Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Paulo Cesar Barreto da Silva.pdf: 3934588 bytes, checksum: cbbb71074cd6c370e06fd00f5d3eabce (MD5) Previous issue date: 2014-02-05 / New optical wavelength division multiplexing (WDM) networks are expected to utilize multiple bit rate channels. Moreover, each individual channels may carry over 200 Gb/s and occupy a bandwidth that exceeds the 50-GHz WDM fixed grid. In this scenario, spectral efficiency becomes an important issue and new channel allocation schemes need to be considered. An attractive solution for this problem is the utilization of a WDM grid with variable channel spacing, in the so-called elastic optical network (EON) approach. The main goal of this work is to propose algorithms to solve the spectral efficiency issue in emerging optical WDM networks. Such proposals are divided in two classes. The first one consists of allocating different spectral blocks for channels with different bit rates; this is named as the spectrum block division (SBD) scheme. The second class of our proposals is based on EON schemes. In this case, not only the enhancement of a previously reported algorithm, the Maximize Total Link Spectrum Consecutiveness (MTLSC) algorithm, is considered but also a new algorithm, the Shortest Path with Maximum number of Free Frequency Slot Units (SPMFF) is proposed. Another contribution of this work is the development of an EON simulator, called EONSim, based on JAVA programming language. This simulator was properly tested and reproduced the results of literature papers within a very good accuracy. All of our results were obtained with the aid of EONSim and suggest that the proposed algorithms yield a bandwidth occupation gain that varies from 7 to 18% higher than the one provided by traditional first-fit (FF) algorithms. Such algorithms also provide a blocking probability that is 2 to 8% lower than in FF strategy. On the other hand, it is found that algorithms with higher spectral efficiency use an average number of hops that is up to 16% higher than those necessary for algorithms that do not take bandwidth into account in channel allocation. / Novas redes ?pticas de multiplexa??o por divis?o de comprimento de onda (Wavelength Division Multiplexing, WDM) podem utilizar v?rios canais com taxas diferentes de bits. Al?m disso, cada um dos canais individuais pode transportar mais de 200 Gb/s e ocupar uma largura de banda que excede a grade fixa de 50 GHz da rede WDM. Neste cen?rio, a efici?ncia espectral torna-se uma quest?o importante e novos esquemas de aloca??o de canais precisam ser considerados. Uma solu??o atrativa para este problema ? a utiliza??o de uma rede WDM com espa?amento de canal vari?vel, na abordagem chamada rede ?ptica el?stica (EON). O principal objetivo do presente trabalho ? propor algoritmos para resolver a quest?o da efici?ncia espectral em redes ?pticas WDM emergentes. Tais propostas s?o divididas em duas classes. A primeira consiste em alocar diferentes blocos de espectro para canais com diferentes taxas de bits, o que ? apontado como esquema de divis?o de blocos de espectro (Spectrum Block Division, SBD). A segunda classe ? baseada em esquemas de EON. Neste caso, n?o s? o aperfei?oamento de um algoritmo previamente descrito por WANG (2012), o algoritmo Maximize Total Link Spectrum Consecutiveness (MTLSC), ? considerado, mas tamb?m um novo algoritmo, o Shortest Path with Maximum number of Free Frequency Slot Units (SPMFF) ? proposto. Outra contribui??o deste trabalho ? o desenvolvimento de um simulador de EON, chamado EONSim, com base na linguagem de programa??o JAVA. Este simulador foi devidamente testado e foram reproduzidos os resultados de WANG (2012) dentro de uma precis?o muito boa. Todos os resultados foram obtidos com a ajuda de EONSim e sugerem que os algoritmos propostos produzem um ganho de ocupa??o de banda, que varia de 7 a 18% mais elevada do que a fornecida pelo tradicional algoritmo First Fit (FF). Tais algoritmos tamb?m proporcionam uma probabilidade de bloqueio, que ? de 2 a 8% mais baixa do que na estrat?gia FF. Por outro lado, verifica-se que os algoritmos de melhor ocupa??o espectral utilizam um n?mero m?dio de saltos at? 16% mais elevado do que os necess?rios para os algoritmos de menor caminho, que n?o levam em conta a largura de banda de atribui??o de canal.

