Made available in DSpace on 2014-08-26T17:31:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 69585.pdf: 1181357 bytes, checksum: 50462d1ba789c7b199ee8460ca90f3b8 (MD5) / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Fernandes Figueira. Departamento de Ensino. Programa de Pós-Graduação em Saúde da Criança e da Mulher. Rio de Janeiro, RJ, Brasil / A Doença de Gaucher (DG) é uma Doença de Depósito Lisossômico (DDL) e seu tratamento baseia - se na terapia de reposição enzimática. Tal terapia foi um marco na vida de pacientes e especialistas, pois mudou a história da evolução da doença, caracterizando um a nova era na Genética Médica. Este trabalho tem como objeto de pesquisa as perspectivas trazidas por profissionais, com experiência em trata r a Doença de Gaucher no Sistema Único de Saúde no estado do Rio de Janeiro. Uma vez que a DG é a única condição d o grupo das DDL a ser contemplada por uma Política Ministerial, promovendo acesso a drogas de alto custo através de um Protocolo Clínico e Diretrizes Terapêuticas (PCDT). O o bjetivo geral foi a nalisar a prática da aplicação do protocolo oficial de tratame nto da DG e o seu entendimento a partir da ótica dos médicos tratadores, profissionais de saúde e gestores do Centro de Referência , o Instituto Estadual de Hematologia Arthur de Siqueira Cavalcanti (HEMORIO). Os objetivos específicos foram primeiramente id entificar a formaçã o profissional dos envolvidos no programa, analisar a ótica desses profissionais sob re as recomendações do PCDT e como estes situam o Centro de Referência (CR) e m seu atual funcionamento , e d iscutir de maneira crítica a visão dos profiss i onais a respeito dos benefícios e de possíveis falhas do programa. Foram realizadas entrevistas temáticas semiestruturadas e a elas aplicou - se a análise de conteúdo. No que tange ao entendimento sobre o PCDT - DG e o seu viii funcionamento, os resultados apontam a importância da existência de um balizador, um programa robusto governamental, revisado por especialistas bem capacitados no tema. O PCDT - DG foi um avanço na saúde, oficializando e garantindo o acesso à medicação de maneira embasada, controlada por câmar as técnicas estaduais, permitindo a efetuação de pregões públicos, uma maneira transparente de aquisiçã o de drogas de alto custo comparada a medidas judiciais . Os sujeitos da pesquisa são favoráveis ao programa, no entanto possuem uma abordagem crítica ao sistema de saúde no que diz respeit o a entraves na rede de assistência cirúrgica e de reabilitação. Um grande gargalo atualmente no SUS não é exclusivo ao programa da DG: certos questionamentos éticos na fomentação do diagnóstico laboratorial por parte da indústria farmacêutica, apesar de haver relações amigáveis entre esses dois atores no CR. Concluímos que muitos avanços foram conquistados a partir da implementação do protocolo e que talvez este possa servir como modelo para garantir acesso ao tratamento de outras DDL. Algumas incongruências do siste ma são questionáveis e discutida s entre gestores, médicos e usuários, entretanto ainda são muito poucos os estudos publicados no Brasil sobre o tema . / Gaucher disease (GD) is a Lysosomal Storage Disease (LSD) and its treatment is based on enzyme replacement therapy. Such therapy was a milestone in patients `s lives and experts in the field, changing the disease natural history . This work aims at present ing the treatment of GD in the Unified Health System i n the state of Rio de Janeiro, as it is the only LSD to be covered by a Ministerial policy , which promotes access to high cost drugs through a Clinical Gui deline (CG) . The overall objective was to analyze the practical application of the CG protocol in the treatment of GD, and how this guideline was interpreted and used by the medical c haracters , health professionals and ma nagers of the Reference Center and the State Institute of Hematology Arthur de Siquei ra Cavalcanti (HEMORIO ). The specific objectives were to identify the training of those involved in the program, to analyze how professionals viewed the recommendations included in the CP, what they thought about the Reference Center for GD and to critical ly discuss the benefits and possi ble shortcomings of the program . Thematic semi - structured interviews were conducted, and the content analysis was applied. Regarding the understanding of the CP - GD and its op eration, the results point the importance of t he existence of a robust government program, reviewed by well - trained experts in the subject. The CP - GD was a health`s breakthrough , ensuring access to medication, controlled by state technical chambers, a llowing the practice of public auctions, a transpar ent way of purchasing high - cost drugs when compared to individual litigation. The steakeholder`s research were x favo rable to the program, although they criticized the health network constraints for specialized care, such as surgical services and rehabilitat ion. Another major bottleneck in the health system, not exclusive for G D is ethical issues regarding laboratory diagnosis by the pharmaceutical industry. We conclude d that many advances have been achieved from the implementation of the CP, and that hopeful ly this can serve as a model to ensure access t o treatment for other LSD. Managers, physicians and users point out some inconsistencies in the system although there is still limited published data on this subject in Brazil.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:13Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-05-30Bitstream added on 2014-06-13T20:51:44Z : No. of bitstreams: 1 barbosa_alj_me_fran.pdf: 1094004 bytes, checksum: 08acc7fd3aafae589a4d2b3bcd6f16e4 (MD5) / O presente trabalho tem por objetivo discutir os motivos pelos quais o Estado deve arcar com os prejuízos causados pelo erro judiciário na sentença penal absolutória, já que, a depender da fundamentação dessa decisão judicial, a vítima ficará impossibilitada de pleitear do próprio agente do crime o ressarcimento dos danos causados pelo fato criminoso. Argumenta-se que, se por um lado o processo é instrumento de consecução e aplicação da justiça, não se pode olvidar que a solução dos conflitos intersubjetivos de interesses foram entregues a órgãos integrantes do Estado, personificados nos juízes. Desse modo, a decisão acerca do mérito do processo reside na convicção do julgador. Entretanto, ao contrário do que se pensava, esta não é formada simplesmente por aspectos próprios da pessoa do julgador, mas deriva do somatório