Dissertation submitted for obtain the degree Doctor in Electrical and Computer Engineering, at the Faculty of Engineering of the University of Porto, under supervisory Prof. Francisco Vasques and Prof. Eduardo Tovar

Orientadores: Dalton Soares Arantes, Fábio Lumertz Garcia / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-26T08:19:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CarrionBetancourt_CarlosEnrique_M.pdf: 2602148 bytes, checksum: d14588789c8a464595b34613eb4822aa (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Esta dissertação estuda as técnicas de recuperação de frequência e fase de portadora em receptores ópticos coerentes, operando no modo rajada. Inicialmente, abordam-se a análise e modelagem das duas principais degradações que afetam a portadora, quais sejam, os desvios de frequência, que são produto da diferença de frequência entre o laser emissor e o oscilador local no receptor, e de ruídos de fase dos dispositivos a laser usados em comunicações ópticas coerentes. Usando os modelos de passeio aleatório (random walk) para o ruído de fase, os principais algoritmos de recuperação de frequência e de fase são revisados. Os estudos levam em consideração as novas tecnologias de lasers para comunicações, que asseguram alta estabilidade de frequência de curto prazo (short-term), para uso em receptores ópticos coerentes operando a taxas acima de 100 Gbps. Um projeto de preâmbulo especial foi concebido, a fim de viabilizar a obtenção de expressões analíticas para um estimador ótimo, no sentido do Mínimo Erro Quadrático Médio (MMSE). Resultados de simulações em MatLab/Simulink são apresentados para a validação dos resultados teóricos / Abstract: Frequency and phase estimation for carrier recovery in burst-mode coherent optical receivers are studied in this dissertation. Accurate models for frequency and phase deviations in communication lasers are initially studied, in order to present a tutorial study on frequency mismatch and phase recovery algorithms. Our studies take into account the current laser technology for optical communications using coherent receivers, especially the high short-term laser frequency stability for receivers operating above 100 Gbps. A special preamble design is presented for which an optimum estimator using the Minimum Mean-Square Error criterion is obtained. The estimator is given in closed-form solution with low computational space- and time-complexity. Simulation results in MatLab/Simulink are presented to validate the theoretical results. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Aldário Chrestani Bordonalli, Júlio César Rodrigues Fernandes de Oliveira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Elétrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-24T05:17:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Diniz_JulioCesarMedeiros_M.pdf: 3463779 bytes, checksum: 7779aef72110b0e57aedeef25fc53b07 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Sistemas de comunicações ópticas coerentes digitais permitem a utilização de formatos de modulação que carregam informação através de fase, amplitude e polarização do sinal óptico. Com o processamento digital dos sinais ópticos, é possível compensar as distorções inerentes à transmissão óptica, bem como realizar o sincronismo entre transmissor e receptor. Assim, junto ao avanço da eletrônica digital, a transmissão e recepção de sinais a centenas de gigabits por segundo se torna possível. Dentro desse cenário, os métodos comuns para a estimação de fase da portadora que chega ao receptor possuem baixa tolerância à dessintonia em frequência entre a portadora transmitida e o laser oscilador local. Nesta dissertação, é proposto e experimentalmente demonstrado um método de estimação de desvios de frequência de alimentação direta, com amplo alcance de estimação, eficiente, no ponto de vista de hardware, e compatível com os requisitos definidos pelo Fórum de Interconexões Ópticas (OIF ¿ Optical Internetworking Forum). Resultados obtidos experimentalmente mostram que o método proposto possui alta tolerância à assimetria espectral causada por filtragens no sinal / Abstract: Digital coherent optical systems allow the use of modulation formats that carry information through optical signal phase, amplitude and polarization. With digital processing of optical signals it is possible to compensate for distortions associated with optical transmission, as well as to perform timing and carrier synchronization. Thus, by also taking into account the current high speed electronic progress, transmission and reception of signals at hundreds gigabits per second has became possible. In this scenario, common carrier phase estimation methods have low tolerance to frequency offsets between transmitted carrier and local oscillator laser. This dissertation proposes and experimentally demonstrates a hardware-efficient, feed-forward, wide-range frequency offset estimator, compliant with Optical Internetworking Forum (OIF) requirements. Experimental results show that this method has high tolerance to the spectrum asymmetry caused by signal filtering / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Electrotécnica e de Computadores (Área de especialização de Informática Industrial), na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Professor Doutor José António Ruela Simões Fernandes

