This thesis puts focus on the technological challenges for Wavelength Division Multiplexed Passive Optical Network (WDM-PON) implementation, and presents novel semiconductor optical devices for deployment at the optical network unit (ONU). The first-ever reported L-band Reflective semiconductor optical amplifier (RSOA) is presented based on InP-base material. A theoretical model is developed to estimate the optical gain and the saturation power of this device compared to a conventional SOA. Experiments on this device design show long-range telecom wavelength operation, with polarization-independent gain of greater than 20 dB, and low saturation output power of 0 dBm suitable for PON applications. Next, the effect of the amplified spontaneous emission noise of RSOA devices on WDM-PON system is investigated. It is shown through theoretical modeling and simulations that the RSOA noise combined with receiver noise statistics increase probability of error, and induce considerable power penalties to the WDM-PON system. By improving the coupling efficiencies, and by distributing more current flow to the input of these devices, steps can be taken to improve device noise characteristics. Further, in spectrally-spliced WDM-PONs deploying RSOAs, the effect of AWG filter shape on system performance is investigated. Simulation modeling and experiments show that deployment of Flat-band AWGs is critical for reducing the probability of error caused by AWG spectral shape filtering. Flat-band athermal AWGs in comparison to Gaussin-shape counterparts satisfy the maximum acceptable error probability requirements, and reduce the power penalty associated with filtering effect. In addition, detuning between two AWG center wavelengths impose further power penalties to the WDM-PON system. In the last section of this thesis, motivated by RSOA device system limitations, a novel injection-locked Fabry-Perot (IL-FP) device is presented which consists of a gain section monolithically integrated with a phase section. The gain section provides locking of one FP mode to a seed source wavelength, while the phase modulator allows for adjusting the wavelength of the internal modes by tuning bias current to maintain mode-locking. This device counters any mode drifts caused by temperature variations, and allows for cooler-less operation over a wide range of currents. The devices and the performance metrics subsequently allow for a hybrid integration platform on a silicon substrate and integrate many functionalities like reflective modulator with thin film dielectric filter and receiver on a single chip for deployment at the user-end of future-proof low cost WDM-PONs.

Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η ανάλυση και αξιολόγηση της απόδοσης των οπτικών δικτύων μεταγωγής ριπών με την μέθοδο της προσέγγισης μειωμένου φορτίου. Η μέθοδος αυτή είναι αρκετά ευέλικτη για να προσαρμοστεί σε ένα οπτικό δίκτυο μεταγωγής οπτικών ριπών το οποίο υιοθετεί 4 διαφορετικά είδη πολιτικών και οι οποίες είναι η JET, η κατάτμηση ριπής, όπως επίσης και δυο πολιτικές προτεραιοτήτων. Η ακρίβεια της μεθόδου επιβεβαιώνεται από την προσομοίωση και τέλος οι διάφορες πολιτικές συγκρίνονται μεταξύ τους. Το πρώτο κεφάλαιο αυτής της εργασίας έχει αφιερωθεί στο να εισάγει τον αναγνώστη σε βασικές έννοιες σχετικά με τις οπτικές ίνες και τα οπτικά δίκτυα από την πρώτη έως την τρίτη γενιά. Αναφέρεται στα τρία είδη οπτικής μεταγωγής που υπάρχουν και ακολούθως γίνεται μια σύγκριση αυτών των τεχνολογιών οπτικής μεταγωγής. Στο δεύτερο κεφάλαιο αυτής της εργασίας, γίνεται μια πιο ενδελεχής ανάλυση των δικτύων δρομολόγησης με οπτικές ριπές και παρουσιάζονται όλοι οι απαραίτητοι μηχανισμοί για την ύπαρξη και άρτια λειτουργία αυτών των δικτύων. Αναλυτικότερα, παρέχονται πληροφορίες για την επίλυση θεμάτων ανταγωνισμού και την σηματοδοσία την συναρμολόγηση των ριπών. Στη συνέχεια, στο τρίτο κεφάλαιο γίνεται η παρουσίαση της μεθόδου προσέγγισης μειωμένου φορτίου για κλασσικά τηλεφωνικά δίκτυα. Σκοπός είναι να αναλυθεί εκτενώς ο τρόπος με τον οποίο μπορεί να χρησιμοποιηθεί η μέθοδος αυτή σε οπτικά δίκτυα μεταγωγής οπτικών ριπών και τι απαραίτητες αλλαγές πρέπει να γίνουν για την κάθε πολιτική που εφαρμόζεται ξεχωριστά. Παράλληλα, για κάθε πολιτική παρέχονται πίνακες με αποτελέσματα όπως και γραφήματα για να γίνουν πιο κατανοητά τα αποτελέσματα της μεθόδου. Έπειτα, παρουσιάζονται τα συμπεράσματα της εργασίας όπως και διάφορες προτάσεις για το πώς μπορεί να αξιοποιηθεί η κάθε πολιτική με τον καλύτερο τρόπο. Τέλος στο τέταρτο κεφάλαιο παρατίθενται οι κώδικες των αναλυτικών μοντέλων για κάθε μια από τις πολιτικές που χρησιμοποιήθηκε σε γλώσσα προγραμματισμού C, έτσι ώστε αν θέλει ο αναγνώστης να έρθει σε επαφή και με το προγραμματιστικό περιβάλλον του δικτύου που υλοποιήθηκε. / The subject of this Diploma Thesis is the analysis and evaluation of the performance of Optical Burst Switching Networks by using the method of reduced load