Submitted by Alex Sandro R?go (alex@ifpb.edu.br) on 2016-09-01T13:13:28Z No. of bitstreams: 1 Roteamento_Multicrit?rio_em_Redes_?pticas_El?sticas_Din?micas.pdf: 8307684 bytes, checksum: 3263d912f9c96f9db995812743d57cdc (MD5) / Approved for entry into archive by Alex Sandro R?go (alex@ifpb.edu.br) on 2016-09-01T13:13:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Roteamento_Multicrit?rio_em_Redes_?pticas_El?sticas_Din?micas.pdf: 8307684 bytes, checksum: 3263d912f9c96f9db995812743d57cdc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-01T13:13:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roteamento_Multicrit?rio_em_Redes_?pticas_El?sticas_Din?micas.pdf: 8307684 bytes, checksum: 3263d912f9c96f9db995812743d57cdc (MD5) Previous issue date: 2014-07 / As redes ?pticas de n?cleo s?o respons?veis pelo transporte de um tr?fego com taxas de bits vari?veis, gerado por servi?os distintos. Esse tr?fego ir? aumentar consideravelmente ? curto prazo, e as redes ?pticas de n?cleo ter?o de ser capazes de fornecer largura de banda para dar suporte a esse aumento. V?rios estudos em diversas ?reas j? est?o sendo realizados para a implementa??o de uma rede flex?vel que aumentar? a efici?ncia do espectro ?ptico. Entre as ?reas em desenvolvimento, pode-se destacar os algoritmos de roteamento, pela import?ncia destes algoritmos na implementa??o de uma rede ?ptica eficiente. O roteamento em redes ?pticas ? considerado um problema complexo, devido a diversos fatores que podem influenciar a escolha desta rota, diminuindo a efici?ncia das redes. Nesse contexto, h? uma necessidade de evolu??o das t?cnicas de roteamento que definem a m?trica utilizada para a escolha da rota. Uma solu??o vi?vel para diminuir essa complexidade ? o uso de abordagens que utilizam v?rios crit?rios para definir essa m?trica. O objetivo desta Disserta??o ? propor um m?todo para obten??o de uma m?trica para ser utilizado em t?cnicas de roteamento para redes ?pticas el?sticas din?micas. Utilizase para isso duas abordagens multicrit?rio: Teoria da Utilidade Multiatributo e l?gica Fuzzy. Para a defini??o dessa m?trica s?o utilizados os crit?rios, n?mero de enlaces na rota e quantidade de espa?o dispon?vel no espectro. Para comparar o roteamento utilizando a m?trica multicrit?rio, com as t?cnicas de roteamento tradicionais, s?o apresentados resultados de simula??es realizadas em tr?s topologias de redes distintas: NSFNET, Torus e Anel. Estes resultados s?o comparados com o algoritmo de caminho mais curto, Dijkstra, utilizando como m?trica a quantidade de enlaces na rota. Al?m disso, o desempenho da abordagem multicrit?rio Teoria da Utilidade Multiatributo ? analisado tamb?m pela varia??o dos pesos atribu?dos a cada crit?rio. Na abordagem da l?gica Fuzzy, ? utilizado o m?todo de Mamdani para a modelagem matem?tica que define como ? calculado o custo da rota. Os resultados das simula??es foram analisados para avaliar o impacto dos sistemas no desempenho das redes, estas simula??es mostram que uma abordagem multicrit?rio pode ser mais eficiente do que algoritmos que utilizam um ?nico crit?rio. Esta Disserta??o busca mostrar que o desempenho satisfat?rio de um algoritmo de roteamento utilizando como m?trica uma abordagem multicrit?rio, principalmente para redes ?pticas el?sticas, depende de v?rios fatores como o tipo de topologia da rede, o tr?fego e principalmente os crit?rios selecionados para implementa??o da t?cnica para escolha da rota, que satisfa?a a necessidade de um roteamento eficiente em redes ?pticas.