Orientador: Helio Waldman / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T03:14:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_DarliAugustodeArruda_D.pdf: 2229379 bytes, checksum: e813cff8c9fed2550e1d237c195fd740 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: A tese propõe conceitos e ferramentas matemáticas para a alocação eficiente de conexões com habilidade de sobrevivência diferenciada. Utilizamos a disponibilidade como critério na escolha dos mecanismos de proteção e restauração que atuam no controle da habilidade de sobrevivência. Diante da carência de métodos de estimação de disponibilidade acurados, propusemos aproximações baseadas em um modelo markoviano. Obtivemos também limitantes à disponibilidade que permitem calcular erros de estimação. Desenvolvemos então um algoritmo para a alocação de conexões com disponibilidade garantida. Com ele verificamos, usando simulações, a aplicabilidade da proteção por compartilhamento de caminhos de reserva (SBPP) e da proteção de caminho dedicada (DPP) em redes de dimensões nacionais (rede italiana) e continentais (rede estadunidense). Em redes de dimensões nacionais a SBPP oferece ganhos de compartilhamento. Em redes de dimensões continentais a SBPP e a DPP mostraram-se inviáveis devido às restrições de disponibilidade. Por fim, sugerimos utilizar a distribuição da disponibilidade de intervalo e da duração de períodos de inoperância na formulação de contratos de níveis de serviço. Computamos a distribuição das duas métricas por métodos numéricos existentes, e analiticamente, respectivamente / Abstract: This thesis proposes concepts and mathematical formulations for the efficient allocation of connections with differentiated survivability. We use availability to found the choice of adequate protection or restoration mechanisms for survivability differentiation. Given a lack of accurate methods for availability estimation, we proposed approximations based on Markov models. We also derived bounds to the availability that allow to calculate estimation errors. We then developed an algorithm for allocating connections with guaranteed availability. It allowed us to verify the applicability of the shared backup path protection (SBPP) and dedicated path protection (DPP) schemes in networks of national (Italian network) and continental (American NSFNet) dimensions. In networks of national dimensions SBPP allows capacity gains. In networks of continental dimensions the use of both SBPP and DPP has shown to be impractical due to availability constraints. Finally, we suggested to employ the interval availability and outage duration distributions for the elaboration of service level agreements. We computed the distributions using existing numerical methods, and analytically, respectively / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Helio Waldman / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-15T01:36:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quiterio_GustavodaSilva_M.pdf: 870416 bytes, checksum: 198b57ef8e0e92a004b4a54a7b13bcf9 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A relação entre os operadores do sistema de telecomunicação e seus clientes é pautada por um contrato de nível de serviço (SLA - Service Level Agreements) fixado entre ambas as partes e, o não atendimento a algum dos itens presentes nesse contrato é passível de multa. Dentre as responsabilidades fixadas neste acordo, usualmente se considera a disponibilidade, uma vez que, ao cliente interessa garantias de que a sua conexão estará funcionando adequadamente e, ao operador, limites de responsabilidade no serviço prestado. A disponibilidade pode ser definida como a probabilidade média de o sistema estar operando em um intervalo de observação que tende ao infinito. Entretanto, os SLAs são normalmente fixados para períodos de tempo inferiores a um ano, o que abre espaço para a utilização de uma métrica diferente, a disponibilidade de intervalo. A disponibilidade de intervalo é uma variável aleatória definida como a fração de uma janela de tempo finita em que a conexão permanece operante. Ela é portanto uma métrica mais eficaz para ser utilizada em SLAs. Esta dissertação investiga duas técnicas existentes para a estimação da disponibilidade de intervalo e propõe um novo método que, em determinados cenários, apresenta elevada acurácia e fácil implementação. / Abstract: The relation between