das condutas verificadas no decorrer do processo, seja por atividade instrutória própria do juiz, seja pela intervenção das partes da relação jurídica processual. Por isso se afirma que não deve o julgador, jamais, se afastar dos elementos de convicção contidos nos autos. Essa afirmação se justifica, na medida em que o ordenamento jurídico brasileiro adotou a regra do livre convencimento motivado. De fato, existe um princípio implícito na relação jurídica processual, consistente num dever de conduta ética das partes. Contudo, e a despeito da existência do citado princípio, é plenamente possível que as partes venham a se utilizar de condutas que induzam o magistrado a erro, levando, inclusive, à absolvição do réu, quando, no caso, a condenação se impunha. Desse modo, a depender do fundamento da absolvição, nem mesmo poderá ser proposta a ação de reparação civil pelo fato criminoso, restando a vítima, assim, sensivelmente prejudicada. Como o... / This paper is due to discuss why State should assume the responsibility for the losses caused by a false judgment that led to an acquittal, since, depending on the motivation of the sentence, the victim could be unable to suit the criminal for the reparable injuries related to the crime. It is pleaded that, although a law suit is an instrument used to pursue justice, it must not be forgotten that the pacification of the conflicts of interest were ceded to state officers, the judges. So, the decision on the merits lies on the beliefs of the judge. However, in spite of what was considered true, these beliefs are not composed only by personal aspects regarding to the judge, but they arise from a sum of conducts that occur during the proceedings, by the diligence of the judge or by the activity of the parties. That is why it is said that the judge should never disregard the indicia produced during a lawsuit: because, in Brazil, the rule called “free but justified persuasion” is valid. In fact, there is an unwritten principle that guides the relation between the parties – the obligation to behave ethically. However, and despite the existence of the aforementioned principle, it is absolutely possible that the parties behave in such a way that leads the judge to a mistake, which can even cause an erroneous acquittal. In this case, depending on the motivation of the sentence, the reparation suit would not even be possible. The victim would bare, therefore, his losses. As the law in vigor does not bring a solution to this problem, the present paper analyzes a way to guarantee to the victim the right to a reparation lawsuit – otherwise, he would suffer two injuries: the crime itself and the conduct of the parties that guided the judge to an erroneous acquittal.

OBJECTIVE: Ocular function is fundamental for environmental adaptation and survival capacity. Growth factors are necessary for a mature eyeball, needed for adequate vision. However, the consequences of the deficiency of circulating growth hormone (GH) and its effector insulin-like growth factor I (IGF-I) on the physical aspects of the human eye are still debated. A model of untreated isolated GH deficiency (IGHD), with low but measurable serum GH, may clarify this issue. The aim of this study was to assess the ocular aspects of adult IGHD individuals who have never received GH therapy. DESIGN: Cross sectional study. METHODS: Setting University Hospital, Federal University of Sergipe, Brazil. Patients: Twenty-five adult (13 males, mean age 50.1 years, range 26 to 70 years old) IGHD subjects homozygous for a null mutation (c.57+1G>A) in the GHRH receptor gene, and 28 (15 males, mean age 51.1 years, range 26 to 67 years old) controls were submitted to an endocrine and ophthalmological assessment. Forty-six IGHD and 50 control eyes were studied. Main outcome measures: Visual acuity, intraocular pressure (IOP), refraction (spherical equivalent), ocular axial length (AL), anterior chamber depth (ACD),lens thickness (LT), vitreous depth (VD), mean corneal curvature (CC) and central corneal thickness (CCT). RESULTS: IGHD subjects exhibited unmeasurable serum IGF-I levels, similar visual acuity, intraocular pressure and LT, higher values of spherical equivalent and CC, and lower measures of AL, ACD, VD and CCT in comparison to controls, but within their respective normal ranges. While mean stature in IGHD group was 78 % of the control group, mean head circumference was 92 % and axial AL was 96 %. CONCLUSIONS: These observations suggest mild ocular effects in adult subjects with severe IGF-I deficiency due to non-treated IGHD. / OBJETIVO: A função ocular é fundamental para a adaptação ambiental e a capacidade de sobrevivência. Fatores de crescimento são julgados necessáriospara alcançar um globo ocular maduro, e conseqüente visão adequada. No entanto, as consequências da deficiência isoladadohormônio de crescimento circulante (GH) edo seu efetor, o fator de crescimento semelhante à insulina I (IGF-I) nos aspectos físicos do olho humano ainda são debatidas. Um modelo de deficiência isolada de GH não tratada (DIGH) pode esclarecer esta questão. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos físicos do globo ocular de indivíduos adultos com DIGH que nunca receberam terapia com GH. DESENHO: Estudo transversal. MÉTODOS: Ambiente: Hospital Universitário, Universidade Federal de Sergipe, Brasil. Pacientes: 25 indivíduosadultos (13 homens,com média de idade de 50,1 anos, entre 26 e 70 anos), com DIGH homozigotos para uma mutação nula (c.57 + 1G> A) no gene do receptorGHRH do grupo DIGH e 28 controles (15 homens, com média de idade de 51,1 anos, entre 26 e 67 anos), pareados, foram submetidos à avaliação endócrina e oftalmológica. Principais medidas: acuidade visual(AV), pressão intraocular(PIO),refração (equivalente esférico, EE), comprimento axial ocular (CA), profundidade da câmara anterior(PCA), medida da espessura do cristalino(EC), profundidade do vítreo(PV), curvatura corneana média(CCM) e espessura central corneana(ECC). RESULTADOS:Indivíduos com DIGH apresentaram IGF-I sérico não mensurável, similarAV, PIO e EC, valores mais altos doEEe CCM, e menores valores do CA, PCA, PV e ECC em comparação com os controles, mas dentro das respectivas faixas normais. Enquanto a estaturamédia no grupo DIGH foi de 78% do grupo de controle, a média da circunferência da cabeça foi de 92% e a média docomprimento axial foi de 96%. CONCLUSÃO: Essas observações sugerem efeitos oculares discretosem indivíduos adultos com grave deficiência de IGF-I devido à DIGH não tratada.