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luiz Antonio Fossaluzza junior.pdf: 4580835 bytes, checksum: 4fdd68a1c6733e08c016db3e5dd34d0b (MD5) Previous issue date: 2012-11-23 / This work investigates a technique to encrypt the optical signal for Transparent Optical Network, TON, in order to safeguard the confidentiality and guarantee the security of informations that are transmitted through the Telecommunications Network. The technique is assessed on the physical layer of the reference model for open systems interconnection, OSI, and consists of slicing spectrally optical signal and to apply various attenuations and delays to each of the slices spectral considered. These slices are multiplexed and the resulting signal, which will be propagated by an optical network transparent, it will be ideally unintelligible to eavesdropper who try to steals it. At this point is possible to evaluate the quality of the encryption used by measuring the output of the encoder the bit error rate, BER, the encrypted signal, BERC. In principle, as highest BERC,it will be lowest the probability of an eavesdropper decode the signal. To get to your destination, the signal is received in the decoder circuit, which has the same physical structure of the circuit which encoded the original signal. The application of the factors of attenuation and delay in this distorted signal is adjusted for the reconstruction of optical signal generated by the transmitter. On the output of decoder, performs the measurement of BER of signal decoded, the BERD. Ideally, BERD must be the lowest possible. For technique evaluation, it was simulated, with the version 8.7 of the software VPITransmissionMaker, of company VPIPhotonics Inc, the operation of the devices of cryptography, propagation and the elements of decoded signal. All simulations considered that the spectral slicing was carried out by means of filters with ideal profile. The results indicates that the BERC may reach up to 42% and 24%, to encrypted signals with modulation on-off Keying non return to zero (NRZ-OOK) and differential quadrature phase shift keying (DQPSK) respectively, and that both are free of errors (BERD< 10-15 for the signal NRZ-OOK and BERD< 10-6 for DQPSK modulation) when decoded. / Este trabalho aborda uma t?cnica para criptografar o sinal ?ptico em redes ?pticas transparentes (Transparent Optical Network, TON), de modo a salvaguardar o sigilo e garantir a seguran?a das informa??es que s?o transmitidas atrav?s da Rede de Telecomunica??es. A t?cnica avaliada ? relativa ? camada f?sica do modelo de refer?ncia para interconex?o de sistemas abertos (open systems interconnection, OSI) e consiste em dividir espectralmente um sinal ?ptico e em aplicar diferentes atenua??es e atrasos a cada uma das fatias espectrais consideradas. A seguir essas fatias s?o multiplexadas e o sinal resultante, que ser? propagado por uma rede ?ptica transparente, estar? idealmente inintelig?vel para intrusos que tentem furt?-lo. Nesse ponto ? poss?vel avaliar a qualidade da criptografia utilizada, medindo-se na sa?da do codificador a taxa de erro de bit (bit error rate, BER) do sinal criptografado, BERC. Em princ?pio, quanto maior BERC, menor a probabilidade de um intruso decodificar o sinal. Ao chegar ao seu destino, o sinal ? recebido no circuito decodificador, que possui a mesma estrutura f?sica do circuito que codificou o sinal original. A aplica??o dos fatores de atenua??o e atraso neste sinal distorcido ? ajustada para a reconstru??o do sinal ?ptico gerado pelo transmissor. Na sa?da do decodificador, efetua-se a medi??o da BER do sinal decodificado, BERD. Idealmente, BERD deve ser a menor poss?vel. Para avalia??o da t?cnica, simulou-se, com a vers?o 8.7 do software VPITransmissionMaker, da empresa VPIPhotonics Inc, a opera??o dos dispositivos de criptografia, da propaga??o e dos elementos de decriptografia do sinal. Todas as simula??es consideraram que o fatiamento espectral foi realizado por meio de filtros com perfil ideal. Os resultados indicam que a BERC pode atingir at? 42% e 24%, para sinais codificados com modula??o n?o retorno ao zero com chaveamento on-off (non return to zero on-off keying, NRZ-OOK) e por deslocamento de fase diferencial em quadratura (differential quadrature phase shift keying, DQPSK) respectivamente, e que ambos n?o apresentam erros (BERD< 10-15 para o sinal NRZ-OOK e BERD< 10-6 para a modula??o DQPSK) quando decodificados.