approximation. This method is flexible enough to be adjusted to the type of networks mentioned above which normally adopt four different kinds of policies, like the JET policy, the burst segmentation policy and also two policies of priorities. Thus, the main goal of this project is the confirmation of the accuracy of this method by performing the necessary simulations in order to compare these different policies. The first chapter of the project is dedicated to the task of making the reader familiar with the basic elements of the science of optical fibers and optical networks in general, all the way from the very first generation of them to the third one that is widely used at present. During this chapter, the three types of optical switching networks are described. These types are further examined next, during the second chapter, where a thorough analysis of network routing with optical bursts is performed. In addition, all the necessary mechanisms for the existence and well-functioning of these networks are presented. Specifically, a wide range of information related to the solving of competition issues and signaling for the assembly of the bursts, is given. Then, during the third chapter, the method of reduced load approximation is presented for the classic telephony networks. This method can be used in optical burst switching networks, and different variations of it are used, according to each separate policy that is followed. Result tables accompanied by the appropriate charts are supplied in order to clarify the results of this method. Next, the results of this Diploma Thesis are aggregated and accompanied by proposals about reclaiming each policy the best way. In the last chapter, the programming codes of each analytical model of these four optical networks policies, expressed in the programming language C, are supplied, giving the reader the chance to get in touch with the programming environment that was used in order to derive the optical network that was simulated.

Orientador: Prof. Dr. Gustavo Sousa Pavani / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência da Computação, 2014. / Por conta da grande demanda por computação de alto desempenho, maiores taxas de envio de dados e disponibilidade de recursos de um ambiente de computação em grade, este trabalho apresenta um estudo realizado sobre o uso de redes ópticas que operam com Multiplexação por Divisão de Comprimento de Onda (Wavelength Division Multiplexing (WDM)) no suporte a grades computacionais, cujo ambiente é chamado de lambda grid. Assim, é proposto neste trabalho uma nova arquitetura de lambda grid capaz de ampliar a disponibilidade de seus recursos computacionais e de rede, por meio da inserc~ao de um suporte a reserva futura destes recursos, ampliando a disponibilidade da grade a tempos futuros e não apenas a tempos correntes de operação. Para o gerenciamento desse ambiente, foi proposto o uso de um algoritmo baseado em Otimização por Colônia de Formigas (Ant Colony Optimization (ACO)) integrado ao plano de controle Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS), o qual é capaz de gerenciar dinamicamente e de forma conjunta os recursos de processamento e de rede, alem de prover os mecanismos de agendamento e de reserva futura desses recursos. A arquitetura proposta, juntamente com os demais algoritmos desenvolvidos, foi testada e validada por meio de simulações. Os resultados das simulações permitiram a avaliação do desempenho da nova arquitetura e da necessidade de se incorporar o agendamento conjunto com reserva futuras na execução da ação da probabilidade de bloqueio. / Due to the increasing demand of high-performance computing, higher data transport rates and the availability of the resources on a grid computing environment, this work presents a study of the use of Wavelength Division Multiplexing (WDM) optical networks on the support of grid computing, whose environment is known as lambda grid. It is proposed in this work a new architecture of lambda grid which is capable of increasing the availability of its network and computing resources by the use of an advance reservation approach, which makes the grid able to other its resources in future times of operation and not only in the current time. For the management of this environment, it was proposed the use of an Ant Colony Optimization (ACO) based algorithm integrated to the Generalized Multi-Protocol Label Switching (GMPLS) control plane, which is capable to dynamically manage the server and network resources, in addition to provide the co-scheduling and advance reservation of those resources. The proposed architecture and algorithms were tested and evaluated by means of simulations. The obtained results allowed the evaluation of the performance of the new architecture and the need to incorporate the co-scheduling of server and optical network resources in their advance reservation in order to minimize the blocking probability.