telecommunication system operators and their customers is guided by a service level agreement (SLA) set by both sides, and the non-attendance to some clauses is punishable by a fine. Among the responsibilities set out in this agreement, usually, availability is considered, once that to the customers what matters are warranties that their connection will be working properly and, to the operator the important are the limits of responsibilities over the service. Availability can be defined as the probability that the system is working during an interval of observation which tend to the infinity. However, SLAs are generally set for periods of less than one year, which suggests the use of a different measurement, the interval availability. The interval availability is a random variable defined as the fraction of a finite time window in which the operation remains working. It is, therefore, a more effective measurement to be used in SLAs. This dissertation investigates two existing techniques for estimating the interval availability, and proposes a new method that, in certain scenarios, has high accuracy and easy implementation. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Esta pesquisa apresentará estudos das linguagens aplicadas ao design gráfico através de estudos e análises de trabalhos impressos que possuem representações do automóvel em seu projeto. Seu objetivo é identifi car e analisar cartazes em seu formato e conteúdo, de forma a documentar e compreender o desenvolvimento dessa atividade no recorte de tempo que abrigou os diferentes estilos estéticos que compõem o design gráfico moderno. Esse período compreende o fim do século XIX até o final da década de 1960. Para tanto, será necessário o estudo de fatores sociais, culturais, políticos, históricos, econômicos e tecnológicos que influenciaram o desenvolvimento destes projetos. Dessa forma, esta pesquisa agrupará, de forma ainda rara, informações e projetos de design gráfi- co relacionados com o universo do automóvel e automobilismo. Além disso, ela possibilitará compreender as formas que o designer encontrou para retratar um objeto que gradualmente se transformou de novidade em ícone da sociedade. / The present work aim to study of visual languages applied to graphic design by analysing printed works that has automobiles representations in it\'s project. The main objective is to identify and analyse posters judging by their format and content, in order to document and understand the development of this activity during the period of time where the different aestethics styles that compose the modern graphic design. This period is between the XIX century until the end of the 1940\'s. (Therefore,) it is necessary to study the social, cultural, political, historical, economical and technological factors during that period to fully comprehend the infl uences on the development of such projects. Thus, this research presents, in a rare form, informations and graphic design projects related to the automobile universe and the automobilism. Furthermore, this research will contribute to understand the ways the designer found to represent an object that gradually transformed from novelty to a society icon.

É notável o crescente número de usuários de dispositivos móveis que se beneficiam das tecnologias embarcadas nos atuais laptops, handhelds e smartphones, os quais possuem conexão wireless, Bluetooth, infravermelho entre outras tecnologias de comunicação. A crescente disponibilidade de dispositivos móveis com tecnologias de comunicação sem fio tem possibilitado que uma nova modalidade de ensino e aprendizagem - o Mobile Learning - seja implantada em vários níveis escolares. Mobile Learning ou m-Learning é definida como uma aprendizagem que acontece através de dispositivos móveis como Telefones Celulares, Personal Digital Assistants - PDAs, Laptops ou Tablet PCs. Por apresentarem constante inovação tecnológica e redução de preço, os alunos estão adquirindo estes novos dispositivos e utilizando-os como apoio às suas atividades acadêmicas. Muitas informações úteis aos alunos estão disponíveis na web. Tais informações encontram-se formatadas para visualização apenas em desktop e ocasionam falha nos browsers dos dispositivos móveis que tentam acessá-las. Para evitar essas falhas criam-se versões reduzidas de portais, em diferentes Uniform Resource Locator - URLs , e utilizam-se scripts que redirecionam os usuários para as versões de portais mais adequadas ao dispositivos utilizados. Este trabalho de pesquisa objetiva a apresentação de regras práticas para apresentação de páginas web a partir de uma única URL. Essas páginas se ajustam ao dispositivo que o usuário tem em mãos (desktop, notebook, handheld, ou telefone celular), sem a necessidade de um script de redirecionamento, de forma a otimizar a manutenção de dados e eliminar redundâncias ou inconsistências de informações.