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RICARDO VICENTE FAVERO.pdf: 1635235 bytes, checksum: d51f441103ff9f2ad94576b0bdd11b9f (MD5) Previous issue date: 2015-11-13 / The wavelength division multiplexing (WDM) optical network accommodates traffic load in 100, 50 and 25 GHz fixed-grid channel. This fixed-grid condition limits the number of lightpath for each optical fiber (80 channels in c-band) and doesn t allow bit rates with bandwidth over 50 GHz. To improve these factors, the flexibly grid elastic optical network (EON) was proposed, aiming accommodate adequately bit rates demand by customers. This proposal allows efficiency bandwidth and also expands bit rates supported by network. The EON bandwidth efficiency is obtained by routing and spectrum assignment (RSA) algorithm which acts to maximize the bandwidth utilization. Even with RSA, EON still show fragmentation rates substantial. In this context, this work proposes a new elastic optical network defragmentation strategy. This defragmentation strategy selects the lightpaths from the most fragmented link. The defragmentation process is based on RSA (DF-RSA). The DF-RSA determines the new position to reallocate the connection selected and performs. Using computer simulation of EON operation, were submitted several bit rates demands with different modulations format and traffic load between 45 and 100 erlang. Two simulation scenarios were proposed. The first one, compare the performance of RSA algorithm first-fit (FF) with and without defragmentation. It was considered as defragmentation process beginning point (trigger), the number of release connections. This scenario had until 48% of relative gain on minimizing blocking probability. The second scenario compared the performance of the follows RSA algorithms: FF, Maximize Path Spectrum Consecutiveness (MPSC) and Fragmentation Aware (FA). The FF was evaluated with and without defragmentation process and the others just with defragmentation process. The trigger employed was eventual connection blocked. The second scenario reached over the 80% blocking probability relative gain in 50 erlang traffic load. We conclude that the new elastic optical network defragmentation offers substantial gain bandwidth utilization and consequently blocking probability reduction. / As redes ?pticas de multiplexa??o por divis?o de comprimento de onda (WDM) acomodam o tr?fego em canais fixos de 100, 50 e 25 GHz. Esta condi??o de grade fixa limita o n?mero de conex?es por fibra ?ptica (80 canais na banda C), e n?o permite taxas de transmiss?o com ocupa??o espectral acima de 50 GHz. Para melhorar estes fatores, foram propostas as redes ?pticas el?sticas (EON) com canais flex?veis, visando acomodar adequadamente as taxas de transmiss?o demandas pelos usu?rios. Esta proposta possibilita maior efici?ncia espectral e tamb?m amplia as taxas de transmiss?o suportadas pela rede. A efici?ncia espectral nas EONs ? obtida com os algoritmos de roteamento e atribui??o espectral (Routing and Spectrum Assignment, RSA), que atuam para maximizar seu uso espectral. Mesmo com o uso de RSAs, as EONs ainda apresentam ?ndices de fragmenta??o consider?veis. Neste contexto, este trabalho prop?e uma nova estrat?gia de desfragmenta??o espectral para EONs. Esta proposta de desfragmenta??o seleciona as conex?es do enlace mais fragmentado, para o processo de desfragmenta??o. A desfragmenta??o baseia seu processo de realoca??o de conex?es por RSA, denominado DF-RSA. O DF-RSA determina a nova posi??o e realiza a realoca??o das conex?es. Com o uso de simula??o computacional da opera??o de funcionamento da EON, foram submetidas v?rias demandas de taxas de transmiss?o com diferentes modula??es e cargas de tr?fego entre 45 e 100 erlang. Foram propostos dois cen?rios de simula??o. No primeiro, foi comparado o desempenho do algoritmo RSA First-Fit (FF) com e sem o processo de desfragmenta??o. Considerou-se como ponto de inicio das desfragmenta??es (gatilho), o n?mero de conex?es liberadas da rede. Neste cen?rio obteve-se at? 48% de ganho relativo na minimiza??o da probabilidade de bloqueio. No segundo cen?rio, foram comparados os desempenhos dos seguintes algoritmos RSAs: FF, Maximize Path Spectrum Consecutiveness (MPSC) e Fragmentation Aware (FA). O FF foi avaliado com e sem desfragmenta??o e os demais somente com desfragmenta??o. Empregou-se como gatilho o eventual bloqueio de conex?o. O segundo cen?rio alcan?ou mais de 80% de ganho relativo de probabilidade de bloqueio para carga de tr?fego de 50 erlang. Conclui-se que a nova estrat?gia de desfragmenta??o para EONs oferece ganhos consider?veis na utiliza??o espectral e, consequentemente, redu??o na probabilidade de bloqueio.