abstract: Access Networks provide the backbone to the Internet connecting the end-users to the core network thus forming the most important segment for connectivity. Access Networks have multiple physical layer medium ranging from fiber cables, to DSL links and Wireless nodes, creating practically-used hybrid access networks. We explore the hybrid access network at the Medium ACcess (MAC) Layer which receives packets segregated as data and control packets, thus providing the needed decoupling of data and control plane. We utilize the Software Defined Networking (SDN) principle of centralized processing with segregated data and control plane to further extend the usability of our algorithms. This dissertation introduces novel techniques in Dynamic Bandwidth allocation, control message scheduling policy, flow control techniques and Grouping techniques to provide improved performance in Hybrid Passive Optical Networks (PON) such as PON-xDSL, FiWi etc. Finally, we study the different types of software defined algorithms in access networks and describe the various open challenges and research directions. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Electrical Engineering 2015

Submitted by Fernando Souza (fernandoafsou@gmail.com) on 2017-08-21T11:30:58Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1795088 bytes, checksum: fb7c00f2437bd31139648401e67e1ad9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-21T11:30:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1795088 bytes, checksum: fb7c00f2437bd31139648401e67e1ad9 (MD5) Previous issue date: 2014-07-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In this work the problem of routing and route allocation (RSA) for elastic optical networks has been studied. This is similar to the problem of routing and wavelength allocation problem, the latter being characteristic routed optical networks in wavelengths. The problem RSA aims to allocate the least amount of resources to elastic optical network so it can cater to the maximum number of demands set out in customer traffic matrix. Besides the study of the problem, in this paper, two metaheuristics were implemented, which were the Iterated Local Search (ILS) and the Greedy Randomized Adaptive Search Procedure (GRASP), which use SSA and LP-CA mathematical models in the local search phase. To implement metaheuristics and mathematical models, we used IBM ILOG CPLEX IDE. The results are presented in graphs, which showed that metaheuristics able to be efficient and competitive, with good quality solutions in an acceptable and even lower than the results presented by accurate modeling computational time. Finally, this paper presents a discussion of the advantages and limitations of this study, and presents directions for future work in this field of study. / Neste trabalho foi estudado o problema de roteamento e alocação de rota (RSA) em redes ópticas elásticas. Este é um problema similar ao problema de roteamento e alocação de comprimentos de onda, este último sendo característico em redes ópticas roteadas em comprimentos de onda. O problema RSA tem como objetivo atribuir a menor quantidade de recursos de uma rede óptica elástica de tal forma que consiga atender ao máximo número de demandas definidas na matriz de tráfego cliente. Além do estudo sobre o problema, neste trabalho foram implementadas duas metaheurísticas, sendo elas o Iterated Local Search (ILS) e o Greedy Randomized Adaptative Search Procedure (GRASP), as quais utilizam os modelos matemáticos SSA e LP-CA na fase de busca local. Para implementar os modelos matemáticos e metaheurísticas, foi utilizada a IDE IBM iLOG CPLEX. Os resultados obtidos são apresentados através de gráficos, os quais demonstraram que as metaheurísticas conseguiram ser eficientes e competitivas, apresentando soluções de boa qualidade em um tempo computacional aceitável e até menor que os resultados apresentados pelos modelos exatos. Por fim, este texto apresenta uma discussão sobre os diferenciais e limitações deste trabalho, e apresenta direcionamentos para trabalhos futuros neste campo de estudo.