OBJECTIVE: Ocular function is fundamental for environmental adaptation and survival capacity. Growth factors are necessary for a mature eyeball, needed for adequate vision. However, the consequences of the deficiency of circulating growth hormone (GH) and its effector insulin-like growth factor I (IGF-I) on the physical aspects of the human eye are still debated. A model of untreated isolated GH deficiency (IGHD), with low but measurable serum GH, may clarify this issue. The aim of this study was to assess the ocular aspects of adult IGHD individuals who have never received GH therapy. DESIGN: Cross sectional study. METHODS: Setting University Hospital, Federal University of Sergipe, Brazil. Patients: Twenty-five adult (13 males, mean age 50.1 years, range 26 to 70 years old) IGHD subjects homozygous for a null mutation (c.57+1G>A) in the GHRH receptor gene, and 28 (15 males, mean age 51.1 years, range 26 to 67 years old) controls were submitted to an endocrine and ophthalmological assessment. Forty-six IGHD and 50 control eyes were studied. Main outcome measures: Visual acuity, intraocular pressure (IOP), refraction (spherical equivalent), ocular axial length (AL), anterior chamber depth (ACD),lens thickness (LT), vitreous depth (VD), mean corneal curvature (CC) and central corneal thickness (CCT). RESULTS: IGHD subjects exhibited unmeasurable serum IGF-I levels, similar visual acuity, intraocular pressure and LT, higher values of spherical equivalent and CC, and lower measures of AL, ACD, VD and CCT in comparison to controls, but within their respective normal ranges. While mean stature in IGHD group was 78 % of the control group, mean head circumference was 92 % and axial AL was 96 %. CONCLUSIONS: These observations suggest mild ocular effects in adult subjects with severe IGF-I deficiency due to non-treated IGHD. / OBJETIVO: A função ocular é fundamental para a adaptação ambiental e a capacidade de sobrevivência. Fatores de crescimento são julgados necessáriospara alcançar um globo ocular maduro, e conseqüente visão adequada. No entanto, as consequências da deficiência isoladadohormônio de crescimento circulante (GH) edo seu efetor, o fator de crescimento semelhante à insulina I (IGF-I) nos aspectos físicos do olho humano ainda são debatidas. Um modelo de deficiência isolada de GH não tratada (DIGH) pode esclarecer esta questão. O objetivo deste estudo foi avaliar os aspectos físicos do globo ocular de indivíduos adultos com DIGH que nunca receberam terapia com GH. DESENHO: Estudo transversal. MÉTODOS: Ambiente: Hospital Universitário, Universidade Federal de Sergipe, Brasil. Pacientes: 25 indivíduosadultos (13 homens,com média de idade de 50,1 anos, entre 26 e 70 anos), com DIGH homozigotos para uma mutação nula (c.57 + 1G> A) no gene do receptorGHRH do grupo DIGH e 28 controles (15 homens, com média de idade de 51,1 anos, entre 26 e 67 anos), pareados, foram submetidos à avaliação endócrina e oftalmológica. Principais medidas: acuidade visual(AV), pressão intraocular(PIO),refração (equivalente esférico, EE), comprimento axial ocular (CA), profundidade da câmara anterior(PCA), medida da espessura do cristalino(EC), profundidade do vítreo(PV), curvatura corneana média(CCM) e espessura central corneana(ECC). RESULTADOS:Indivíduos com DIGH apresentaram IGF-I sérico não mensurável, similarAV, PIO e EC, valores mais altos doEEe CCM, e menores valores do CA, PCA, PV e ECC em comparação com os controles, mas dentro das respectivas faixas normais. Enquanto a estaturamédia no grupo DIGH foi de 78% do grupo de controle, a média da circunferência da cabeça foi de 92% e a média docomprimento axial foi de 96%. CONCLUSÃO: Essas observações sugerem efeitos oculares discretosem indivíduos adultos com grave deficiência de IGF-I devido à DIGH não tratada.

Aiming to achieve the better efficiency in the use of bandwidth (spectral efficiency), as well as a compromise with the energy utilized in the process (power efficiency), the service operators are obliged to change the way in which the information is conveyed. The simplicity of the OOK modulation format has always been the main reason for using it in optical communications. Hence, once the coherent technologies had reached the maturity from a commercial point of view, they have become real alternatives to extend the capacity of networks. In this thesis, the performance of single and multirate FFH-OCDMA networks based on coherent modulation formats is addressed. The following modulation formats are assumed: binary and quadrature phase shift keying (BPSK and QPSK). For single rate networks, BPSK or QPSK are used as the modulation format for all users. For multirate networks, on the other hand, BPSK and QPSK modulation formats are employed for low and high rate transmission users, respectively. For both networks, new bit error rate (BER) formalisms regarding the main deleterious source in OCDMA are derived, namely multipleaccess interference (MAI). The mathematical formalism developed here accounts for any kind of users\' signal waveforms (which are accurately accounted for at the desired user\'s receiver). As a result, it can be successfully used to carry out performance analysis of any OCDMA network. Moreover, it is shown that both low and high rate users can surprisingly achieve similar BER levels. In addition, it is demonstrated that incoherent OOK-based networks are not good candidates for future single and multirate FFH-OCDMA implementations in this interference limited scenario. On the other hand, our results pave the way for BPSK- and QPSK -based networks, which are seen as potential candidates for next generation passive optical networks (NG-PON2), where higher data rates and a vast amount of users will be major network requirements. / No intuito de alcançar uma melhor eficiência no uso da largura de banda (eficiência espectral), bem como um compromisso com a energia utilizada no processo de transmissão de informações (eficiência em potência), as operadoras de serviços estão sendo obrigadas a alterar o modo em que a informações estão sendo transmitidas. Neste sentido, a simplicidade do formato de modulação OOK sempre foi a principal razão para a sua utilização em sistemas de comunicações ópticas. Assim, uma vez que a tecnologia coerente tem alcançado a maturidade do ponto de vista comercial, estas são reais alternativas para aumentar