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carlos Roberto Schimidt.pdf: 1673709 bytes, checksum: bfff1e1a4d903d3af1ffd35db6413138 (MD5) Previous issue date: 2007-02-08 / Optical wavelength converters (OWC) are devices that can reduce congestion and improve the efficiency of the next generation of wavelength division multiplexing (WDM) optical networks. Currently, our research group is developing a prototype of this converter in the Kyatera Project funded by Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado de S?o Paulo (FAPESP). In this perspective, the objective of this work was to implement an open source software to dynamically manage the wavelength converter prototype in an all optical network. This task was performed in two phases. In the first one, the Telecommunications Management Network (TMN) functionalities were utilized to define the device parameters that should be managed. After this, a management information base (MIB) was structured for the OWC. In the second phase, a SNMP agent was developed and implemented in order to allow the communication between network management and the OWC MIB. Both software programs were tested and worked as expected. The software programs could also be utilized in the communication between a central management and optical nodes that do not perform wavelength conversions or after some adjustments, to manage other all-optical devices. Therefore, this effort may contribute with other research groups or companies that need to evaluate new optical network technologies, such as routing wavelength assignment algorithms and the monitoring of signal quality. For those interested, an appendix fully describes the procedures for managing new devices. / Conversores ?pticos de comprimento de onda s?o equipamentos que podem reduzir o congestionamento e aumentar a efici?ncia da pr?xima gera??o de redes ?pticas com multiplexa??o por divis?o em comprimentos de onda (wavelength division multiplexing, WDM). Atualmente, nosso grupo de pesquisas est? desenvolvendo um prot?tipo deste conversor dentro do Projeto KyaTera promovido pela Funda??o de Amparo ? Pesquisa do Estado de S?o Paulo (FAPESP). Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi o de implementar um software de c?digo aberto capaz de gerenciar, de maneira din?mica, a opera??o do conversor em uma rede totalmente ?ptica. Para isso, o trabalho foi dividido em duas etapas. Na primeira, as fun??es de gerenciamento do modelo Telecommunications Management Network (TMN) foram utilizadas para definir os par?metros de gerenciamento do equipamento. A partir destas defini??es, estruturou-se e implementou-se uma Management Information Base (MIB) para o referido equipamento. A segunda etapa consistiu em desenvolver e implementar um agente Simple Network Management Protocol (SNMP) capaz de realizar a comunica??o entre a ger?ncia de redes e a MIB do equipamento conversor. Ambos os softwares foram testados e funcionaram de acordo com o esperado. O software desenvolvido tamb?m pode ser utilizado para realizar a comunica??o entre uma ger?ncia centralizada e n?s ?pticos que n?o fa?am a convers?o de comprimentos de onda ou, mediante pequenas adapta??es, pode ser usado para gerenciar outros equipamentos de redes totalmente ?pticas. Por essas raz?es, o trabalho pode ser ?til para outros grupos de pesquisa ou para empresas que necessitem avaliar novas tecnologias em redes ?pticas, como a implementa??o de algoritmos de aloca??o de comprimentos de onda ou de estrat?gias para a monitora??o da qualidade de sinais. Com o intuito de auxiliar o trabalho de outros grupos que precisem realizar a ger?ncia de equipamentos, um ap?ndice dessa disserta??o tamb?m apresenta uma descri??o detalhada dos procedimentos (nem sempre explicitamente indicados na literatura) necess?rios para atingir esse objetivo.