O objetivo deste trabalho é utilizar o método do tráfego aleatório equivalente para analisar e dimensionar redes ópticas sem comutação para arquitetura de nível único. Uma modelagem analítica, baseada nesse método, que possibilita otimizar os parâmetros da rede considerando padrões mínimos de desempenho é descrita. A rede em estudo utiliza apenas um nó, onde se realizam as funções de roteamento passivo. Em anexo ao nó existem seqüências de conversores de comprimentos de onda gerenciados por um controlador de rede. A estrutura da rede consiste de um certo número de redes ópticas passivas (PONs) conectadas às portas do nó. Essas PONs são distribuídas pela área geográfica onde estão os clientes a serem atendidos. O acesso ao meio constituído pelas PONs é disciplinado por meio da utilização de um esquema WDMA / TDMA administrado pelo controlador de rede. Os comprimentos de onda pertinentes a cada PON conectada a uma porta de entrada do nó são alocados de tal forma que cada um deles se direciona a uma diferente porta de saída e, por conseguinte, a uma diferente PON de destino. Uma conexão entre dois terminais é estabelecida pela seleção de um intervalo de tempo (slot de tempo) pertinente ao comprimento de onda que conecta suas respectivas PONs através do nó. Caso esse comprimento de onda já esteja com sua capacidade plenamente utilizada, conexões adicionais podem ser estabelecidas utilizando-se um comprimento de onda direcionado a uma seqüência de conversores de comprimentos de onda anexa ao nó. Após a conversão, é utilizado outro comprimento de onda que é direcionado pelo nó à PON de destino. A modelagem analítica investigada é utilizada para obter as relações entre os parâmetros da rede, possibilitando a escolha dos seus melhores valores. / The purpose of this work is to use the equivalent random traffic method for analysis and dimensioning of switchless optical networks for single-layer architecture. This work reports an analytical model that allows the network dimensioning according to some relevant design parameters and the required system performance. The analyzed network is based on a single node providing passive routing functions. Wavelength converter arrays, controlled by a network controller, are added in the node. The network structure consists of a set of passive optical networks (PONs) connected to the node ports. Those PONs are distributed along the geographical area where the customers to be assisted are. The access to the medium constituted by the PONs is disciplined through the use of a WDMA / TDMA scheme administered by the network controller. The pertinent wavelengths to each PON connected to an input port of the node are allocated in such a way that each one is addressed to a different output port and, consequently, to a different destination PON. A connection between two terminals is set up by the selection of a time slot pertinent to the wavelength that connects its respective PONs through the node. If the capacity of the wavelength is fully used, additional connections can be established by the use of wavelength directed to a wavelength converter array enclosed to the node. After the conversion, another wavelength addressed by the node to the destination PON is used. The connections achieved between the network parameters are detailed to allow the choice of the best network parameters.

Orientador: Mauricio Ferreira Magalhães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-07T06:05:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pasquini_Rafael_M.pdf: 1288391 bytes, checksum: d665dda186325e7c2231e9ee9be754be (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Os principais interesses do Projeto GIGA são o desenvolvimento de Tecnologias de Redes Ópticas, Serviços e Aplicações de Rede, Serviços Experimentais de Telecomunicações e Aplicações Científicas. No contexto deste Projeto, nosso grupo de pesquisa tem trabalhado no desenvolvimento de um Plano de Controle IP/WDM para integrar a Rede Cliente IP/MPLS com a Rede Óptica de Transporte WDM, de acordo com as especificações GMPLS e ASON. Especificamente neste trabalho é proposta uma Arquitetura para a UNI (User Network Interface) independente de protocolo de sinalização para prover a integralização entre as Redes Cliente e a Rede Óptica de Transporte. A Arquitetura da UNI proposta neste trabalho mantém inalterada a semântica de sinalização das redes cliente e de transporte da rede de testes do Projeto GIGA. Esta dissertação descreve como a Arquitetura desenvolvida suporta a independência quanto ao protocolo de sinalização e apresenta o protótipo implementado para validar a Arquitetura proposta / Abstract: The main interests of the GIGA Project are the deployment of Optical Network Technology, Network Services and Applications, Experimental Telecommunication Services and Scientific Applications. In the context of this Project, our research group has been working on the design of an IP/WDMControl