a capacidade das redes de comunicação ópticas. Nesta tese, são avaliados os desempenhos de redes FFH-OCDMA convencionais e de múltiplas taxas baseadas em formatos de modulação coerentes. Os seguintes formatos de modulação assumidos são: modulação por chaveamento de fase binário e por quadratura (BPSK e QPSK). Para redes convencionais, BPSK e QPSK são utilizados como formatos de modulação para todos os usuários. Por outro lado, para redes de múltiplas taxas de transmissão, os formatos de modulação BPSK e QPSK são empregados para baixas e altas taxas, respectivamente. Para ambas as redes, foram derivados novos formalismos matemáticos considerando a principal fonte deletéria de desempenho em OCDMA, comumente chamada de MAI, no cálculo da BER. Os formalismos matemáticos desenvolvidos são generalizados para quaisquer tipos de formas de onda empregada nos sinais dos usuários (as quais são contabilizadas precisamente no receptor do usuário de interesse). Como resultados, o formalismo matemático pode ser utilizado com sucesso para realizar a análise de desempenho de qualquer rede OCDMA. Adicionalmente, é demonstrado que ambos os usuários em baixa ou alta taxa de transmissão podem surpreendentemente alcançar níveis similares de BER. Concomitantemente, é observado que redes incoerentes baseadas em OOK não são boas candidatas para implementações convencionais e de múltiplas taxas de transmissão considerando esse cenário limitado por interferência. Por outro lado, os resultados trilham o caminho para redes baseadas em BPSK e QPSK, as quais são potenciais candidatas para a próxima geração de redes ópticas passivas (NG-PON2), onde os maiores requisitos são as altas taxas de transmissão e grande capacidade de inserção simultânea de usuários.

A oferta de novos serviços para os usuários finais, como o denominado triple play, que consiste no tráfego simultâneo de voz, vídeo e dados utilizando a mesma infra-estrutura de comunicação, vem exigindo que as estruturas de rede das operadoras ofereçam largura de banda adequada e qualidade de serviço. Nesse contexto, as redes ópticas passivas (PON) vêm se destacando em virtude de oferecerem maior largura de banda a custos relativamente baixos. Nas redes ópticas passivas, trechos de fibras ópticas podem ser compartilhados entre diversos assinantes, exigindo, para isso, a utilização de técnicas de controle de acesso múltiplo. Destaque maior é dado à técnica de acesso múltiplo por divisão de códigos ópticos (OCDMA), por apresentar características tais como maior segurança e capacidade flexível sob demanda. O desempenho dessa tecnologia é basicamente limitado pela interferência de acesso múltiplo, ou interferência multiusuário (MAI). No presente trabalho, cenários OCDMA-PON utilizando códigos ópticos unidimensionais, baseados na codificação prima modificada (MPC), e bidimensionais, baseados na codificação óptica ortogonal de múltiplos comprimentos de onda (MWOOC), são descritos, e seus respectivos desempenhos investigados. Os desempenhos desses sistemas são verificados utilizando-se os seguintes esquemas de modulação: 1) On-off Keying (OOK), cujo formalismo para a codificação padded MPC (PMPC) e double padded MPC (DPMPC) foi aqui desenvolvido, 2) por posição de pulso (PPM), considerando os ruídos poissonianos de deteção, cujo formalismo foi também aqui desenvolvido, 3) por posição de pulso (PPM) considerando apenas a interferência de acesso múltiplo (MAI), 4) semelhante ao (3), porém, utilizando a técnica mitigadora de MAI via cancelamento paralelo de interferência (PIC), e 5) semelhante ao (4) porém utilizando modulação por chaveamento de frequência (FSK). Em seguida, a codificação bidimensional MWOOC, utilizando modulação OOK, é analisada com e sem a utilização de PIC. Além desses esquemas, são também incluídas, pela primeira vez nesses formalismos, técnicas de correção posterior de erro (FEC) baseadas no algoritmo Reed-Solomon (RS). A figura de mérito adotada nas simulações é baseada no cálculo da taxa de erro de bit (BER). Os resultados obtidos para os diversos casos investigados neste trabalho indicam que a combinação PIC/FEC deve ser considerada de modo a se obter níveis de BER compatíveis com a região livre de erros (BER < \'10 POT.-12\') para os cenários de redes de acesso atuais e futuros (visando atender a 32 ou 64 usuários simultâneos). / The advent of new services offered to end users, such as the so called triple play, which consists in the simultaneous traffic of voice, video, and data through the same communication infrastructure, has been pushing telecom operators towards providing adequate bandwidth as well as quality of service. This has brought the spotlight to passive optical networks (PONs) by virtue of their considerably higher bandwidth at relatively low cost. In PONs, certain fiber optic spans can be shared among different users as long as multiple access control techniques are used. One such technique is the optical code division multiple access (OCDMA) technique, which, in addition, presents improved data security and flexible capacity on demand. The performance of this technology is basically limited by multi access interference (MAI), which becomes more severe as the number of simultaneous users increases. In the present work, OCDMA-PON scenarios utilizing one- and two-dimensional optical codes separately such as modified prime codes (MPC) and multi-wavelength optical orthogonal codes (MWOOC), are described and thoroughly investigated. The performances of these systems are investigated based on the following modulation schemes: 1) On-off keying (OOK), where a new formalism for the double-padded MPC is proposed, 2) Pulse position modulation (PPM), and 3) Frequency shift keying (FSK) together with MAI mitigation technique based on parallel interference cancelation (PIC). Besides these schemes, it is also included for the first time in these formalisms forward error correction techniques (FEC) based on the Reed-Solomon (RS) algorithm. The figure of merit adopted in all simulations is the bit error rate (BER). The results obtained for the cases investigated in this work indicate that the combination PIC/FEC must be considered if one is interested in obtaining BER levels compatible with the error-free region (BER < \'10 POT.-12\') for the current and future access network scenarios (aiming at attending 32 or 64 simultaneous users).

