary to insert passive and/or active optical components, change the position where the pump is coupled and to make a double pass of the signal through the doped fiber. In this study it was verified the fundamentals of the functionalities of the EDFA and, beyond that, we carried out comparative analysis among different topologies, so far this has not been referenced in the current literature. For the experimental measurements we used two distinct wavelengths for the optical signal, several lengths of erbium doped fibers and different powers for pumping and signal. For instance, it was possible to observe a performance comparison with the topologies and identify the best characteristics for a specific function in the optical system (line, power or pre-amplification). Other amplifier operational characteristics are also analyzed, such as, amplifier gain, noise figure and amplified spontaneous emission, among others / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Aldario Chrestani Bordonalli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-09T17:35:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martin_AndreaAcunha_M.pdf: 1893415 bytes, checksum: bd7917b81e12d9fdade5bda5ff7489cb (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho, apresenta-se um estudo teórico das características de operação do amplificador a fibra dopada com érbio (EDFA ¿ erbium doped fiber amplifier), considerando-se regimes de operação estático e dinâmico, quando este é aplicado a sistemas de multiplexação por divisão em comprimento de onda. Após a introdução dos mecanismos que permitem a amplificação da luz no interior da fibra dopada, com destaque para a aplicação do bombeio em 980 nm, e a definição da topologia de amplificador a ser avaliada, partiu-se para o desenvolvimento das formulações que permitiram a análise do comportamento estático do amplificador. Primeiramente, a abordagem utilizada foi puramente monocanal, baseada na técnica da largura de banda equivalente, que incorporou uma nova proposta de rotina estável para a simulação do EDFA. Na seqüência, esta mesma rotina foi adaptada a um modelo estático reformulado e de aplicação multicanal, que passou a assumir a distribuição espectral da emissão espontânea amplificada. Numa etapa seguinte, uma segunda rotina de simulação multicanal foi desenvolvida a partir das modificações que o estudo do comportamento dinâmico do EDFA exigiu. Com os dados característicos de uma fibra dopada comercial, as diferentes rotinas de simulação foram utilizadas para avaliar parâmetros de operação do EDFA, tais como ganho de sinal, absorção de bombeio e figura de ruído, entre outros. Observou-se que os três métodos apresentaram, em geral e dentro de certos limites para as condições de contorno às quais o amplificador é submetido, concordância de resultados / Abstract: In this work, a theoretical study of the erbium doped fiber amplifier (EDFA) operational characteristics under static and dynamic conditions for application in wavelength division multiplexing systems is presented. After an introductory analysis of the physical properties that allow for light amplification inside the doped fiber, especially if 980 nm pumps are used, and the definition of the amplifier configuration to be considered, a formulation based on the static behavior of the amplifier was developed. The first approach was purely single channel and based on the equivalent bandwidth technique, which incorporated a new routine to guarantee stable solutions during EDFA simulation for different initial conditions. Then, this same convergence routine was used when the amplified spontaneous emission spectral distribution was considered to restructure the static model and to allow a multi-channel analysis. In a following stage, a second multi-channel simulation routine was conceived due to the modifications that the EDFA transient investigation required. By using the parameter of a commercial fiber, different simulation routines were used to evaluate the EDFA operational parameter, such as gain, pump absorption and noise figure. In general, it was observed that the three methods produced similar results within certain initial condition boundaries for the EDFA operation / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Carlos Kenichi Suzuki, João Batista Rosolem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecânica / Made available in DSpace on 2018-08-21T04:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elias_MauroBiscaro_D.pdf: 8521258 bytes, checksum: 71367ffa68b5edac21fdf81e63c3a7b1 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Fibras ópticas de casca rebaixada (também conhecidas como fibras ópticas de dupla-casca ou fibras ópticas de perfil-"W") com cortes do modo fundamental proporcionam perdas distribuídas altas em comprimentos de onda longos e perdas baixas em comprimentos de onda curtos. A grandeza da brusca transição entre a perda baixa em comprimentos de onda curtos e a perda alta em comprimentos de onda longos excede 200 dB/km e é extremamente sensível à curvatura aplicada na fibra. O fenômeno é atribuído ao acoplamento modal entre o modo guiado no núcleo e os modos discretos guiados na casca externa. A fibra óptica ativa de casca rebaixada Er: Al/Ge/SiO2 (DC-EDF) pode ser projetada para ter um corte do modo fundamental próximo de 1530 nm o que proporciona supressão distribuída da emissão espontânea amplificada (ASE) na banda-C em proveito da ASE na banda-S. Este fenômeno, associado a um outro, o de perda induzida por curvatura, proporciona um modelo alternativo para obter amplificação óptica na banda-S, exigida para expandir a capacidade de sistemas de multiplexação por divisão de comprimentos de onda (WDM). Um laser à fibra óptica, configurado na forma de anel, de fibra óptica de casca rebaixada dopada com érbio, que pode ser sintonizado através de perdas induzidas por curvatura na fibra óptica, ou pelo uso de um filtro óptico sintonizável, também pode ser projetado. Devido às características de amplificação e "lasing" desenvolvidas para aplicação na banda-S, baseadas em propriedades únicas, a fibra DC-EDF foi base dos sistemas de sensores desenvolvidos neste trabalho. De fato, os sistemas de sensores propostos mostraram alta sensibilidade, larga faixa dinâmica, e ampla largura de banda, e podem ser usados para monitorar parâmetros estáticos, tais como força, pressão, deslocamentos e parâmetros dinâmicos usados em acústica e vibrações. Dois tipos de sistemas de sensores, com diferentes modelos, foram estudados: um sensor-amplificador e um sensor-laser. Os desempenhos desses sistemas de sensores na banda-S (1490 e 1510 nm) foram