Plane to integrate the IP/MPLS Client Network with the Optical Transport Network (WDM), according to the GMPLS and ASON specifications. Specifically in this work is proposed a signaling protocol independent UNI (User Network Interface) architecture to integrate the Client and the Optical Transport Networks. The proposed UNI architecture maintains unchanged the client and transport networks signaling semantics for the GIGA testbed network. This dissertation describes how the designed architecture supports the independence of the signaling protocol and presents the prototype implemented to validate the architecture / Mestrado / Engenharia de Computação / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientadores: Aldario Chrestani Bordonalli, João Batista Rosolem / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-08T23:57:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JulioCesarRodriguesFernandesde_D.pdf: 2208665 bytes, checksum: f470d97f674d04df8485763bda26fb82 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A modificação no padrão de trafego das redes, introduzida pelo avanço das tecnologias de chaveamento óptico e de conversão de comprimento de onda, vem requerendo mudanças nas características dos dispositivos e equipamentos ópticos até então utilizados, uma vez que muitos destes ainda são otimizados para enlaces ponto-a-ponto e deixam de apresentar as funcionalidades necessárias para um funcionamento adequado em redes reconfiguráveis. Em particular, podem ser citados os amplificadores ópticos, em sua maioria amplificadores a fibra dopada com érbio (EDFAs ¿ erbium doped fiber amplifiers), que exibem uma forte dependência do ganho com o nível de potencia de entrada. Este comportamento se torna um fator limitante devido à aleatoriedade do numero de canais na entrada dos amplificadores, exibida pelas redes reconfiguráveis. Dessa maneira, técnicas de controle automático de ganho têm sido propostas no intuito de eliminar este vinculo do ganho do EDFA com a sua potencia de entrada, com algumas delas obtendo êxito. No entanto, dentre as técnicas apresentadas, o controle de ganho esta sempre associado a uma faixa de operação de potencia limitada juntamente a uma faixa dinâmica de controle também limitada, reduzindo assim a aplicabilidade do EDFA controlado a um determinado modo de operação (pré, linha ou booster). Com isto, o numero de canais a serem inseridos ou retirados na entrada do EDFA fica limitado. Neste trabalho, o desenvolvimento de uma técnica de controle de ganho inovadora, baseada em uma estrutura de controle hibrido de ganho, e apresentado. Esta técnica de controle proporciona uma generalização do controle de ganho de EDFAs, ou seja, através desta obtem-se um EDFA capaz de operar com eficiente controle automático de ganho em qualquer faixa de operação de potencia de entrada, com ausência de limitação da faixa dinâmica de controle e supressão de transientes. Como parte das etapas de trabalho, uma técnica de medição sistêmica ultra-rapida, capaz de avaliar o desempenho sistêmico em curtos períodos de tempo e analisar transientes de dispositivos de redes ópticas, foi implementada. Alem desta, visando redes reconfiguráveis metropolitanas, um EDFA de dupla passagem, com uma fibra compensadora de dispersão embutida e controle automático de ganho totalmente óptico, foi projetado e caracterizado / Abstract: The changes in the network traffic pattern as a result of the new optical switching and avelength conversion technologies have required a transformation on the available optical evice and equipment characteristics, since most of them were optimized for fixed optical etwork operation and lack the necessary functionality to work on reconfigurable networks. n particular, the erbium doped fiber amplifiers (EDFA's) are an example of such a case. ost of the EFDA designs result in an amplifier that presents a strong gain dependency o he input optical power. Unfortunately, this behavior turns out to be a limiting factor in econfigurable networks, since the number of amplifier coupled channels becomes random. hus, automatic gain control techniques have been proposed to ease the EDFA gain ependency on the input power. However, the proposed schemes have always associated he gain control to both a limited power operation range and a limited dynamic range so hat the EDFA application is restricted to a given operation mode (pre-, in-line, or booster mplification), limiting the number of channels to be added to or dropped from the mplifier input. In this work, the development of a new gain control technique based on a ybrid gain control structure is presented. A generalized EDFA gain control approach is chieved. By assuming that, it is possible to conceive an EDFA that is now capable of resenting an efficient gain control for a wide input power range, along with a wide ynamic control range and absence of transients. As a result of the different stages of this ork, a technique for ultra-fast systemic measurements was implemented. With that, the ystem performance could be evaluated in short time spans by considering different optical etwork devices. Also, the gain controlled EDFA application to regenerators was nvestigated. As a result, a double pass all-optical gain controlled EDFA with embedded ispersion compensating fiber was implemented and characterized for applications in etropolitan area optical networks / Doutorado / Telecomunicações e Telemática / Doutor em Engenharia Elétrica