The significant advances in fiber-optic technology have broadened the optical network\'s reach into end-user business premises and even homes, allowing new services and technologies to be delivered to the customers. The next wave of innovation will certainly generate numerous opportunities provided by the widespread popularity of emerging solutions and applications such as tactile Internet, telemedicine and real time 3-D content generation, making them part of everyday life. Nevertheless, to support such an unprecedented and insatiable demand of data traffic, higher capacity and security, flexible bandwidth allocation and cost-efficiency have become crucial requirements for technologies candidate for future optical access networks. To this aim, optical code-division multiple-access (OCDMA) technology is considered as a prospective candidate, particularly due to features like asynchronous transmissions, flexible as well as conscious bandwidth resource distribution and support to differentiated services at the physical layer, to name but a few. In this context, this thesis proposes new mathematical formalisms for bit error rate, packet throughput and packet delay to assess the performance of flexible OCDMA networks capable of providing multiservice multirate transmissions according to users\' requirements. The proposed analytical formalisms do not require the knowledge a priori of the users\' code sequences, which means that the network performance can be addressed in a simple and straightforward manner using the code parameters only. In addition, the developed analytical formalisms account for a general number of distinct users\' classes as well as general probability of interference among users. Hence, these formalisms can be successfully applied for performance evaluation of flexible OCDMA networks not only under any number of users\' classes in a network, but also for most spreading codes with good correlation properties. The packet throughput expression is derived assuming Poisson, binomial and Markov chain approaches for the composite packet arrivals with the latter defined as benchmark. Then, it is shown via numerical simulation the Poisson-based expression is not appropriate for a reliable throughput estimate when compared to the benchmark (Markov) results. The binomial-based throughput equation, by its turn, provides results as accurate as the benchmark. In addition, the binomial-based throughput is numerically more convenient and computationally more efficient than the Markov chain approach, whereas the Markov-based one is computationally expensive, particularly if the number of users is large. The bit error rate (BER) expressions are derived considering gaussian and binomial distributions for the multiple-access interference and it is shown via numerical simulations that accurate performance of flexible OCDMA networks is only obtained with the binomial-based BER expression. This thesis also proposes and investigates a network architecture for Internet protocol traffic over flexible OCDMA with support to multiservice multirate transmissions, which is independent of the employed spreading code and does not require any new optical processing technology. In addition, the network performance assumes users transmitting asynchronously using receptors based on intensity-modulation direct-detection schemes. Numerical simulations shown that the proposed network performs well when its users are defined with high-weight code or when the channel utilization is low. The BER and packet throughput performance of an OCDMA network that provides multirate transmissions via multicode technique with two codes assigned to each single user is also addressed. Numerical results show that this technique outperforms classical techniques based on multilength code. Finally, this thesis addresses a new breakthrough technology that might lead to higher levels of security at the physical layer of optical networks. This technology consists in the generation of deterministic chaos from a commercial free-running vertical-cavity surface-emitting laser (VCSEL). The chaotic dynamics is generated by means of mechanical strains loaded onto an off-the-shelf quantum-well VCSEL using a simple and easily replicable holder. Deterministic chaos is then achieved, for the first time, without any additional complexity of optical feedback, parameter modulation or optical injection. The simplicity of the proposed system, which is based entirely on low-cost and easily available components, opens the way to the widespread use of commercial and free-running VCSEL devices for chaos-based applications. This off-the-shelf and cost-effective optical chaos generator has the potential for not only paving the way towards new security platforms in optical networks like, for example, successfully hiding the user information in an unpredictable, random-like signal against eventual eavesdroppers, but also for influencing emerging chaos applications initially limited or infeasible due to the lack of low-cost solutions. Furthermore, it leads the way to future realization of emerging applications with high-integrability and -scalability such as two-dimensional arrays of chaotic devices comprising hundreds of individual sources to increase requirements for random bit generation, cryptography or large-scale quantum networks. / Os avanços relacionados a tecnologia fotônica ampliaram o alcance das redes de comunicação óptica tanto em instalações de estabelecimentos comerciais quanto em residências, permitindo que novos serviços e tecnologias fossem entregues aos clientes. A próxima onda de inovação certamente gerará inúmeras oportunidades proporcionadas pela popularidade de soluções emergentes e aplicações como a Internet tátil, a telemedicina e a geração de conteúdo 3-D em tempo real, tornando-os parte da vida cotidiana. No entanto, para suportar a crescente demanda de tráfego atual, uma maior capacidade e segurança, alocação flexível de largura de banda e custo-eficiência tornaram-se requisitos cruciais para as tecnologias candidatas a futuras redes de acesso óptico. Para este fim, a tecnologia de acesso múltiplo por divisão de código óptico (OCDMA) é considerada um candidato em potencial, particularmente devido a características como transmissões assíncronas, distribuição flexível de banda larga e suporte a serviços diferenciados na camada física, para citar apenas alguns. Neste contexto, esta tese propõe novos formalismos matemáticos para a taxa de erro de bits, taxa de transferência de pacotes e atraso de pacotes para avaliar o desempenho de redes OCDMA flexíveis capazes de fornecer transmissões em múltiplas qualidades de serviço (QoS) de acordo com as necessidades dos usuários. Os formalismos analíticos propostos não requerem o conhecimento a priori das sequências de código dos usuários, o que significa que o desempenho da rede pode ser abordado de forma simples e direta usando apenas os parâmetros de código. Além disso, os formalismos analíticos desenvolvidos representam um número geral de classes de usuários distintos, bem como a probabilidade geral de interferência entre os