estudados e analisados nas condições estática e dinâmica / Abstract: Depressed-cladding (often referred to as dual-clad or "W"- fiber) fibers with fundamental-mode cutoffs provide high distributed losses at long wavelengths and low losses at short wavelengths. The magnitude of the abrupt transition between low-loss at short wavelengths and high-loss at long wavelengths exceeds 200 dB/km and is found to be extremely sensitive to fiber curvature. The phenomenon is attributed to mode coupling between the core-guided mode and the discrete modes guided in the outer cladding. The active depressed-cladding Er: Al/Ge/SiO2 fiber (DC ? EDF) may be designed to have a fundamental mode cutoff near 1530 nm and provides distributed suppression of C-band amplified spontaneous emission (ASE) to the advantage of that in the S-band. This phenomenon, associated with the mechanism of induced bending loss, provides an alternative approach to obtain amplification in S-band, required to expand the capacity of wavelength-division multiplexing (WDM) systems. A S-band depressed-cladding erbium-doped fiber ring laser which can be tuned through the active fiber bending losses or by using an optical tunable filter, can be designed as well. Due to the amplification and lasing characteristics developed for S-band, based on unique properties, the DC - EDF was the basis of the optical sensing systems developed in this work. In fact, the sensing systems proposed showed high sensitivity, high dynamic range and wide bandwidth, and can be used to monitor static parameters, such as force, pressure, displacement and dynamic parameters used in acoustics and vibrations. Two types of sensing systems, with different approaches, have been studied: an amplifier-sensor and a laser-sensor. The performances of these sensing systems in S-band (1490 and 1510 nm) were studied and analyzed in static and dynamic conditions / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Nelson Luis Saldanha da Fonseca / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-27T12:19:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santi_Julianade_D.pdf: 2864937 bytes, checksum: 7526ed7e2e57bec4e7361a8c0f9f8b47 (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: As redes ópticas com multiplexação por comprimento de onda (WDM) permitem a transmissão de grande volume de dados através de múltiplos canais com capacidade de transmissão de vários Gbps. Entretanto, as demandas por banda passante dos fluxos IPs são significativamente inferior à capacidade disponível em cada canal WDM. Para lidar com esta disparidade e utilizar de forma eficiente a banda disponível, é necessária a transmissão simultânea de vários fluxos em um caminho óptico, chamado de agregação de tráfego. Especificações de qualidade de serviço dos fluxos devem, também, ser consideradas nas decisões de agregação de tráfego. Ademais, aplicações emergentes podem demandar largura de banda superior à capacidade de um comprimento de onda, sendo necessário utilizar vários caminhos ópticos (roteamento multicaminho) para provisionar tais fluxos. Além disso, a expansão da infraestrutura e utilização das redes WDM têm elevado o consumo de energia, causando impactos econômicos e ambientais. Estas questões têm desafiado e motivado pesquisadores a encontrar alternativas para aprimorar as transmissões nas redes ópticas WDM, o que inclui a agregação de tráfego e o roteamento multicaminho. Nesta tese, abordam-se diversos problemas em agregação de tráfego e roteamento multicaminho em redes ópticas WDM. Foram desenvolvidos e validados algoritmos pelo menos tão eficientes quanto algoritmos existentes na literatura. Propõe-se um algoritmo de agregação de tráfego que considera a duração das conexões e a banda disponível. Para atender demandas superiores à capacidade de um comprimento de onda, desenvolveu-se um algoritmo que considera a duração do fluxo, divide-o em subfluxos e os transmite em múltiplos canais. Para este algoritmo, foi proposta uma versão aproximada visando reduzir o tempo de resolução do problema. Introduziu-se, também, um algoritmo que indica a postergação do momento de início da transmissão das conexões a fim de agregar lotes de conexões. Para reduzir o consumo de energia, foram desenvolvidas duas estratégias, de roteamento multicaminho e reroteamento, que levam em consideração o consumo de energia das operações envolvidas na transmissão da conexão / Abstract: The wavelength division multiplexing (WDM) optical networks allow the transmission of large volume of data through multiple channels with severals Gbps of transmission capacity. However, the demand for bandwidth of IP flows are significantly lower than the available capacity in each WDM channel. To address this disparity and make efficient use of the available bandwidth, it is necessary to transmit simultaneously multiple streams in lightpath, called traffic grooming. The quality of service specifications inherent to connections should also be considered in the traffic aggregation decisions. Moreover, emerging applications can request bandwidth greater than the capacity of a wavelength, which require several lightpaths (multipath routing) to establish such connections. In addition, infrastructure expansion and use of WDM networks have increased the energy consumption, leading to economic and environmental concerns. These issues have challenged and motivated researchers to find alternatives to enhance transmissions in WDM optical networks, which includes the traffic grooming and multipath routing. This thesis addresses several problems in traffic grooming and multipath routing in WDM optical networks. For each problem algorithms were developed and validated that are at least as efficient as existing algorithms in the literature. It was proposed a traffic grooming algorithm that considers the duration of connections and the available bandwidth along the path. In order to establish connections demanding bandwidth greater than the capacity of a wavelength, it was proposed an algorithm that considers the duration of a connection and divides this connection in to substreams and transmits them on multiple wavelengths. For this algorithm, it was proposed an approximate version to reduce the run time. Moreover, it was introduced an algorithm which postpones the time to establish the connections and aggregates batch connections. In order to reduce the energy consumption, two strategies, multipath routing and rerouting, were developed that take into account the energy consumption of each operation involved in the connection transmission / Doutorado / Ciência da Computação / Doutora em Ciência da Computação