Orientador: Elnatan Chagas Ferreira / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-12T09:46:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_JulianoRodriguesFernandesde_M.pdf: 4080527 bytes, checksum: 477b53cd575543fa07e46766c28d45ed (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Nos sistemas de comunicações ópticas WDM os amplificadores a fibra dopada com Érbio (EDFA) possuem um papel fundamental, habilitando a amplificação de diversos canais simultaneamente independente da taxa de transmissão. A maioria dos sistemas WDM atuais estão dispostos em uma configuração ponto-a-ponto operando com um número invariável de canais ao longo do enlace. No entanto, a nova geração de sistemas ópticos composta por elementos capazes de prover reconfiguração entre os enlaces, torna o número de canais na rede uma variável aleatória, exigindo que os demais elementos que compõem a rede, principalmente os EDFAs, se adeqüem aos novos requisitos advindos da reconfiguração. Os EDFAs exibem uma dependência entre o seu ganho e o nível de sinal de entrada, induzindo alterações no ganho provido aos canais de acordo com o nível do sinal de entrada, especialmente quando saturado. Com o intuito de minimizar os efeitos da variação de potência de entrada nos EDFAs, técnicas de controle automático de ganho foram desenvolvidas, ainda para sistemas ponto-a-ponto, mantendo constante o ganho provido aos canais frente às lentas variações causadas pela degradação dos enlaces. Porém, com o advento dos OXCs e ROADMs, o grau de reconfiguração das redes tomou outra perspectiva, sendo necessário realizar sucessivas inserções e derivações de canais em períodos de tempo muito curtos. Este alto grau de reconfiguração causa variações bruscas da potência de entrada dos EDFAs em curtos intervalos de tempo, o que impossibilita a utilização da técnica de controle de ganho eletrônica desenvolvida para as redes WDM ponto-a-ponto, devido ao fato de que estes esquemas de controle não possuírem tempo de controle suficiente para a supressão dos transientes dos EDFAs. Este trabalho apresenta o desenvolvimento e avaliação experimental de uma técnica de controle automático de ganho eletrônico por realimentação com alto desempenho de processamento, que permite a supressão do transiente de potência sobre os canais sobreviventes durante a atuação do controlador de ganho do EDFA. A técnica de controle desenvolvida baseia-se em um controlador proporcional integral de ganho implementado em um DSC (Controlador Digital de Sinais) com alta capacidade de processamento (utilizando aritmética de ponto fixo), junto a uma estrutura de conversão analógica digital e digital analógica de alto desempenho. Um dos objetivos da avaliação experimental foi a investigação do tempo de controle e da supressão de transientes para os canais sobreviventes no EDFA, de modo a minimizar os efeitos transientes. Observou-se o desempenho do amplificador com a técnica de controle desenvolvida, após introdução do mesmo em uma rede óptica WDM reconfigurável de nova geração onde foram realizadas sucessivas inserções e remoções de canais simulando a operação de uma rede reconfigurável. Foram verificados níveis de supressão de transiente e tempo de resposta de +/- 1 dB e 150 µs respectivamente, com um ciclo de leitura e atuação de 9 µs, demonstrando que a técnica de controle de ganho desenvolvida encontra-se no estado da arte dos EDFAs, possibilitando a utilização dos mesmos nas redes ópticas WDM reconfiguráveis de nova geração. / Abstract: IIn WDM optical communication systems erbium doped fiber amplifiers (EDFA) have an essential function, enabling amplification of simultaneous channels independently of transmit rate. The majority of current WDM systems use point to point configuration operating with a fixed number of channels over the optical link. However, the new generation optical systems are composed by elements capable to provide links reconfigurations, making the number of channels in a link, a random variable, requiring that all elements in the network, particularly the EDFAs, are suited to the new requirements imposed by reconfiguration. The EDFAs introduce a hard dependency between gain and input power, inducing changes at gain provided to channels in accordance to input power, especially when saturated. In order to minimize the effects imposed by changes of power at EDFAs input, automatic gain control techniques were