usuários. Portanto, esses formalismos podem ser aplicados com sucesso na avaliação de desempenho de redes OCDMA flexíveis não apenas em qualquer número de classes de usuários em uma rede, mas também para a maioria dos códigos de espalhamento com boas propriedades de correlação. A expressão de taxa de transferência de pacotes é derivada assumindo aproximações de Poisson, binomial e de cadeia de Markov para as chegadas de pacotes compostos, com a última definida como benchmark. Em seguida, é mostrado via simulação numérica que a expressão baseada em Poisson não é apropriada para uma estimativa confiável de taxa de transferência quando comparada aos resultados de benchmark (Markov). A equação de taxa de transferência binomial, por sua vez, fornece resultados tão precisos quanto o benchmark. Além disso, a taxa de transferência binomial é numericamente mais conveniente e computacionalmente eficiente quando comparada com abordagem de Markov, enquanto esta última é computacionalmente dispendiosa, particularmente se o número de usuários é grande. As expressões de taxa de erro de bit (BER) são derivadas considerando distribuições gaussianas e binomiais para a interferência de acesso múltiplo e é mostrado por meio de simulações numéricas que o desempenho exato de redes OCDMA flexíveis é obtido somente com a expressão binomial de BER. Esta tese também propõe e investiga uma arquitetura de rede para o tráfego de protocolo de Internet sobre OCDMA flexível com suporte a transmissões de QoS e de múltiplas taxas, que é independente do código de espalhamento empregado e não requer qualquer nova tecnologia de processamento óptico. Além disso, o desempenho da rede assume que os usuários transmitem de forma assíncrona usando receptores baseados em esquemas de detecção direta de modulação de intensidade. As simulações numéricas mostraram que a rede proposta possui melhor desempenho quando seus usuários são definidos com peso de código alto ou quando a utilização do canal é baixa. O desempenho da BER e da taxa de transferência de pacotes de uma rede OCDMA que fornece transmissões de múltiplas taxas por meio de uma técnica multi-código com dois códigos atribuídos a cada usuário é também abordado. Os resultados numéricos mostram que esta técnica supera as técnicas clássicas baseadas no código de comprimento múltiplo. Finalmente, esta tese aborda uma nova tecnologia que pode levar a níveis mais elevados de segurança na camada física de redes ópticas. Esta tecnologia consiste na geração de caos determinístico a partir de um laser de emissão superficial com cavidade vertical (VCSEL). A dinâmica caótica é gerada através da aplicação de forças mecânicas em um VCSEL comercial usando um suporte simples e facilmente replicável. O caos determinístico é então alcançado, pela primeira vez, sem qualquer complexidade adicional de realimentação óptica, modulação de parâmetros ou injeção óptica. A simplicidade do sistema proposto, o qual se baseia inteiramente em componentes de baixo custo e que são facilmente encontrados, abre o caminho para o uso de dispositivos VCSEL comerciais para aplicações baseadas em caos. Este gerador de caos óptico tem o potencial não só de pavimentar o caminho para novas plataformas de segurança em redes ópticas, como, por exemplo, ocultar com êxito as informações do usuário em um sinal imprevisível e aleatório contra eventuais invasores, como também tem o potencial de influenciar aplicações de caos emergentes inicialmente limitadas ou inviáveis devido à falta de soluções de baixo custo. Além disso, ele conduz o caminho para a realização futura de aplicações emergentes com alta integridade e escalabilidade, tais como matrizes bidimensionais de dispositivos caóticos que compreendem centenas de fontes individuais para aumentar as necessidades de geração de bit aleatória, criptografia ou redes quânticas de grande escala.

A maneira mais direta de detectar as anomalias da densidade é pelo estudo do potencial gravitacional e de suas derivadas. A disponibilidade global e a boa resolução dos dados do satélite GOCE, aliadas à disponibilidade de dados de gravimetria terrestre, são ideais para a comparação e classificação das bacias de larga escala, como as bacias sedimentares do Solimões e do Amazonas dentro do Craton amazônico. Foram processados um conjunto de dados, produtos GOCE EGG_TRF_2 Level 2, ao longo das trajetórias do satélite para remover o ruído (shift/drift) nos gradientes da gravidade a partir da técnica crossover (XO). Calculamos a redução das massas topográfica a fim de obter os componentes do gradiente da gravidade e anomalia da gravidade usando modelagem direta com prismas esféricos a partir do modelo de elevação digital, ETOPO1. Desta maneira, a comparação dos dados somente do satélite GOCE com as reduções das massas topográficas referentes aos componentes do gradiente da gravidade permitiram estimar quantidades invariantes que trouxeram uma melhoria na interpretação dos dados do tensor de gravidade. Além disso, comparamos dados terrestres do campo de gravidade com dados do campo de gravidade dos modelos geopotenciais EGM2008 e GOCE, uma vez que os dados terrestres podem ser afetados por erros em longos comprimentos de onda devido a erros de nivelamento, diferentes referenciais de altitudes, e aos problemas em interligar diferentes campanhas de medidas da gravidade. Portanto, estimamos uma melhora e uma nova representação dos mapas das anomalias de gravidade e do tensor gradiente da gravidade nas áreas inacessíveis do Craton Amazônico. As observações forneceram novas entradas para determinar campos regionais a partir dados brutos pre-processados (gradiente de gravidade EGG_TRF_2 L2), bem como a partir de um modelo geopotencial mais recente até grau e ordem 250 dos harmonicos esféricos derivados de dados somente do satélite GOCE para a representação do campo de gravidade como geóide, anomalias da gravidade e os componentes tensor da gravidade, os quais foram quantidades importantes para interpretação, modelagem e estudo dessas estruturas. Finalmente, obtivemos um modelo isostático considerando a estrutura de densidade litosférica estudada através de uma modelagem direta 3D da distribuição de densidade por prismas esféricos usando a geometria do embasamento e descontinuidade do Moho. Além do que, constatamos através da modelagem direta das soleiras de diabásios dentro dos sedimentos mostramos que somente as soleiras dentro da Bacia do Amazonas não são as únicas responsáveis pela anomalia de gravidade positiva que coincide aproximadamente com as espessuras máximas dos sedimentos da Bacia. Talvez, isso possa ser também um resultado de movimentos relativos do Escudo das Guianas situado ao norte da Bacia, e o Escudo Brasileiro situado ao sul. Embora isso seja apenas uma evidência adicional preliminar, não podemos confirmá-las a partir das estimativas do campo da gravidade. Portanto, é necessário outros tipos de dados geofísicos, como por exemplo, evidências mais claras advindas do paleomagnetismo. / The most direct way to detect density anomalies is the study of the gravity potential field and its derivatives. The global availability and good resolution