O oferecimento de serviços faixa larga pelo setor de telecomunicações tem exigido das redes de transporte novos esquemas que permitam a transmissão de sinais em taxas cada vez mais elevadas. A fibra e os amplificadores ópticos viabilizaram boa parte deste objetivo, associados ao esquema de multiplexação por divisão em comprimento de onda (WDM). Embora a limitação da taxa de cada sinal tributário possa ficar por conta da comutação eletrônica, a taxa do sinal agregado fica limitada pelo número de comprimentos de onda que se pode alocar na fibra. Quanto mais canais, tanto mais críticas devem ser as exigências de desempenho dos dispositivos que os separam. Neste contexto, os dispositivos que realizam as tarefas de separação de canais desempenham um importante papel nos sistemas ópticos WDM. Neste trabalho, os filtros ópticos com elementos ressonantes são analisados e projetados a fim de verificar seus potenciais para utilização em esquemas add-drop. São investigadas as configurações de filtros ópticos que utilizam anéis como elementos ressonantes. Estes anéis são inseridos entre dois guias ópticos, formando um dispositivo de quatro portas. O sinal correspondente ao comprimento de onda de ressonância é extraído em uma das portas. São apresentados os principais esquemas para filtros ressonantes divulgados na literatura, nos quais a disposição do elemento ressonante determina as características de resposta do filtro. Como resultado da simulação numérica destas estruturas, são apresentadas diversas curvas de resposta em frequência, que possibilitam analisar o comportamento e o desempenho das configurações. Nestas simulações são verificadas as principais figuras de mérito envolvidas, tais como finesse, faixa de espectro livre e razão de extinção. Estes resultados são comparados com os resultados existentes na literatura para garantir a validade da análise desenvolvida nesta pesquisa. / The demand for wideband telecommunication services has required higher transmission rates from transport networks. Optical fiber and amplifiers have accomplished part of this objective, in association with the wavelength division multiplexing (WDM) scheme. Although the transmission rate of each tributary sign is restricted by electronic commutation, the aggregated sign is limited by the number of wavelengths that can be allocated in the optical fiber. The more the number of channels, the more severe the performance requirements of the devices that separate them should be. In this context, the optical devices that separate these channels play an important role in WDM systems. In this work the optical filters with resonant elements are analyzed and designed in order to verify their potentials to be utilized in add-drop schemes. Configurations of optical filters that use rings as resonant elements are investigated. These rings are placed between two optical waveguides, forming a device with four ports, in which the resonant element arrangement determines the filter response characteristics. The resonant wavelength is extracted from one of the ports. The main schemes for resonant filters reported in the literature are analyzed. As a result of the numerical simulation of these structures, several curves of frequency response are presented, that make it possible to analyse their behavior and performance. In the simulations, the following figures of merit are verified: finesse, free spectral range and extinction ratio. The results are compared with the ones reported in the literature to confirm the validity of the analysis developed in this research.

Orientador: Hugo Enrique Hernandez-Figueroa / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-09-27T13:14:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopez-Barbero_AndresPablo_D.pdf: 8087571 bytes, checksum: d6f4f765925c55114bf99c78e9baddfc (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Apresentam-se modelos numéricos para amplificadores ápticos dopados com érbio pelo método dos Elementos Finitos. Propomos modelar simultaneamente tanto a parte real (relacionada com o comportamento não linear) como a imaginária (relacionada com o ganho do dispositivo) do material dopado através do cálculo da susceptibilidade complexa. Devido à consideração dos vários sub-níveis presentes no meio dopado (Stark Splitting) e dos efeitos de conversão ascendente, o modelo permite a análise de dispositivos num espectro bastante largo (1.4 - 1.6Jlm) e para altas concentrações de érbio. O uso de duas plataformas numéricas diferentes (Análise Modal e BPM-Beam Propagation Method) permite a análise de várias configurações de dispositivos, inclusive com seção transversal variante na direção de propagação. Os resultados obtidos foram comparados com modelos numéricos presentes na literatura e com resultados experimentais / Abstract: Several models based on the Finite Elements Method, for Erbium-Doped optical amplifiers, are presented. The models deal simultaneously with the real part (related to the non-linear behavior) and the imaginary part (related to the gain) of the doped material through the proper and direct ca1culation of the complex susceptibility. Due to the consideration of the several sub-Levels present in the doped host medium (Stark Splitting) and the up-conversion effect, the models permit to analyze a wide spectrum ranging from 1.4 Jlm to 1.6 Jlm and also high erbium concentrations. The use of two different numerical platforms (Modal Analysis and BPM-Beam Propagation Method) permits the analysis of a wide variety of device configurations, including those whose transverse section varies along the propagation direction. The obtained results are compared with numerical models published in the literature, as well as, with experimental results / Doutorado / Doutor em Engenharia Elétrica