developed, still for point to point systems, keeping constant the gain provided to the channels according to slow variations caused by links degradations. But, with the advent of OXCs and ROADMs, the networks reconfiguration degree took a different perspective, being able to execute successive channels add and drop events in very short time periods. This high reconfiguration degree causes abrupt changes in short time periods on EDFAs input power, which prohibit the use of electronic automatic gain control techniques developed for point to point networks, due these control schemes do not have sufficient short time control that provides transient suppression for EDFAs. This work presents the development and evaluation of an experimental automatic gain control technique by electronic feedback with a high-performance processing, which allows the power transient suppression on the surviving channels during the actuation of the EDFA gain controller developed. This developed control technique is based on a design of a proportional integral controller, for controlling the EDFA gain by electronic feedback, which allows transient suppression over surviving channels during the EDFA controller gain actuation. This developed control technique is based on proportional integrate gain controller implemented on a DSC (Digital Signal Controller) with high processing performance (using fixed-point arithmetic), using too high performance digital analog converters and analog digital converters. One of the objectives of the evaluation trial was the evaluation of settling time for automatic gain controller and amplitude of power transient suppression over the surviving channels on EDFA, optimizing the technique performance for this both parameters. It was observed the amplifier performance with developed gain control technique, after introduction of the same in a new generation reconfigurable WDM optical network, where they were held successive channel add and drop simulating the reconfigurable network operation. It has been verifying the transient power suppression levels and settling time of +/- 1dB and 150 µs respectively, with a read and actuate cycle of 9 µs. This result demonstrates state of the art status of the developed automatic gain control for EDFAs, enabling the use of this technique in EDFA for new reconfigurable generation WDM networks. / Mestrado / Telecomunicações e Telemática / Mestre em Engenharia Elétrica

Orientador: Raul Vinhas Ribeiro / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Eletrica e de Computação / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:10:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Steiner_RenatoMiranda_M.pdf: 2911331 bytes, checksum: f37192c3e00e737a230072ffd04287be (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Esta dissertação trata do dimensionamento inicial de tráfego em redes de caminhos ópticos WDM (Wavelength Division Multiplexing) comutadas por comprimento de onda com proteção de caminhos. Fazemos uma introdução das tecnologias chave e dos principais aspectos de planejamento da rede. Apresentamos algumas opções de provisionamento de transporte para diversas arquiteturas de redes clientes. O problema de roteamento e designação de comprimento de onda (RWA ¿ Routing and Wavelength Assignment) é apresentado, e são comparados modelos de programação inteira mista (MILP ¿ Mixed Integer Linear Program) com formulações nó-arco e arco-caminho. A formulação arco-caminho é expandida para incorporar capacidade para proteção compartilhada e dedicada no RWA, em mais dois MILPs. Um algoritmo gerador de rotas alternativas conveniente ao problema foi elaborado. Comparamos diferentes esquemas de restauração de tráfego: pré-configurado 1+1, pré-configurado 1:1, e pré planejado 1:1 e 1:N. A modelagem de proteção/restauração é aplicada a uma rede de 15 nós. Todos os algoritmos foram implementados na linguagem de modelagem AMPL/CPLEX / Abstract: This dissertation is a study about the initial traffic deployment in wavelength-routed WDM (Wavelength Division Multiplexing) optical networks with path protection. We make an introduction of the key technologies and the major network planning aspects. We introduce some architectures for transport provisioning to various client network architectures. The RWA (Routing and Wavelength Assignment) problem is introduced, and node-link and link-path MILP (Mixed Integer Linear Program) formulations are compared. The link-path formulation is expanded to incorporate dedicated and spare capacity in the RWA, in more two MILPs. An algorithm for generation of alternative routes convenient to the problem was elaborated. Different traffic restoration schemes are compared: 1+1, pre-configured 1:1, and pre-planned 1:1 and 1:N. The protection/restoration framework is applied to a 15 nodes network. All the algorithms were implemented on the AMPL/CPLEX modelling language / Mestrado / Automação / Mestre em Engenharia Elétrica