of the GOCE mission coupled with the availability of terrestrial gravity data are ideal for the scope of intercomparison and classification of the two large-scale Amazon and Solimoes sedimentary basins into area of the Amazon Craton. The GOCE data set obtained in satellite tracks were processed from EGG_TRF_2 Level 2 Products generated with the correction needed to remove the noise (shift/drift), and so, to recover the individual components of the gravity gradient tensor using the crossover (XO) points technique. We calculated the topographic masses reductions in order to obtain the gravity gradient components and gravity anomaly (vertical component) using forward modelling from tesseroids from Digital Elevation Model, ETOPO1. Thus, the comparison of the only-satellite GOCE data with the reductions of the topographic masses for the gradient components allowed to estimate invariants quantities for bring an improvement in the interpretation of the gravity tensor data. Furthermore, we compared the terrestrial data gravity field with EGM2008 and GOCE-deduced gravity field because the terrestrial fields may be affected by errors at long wavelengths due to errors in leveling, different height references, and problems in connecting different measurement campaigns. However, we have estimated an improvement and new representations of the gravity anomalies maps and gravity gradient tensor components primary in inaccessible areas of the Amazon Craton. GOCE observations provide new inputs to determine the regional fields from the preprocessed raw data (EGG_TRF_2 L2 gravity gradients), as well from the most recent global geopotential model available up to degree and order 250 developed in spherical harmonics derived only-satellite GOCE data for representing of geoid and others gravity field as gravity anomaly and gravity gradient tensor components, which are important quantities for modelling and studying these structures. Finally, we obtained the isostatic model considering the lithospheric density structure studied through a 3D direct modelling of density distribution using the geometry of basement and Moho discontinuity, assumed to be known as initial constraint. In addition, we found through direct modeling sills and sediment has shown that the diabase sills are not the only ones responsible for positive gravity anomaly map that transects the Amazon Basin, roughly coincident with the maximum thickness of sedimentary rocks or the trough of the basin. Maybe, this could be the result of the relative movements of the Guiana Shield, situated at the north of the Amazon basin, and the Brazilian Shield, situated at the south. Although this is only a preliminary additional evidence, we cannot confirm it only from the data of gravity. It is necessary others types of geophysical data, for example, more clear evidences obtained from paleomagnetism.

[pt] IoT refere-se a um sistema de dispositivos de computação inter-relacionados que visa transferir dados através de uma rede sem exigir interação humanohumano ou humano-para-computador. Esses sistemas de comunicação modernos, exigem restrições de baixo consumo de energia e baixa complexidade no receptor. Nesse sentido, o conversor analógico-digital representa um gargalo para o desenvolvimento das aplicações dessas novas tecnologias, pois apresenta alto consumo de energia devido à sua alta resolução. A pesquisa realizada em relação aos conversores analógico-digitais com quantização grosseira mostrou que esses dispositivos são promissores para o projeto de futuros sistemas de comunicação. Para equilibrar a perda de informações, devido à quantização grosseira, a resolução no tempo é aumentada através da superamostragem. Esta tese considera um sistema com quantização de 1 bit e superamostragem no receptor com um canal de downlink MIMO multiusuário com banda ilimitada e apresenta, como principal contribuição, a nova modulação de cruzamento de zeros que implica que a informação é transmitida no instante de tempo zero-crossings. Este método é usado para a pré-codificação temporal através da otimização do design da forma de onda para dois pré-codificadores diferentes, a maximização temporal da distância mínima até o limiar de decisão com forçamento a zero espacial e a pré-codificação MMSE no espácio-temporal. Os resultados da simulação mostram que a abordagem de cruzamento de zeros proposta supera o estado da arte em termos da taxa de erro de bits para os dois pré-codificadores estudados. Além disso, essa nova modulação reduz a complexidade computacional, permite dispositivos de complexidade muito baixa e economiza recursos de banda em comparação com o método mais avançado. Análises adicionais mostram que a abordagem do cruzamento de zeros é benéfica em comparação com o método mais avançado em termos de maior distância mínima até o limiar de decisão e menor MSE para sistemas com limitações de banda. Além disso, foi desenvolvido um esquema de mapeamento de bits para modulação de cruzamento por zero, semelhante à codificação de Gray para reduzir ainda mais a taxa de erro de bits. / [en] The IoT refers to a system of interrelated computing devises which aims to transfer data over a network without requiring human-to-human or humanto- computer interaction. This Modern communication systems demand restrictions of low energy consumption and low complexity in the receiver. In this sense, the analog-to-digital converter represents a bottleneck for the development of the applications of these new technologies since it has a high energy consumption due to its high resolution. The research carried out concerning to the analog-to-digital converters with coarse quantization has shown that such devices are promising for the design of future communication systems. To balance the loss of information, due to the coarse quantization, the resolution in time is increased through oversampling. This thesis considers a system with 1-bit quantization and oversampling at the receiver with a bandlimited multiuser MIMO downlink channel and introduces, as the main contribution, the novel zero-crossing modulation which implies that the information is conveyed within the time instant of the zero-crossings. This method is used for the temporal precoding through the waveform design optimization for two different precoders, the temporal maximization of the minimum distance to the decision threshold with spatial zero forcing and the space-time MMSE precoding. The simulation results show that the proposed zero-crossing approach outperforms the state-of-theart in terms of the bit error rate for both precoders studied. In addition, this novel modulation reduces the computational complexity, allows very low complexity devices and saves band resources in comparison to the state-ofthe- art method. Additional analyses show that the zero-crossing approach is beneficial in comparison to the state-of-the-art method in terms of greater minimum distance to the decision threshold and lower MSE for systems with band limitations. Moreover, it was devised a bit-mapping scheme for zero-crossing modulation, similar to Gray-coding to further reduce the bit error rate.

The continuous evolution of the optical communication technology in the last few years has allowed the growing users demand for higher bandwidth to be satisfactorily attended. This new demand is mainly attributed to the growing popularity of bandwidth-intensive networking applications, such as Internet protocol television (IPTV), high-definition television (HDTV), e-learning, e-health, super high-definition (SHD) class digital movies, and e-culture based on 3-D full-HD video. These applications will eventually require differentiated service types and diversified data rates. As a result, capability of supporting differentiated-quality of service (QoS) and multirate transmission are becoming a challenge for future optical networks. Among many multiplexing techniques, optical code-division multiple-access (OCDMA) constitutes a potential candidate for next generation optical networks, particularly due to features like asynchronous operation, simplified network control, easy addition of new users, and possibility of differentiated-QoS at the physical layer. The performance of this access technique is mainly limited by multiple-access interference (MAI). Although in multirate, multiservice OCDMA systems MAI is considered to be binomially distributed, others probability distributions for the MAI analyzes and consequently the bit error rate (BER) have been used as an approximation. In this context, this dissertation proposes a new formalism to evaluate the BER performance of 1-D and 2-D multirate, multiservice OCDMA systems considering MAI as binomially distributed, resulting in a more accurate BER expression. Also, the proposed approach does not require knowledge a priori of the generated code sequences themselves, which means that the system performance analysis is achieved more easily using only the code parameters. Furthermore, a multirate OCDMA system employing 1-D optical orthogonal code (OOC) and 2-D optical fast frequency hopping (OFFH) codes is also investigated. A performance comparison in terms of BER for the OOC-based system assuming both Poisson and binomial distribution for the MAI is investigated. A further comparison of an OFFH-based multirate system assuming both gaussian and binomial distribution for the MAI is also analyzed. It is shown that BER performance in multirate scenarios can be overestimated or underestimated by many orders of magnitude depending on the assumed distribution for the MAI and on the number of simultaneous users. Moreover, it is presented for the first time a hybrid OCDM/WDM optical packet switch capable of supporting multirate and differentiated-QoS transmission. The architecture of the proposed multirate switch and its performance in terms of packet loss probability are also presented. Finally, it is shown that using a gaussian or Poisson distribution for the MAI might not be appropriate for a reliable BER estimate, since they are not acceptable approximations to assess the performance of multirate, multiservice systems with good accuracy. / A contínua evolução da tecnologia de comunicações ópticas observada nos últimos anos vem possibilitando atender a crescente demanda dos usuários por maior largura de banda. Esta nova demanda é atribuída principalmente à popularidade crescente de aplicações de banda larga, tais como TV por protocolo de Internet (IPTV), televisão de alta definição (HDTV), ensino online, e-saúde, filmes digitais de super alta definição (SHD) e e-cultura baseado em vídeo 3-D full-HD. Esta vasta gama de aplicações acabará por necessitar de tipos de serviços diferenciados e taxas de transmissão de dados diversificadas. Como resultado, capacidades de suportar diferenciamento de qualidade de serviço (QoS) e transmissão de múltiplas taxas estão se tornando um desafio para as redes ópticas futuras. Dentre muitas técnicas de multiplexação existentes, OCDMA constitui-se em um candidato potencial para as redes ópticas de próxima geração, particularmente devido a características como operação assíncrona, controle de rede simplificada, fácil adição de novos usuários, e também possibilidade de QoS diferenciado na camada física. O desempenho desta técnica de acesso múltiplo é limitado principalmente por interferência múltipla de acesso (MAI). Embora em sistemas OCDMA de múltiplas taxas e multiserviços a MAI deva ser considerada binomialmente distribuída, outras distribuições de probabilidade para a análise da MAI e, consequentemente, da BER têm sido utilizadas como uma aproximação. Neste contexto, este trabalho propõe um novo formalismo para avaliar o desempenho da BER de sistemas OCDMA 1-D e 2-D de múltiplas taxas e multisserviços considerando a MAI como binomialmente distribuída, o que resulta em uma expressão mais precisa para a BER. Além disso, o método proposto neste trabalho não requer conhecimento, a priori, das sequências de códigos geradas, o que significa que a análise do desempenho do sistema é obtida mais facilmente utilizando apenas os parâmetros do código. Um sistema OCDMA de múltiplas taxas empregando códigos 1-D OOC e 2-D OFFH será também investigado. Uma comparação do desempenho em termos de BER para o sistema baseado em OOC supondo tanto a distribuição de Poisson quanto a binomial para a MAI é investigada. De forma análoga, uma comparação para o sistema de múltiplas taxas baseado em OFFH supondo desta vez tanto a distribuição gaussiana quanto a binomial para a MAI também é analisada. É mostrado que a BER em cenários de múltiplas taxas pode ser superestimada ou subestimada em várias ordens de grandeza, dependendo da distribuição suposta para a MAI e do número de usuários simultâneos no sistema. Além disso, é apresentado pela primeira vez um switch óptico híbrido de pacotes OCDM/WDM capaz de prover transmissões de múltiplas taxas e serviços diferenciados. A arquitetura do switch proposto e seu desempenho em termos de probabilidade de perda de pacotes também são apresentados. Finalmente, é mostrado que o uso da distribuição gaussiana ou poissoniana para a MAI pode não ser apropriado para uma estimativa confiável de BER, uma vez que não são aproximações aceitáveis para avaliar o desempenho de sistemas de múltiplas taxas e multiserviços com boa precisão.