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mateus Zegrini Nassar Garcia.pdf: 1207153 bytes, checksum: 9877adea8b2a851dc64c4374c0e8691c (MD5) Previous issue date: 2011-06-17 / The aim of this study was to evaluate experimentally a voice over IP (VoIP) streaming in opaque and all-optical networks. For this, we prepared an experimental setup to emulate the two types of networks. In particular, the experimental arrangement for opaque networks emulated packet loss and jitter; for all-optical networks the variation of the optical signal-to-noise ratio (OSNR) was emulated. The VoIP flow was generated by the G.711 and G.729 codecs, and the performance of these codecs in the emulated network was rated in terms of the R Factor, which is a computational tool developed by ITU-T and described by the Model E. The experimental results showed that G.711 codec has a better performance than the G.729 codec in opaque networks. On the other hand, the performance of G.729 was better in all-optical networks. Moreover, results for alloptical networks suggested that system performance depends not only on the OSNR, but also on the absolute value of the signal power. Results also showed that OSNRs higher than 14 dB did kept the factor R at its maximum. / O objetivo desse trabalho foi avaliar experimentalmente um fluxo de voz sobre IP (Voice Over IP, VoIP) em redes opacas e redes ?pticas transparentes. Para isso, foi montando um arranjo experimental emulando os dois tipos de redes. Em especial, nas redes opacas o arranjo experimental emulou perda de pacotes e varia??o do atraso e, nas redes ?pticas transparentes, foi emulada a varia??o da rela??o sinal-ru?do ?ptica (Optical Signal-to-Noise Ratio, OSNR). O fluxo de VoIP foi gerado pelos codecs G.711 e G.729, e a avalia??o do desempenho desses codecs nas redes emuladas foi feita em termos do Fator R, que ? uma ferramenta computacional desenvolvida pelo ITU-T e descrita pelo Modelo E. Os resultados experimentais permitiram concluir que, em geral, o codec G.711 possui um desempenho melhor do que o codec G.729 nas redes opacas. No entanto, nas redes ?pticas transparentes o desempenho do codec G.729 foi melhor. Al?m disso, os resultados para as redes ?pticas transparentes sugeriram que o desempenho do sistema depende n?o apenas da OSNR, mas tamb?m do valor absoluto da pot?ncia do sinal e ru?do. Os resultados tamb?m mostraram que OSNRs superiores a 14 dB mantiveram o fator R em seu m?ximo.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigo Frandsen da Silva.pdf: 3782928 bytes, checksum: cd013447a70916926978a2ddc8e42dbb (MD5) Previous issue date: 2012-12-19 / Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campinas / In this dissertation we evaluate a new technique that performs optical encryption of signals travelling through transparent optical networks (TON). It is, thus, intended to prevent eavesdroppers to capture and retrieve optical signals. The technique consists in dividing an optical signal into several spectral slices and applying different attenuation and delays to each of them. After this process the signal is again multiplexed and transmitted through the considered TON. At this point the signal is ideally unintelligible to any receiver who does not know the encryption key, i.e. the set of utilized attenuations and delays. To evaluate the strength of such key, we measure the bit error rate (Bit Error Rate, BER) of the encoded signal, BERC. Generally speaking, the higher BERC, the lower is the chance of the encrypted signal being decoded by an eavesdropper. At the authorized receiver side, signal is again divided into spectral slices which are subjected to a set of attenuations and delays that are complementary to the ones utilized as the encryption key. All slices are again multiplexed and, as a result, at the output of the decoder the original encoder input signal is ideally reconstructed. The quality of the decoded signal is measured by evaluating the BER of the decoded signal, BERd, which should be low enough to allow proper reception of the signal transmitted by the TON. Simulations with the software VPITransmissionMaker, VPIPhotonics Company Inc., were used to investigate the performance of the technique for different gains and delays. For the operation of spectral slicing, the profiles of the utilized filters were adjusted to represent the ones of state-of-the-art off-the-shelf equipment. Results indicate that BERC may reach values of up to 42% and 32% for non-return to zero (NRZ) and differential quadrature phase shift keying (DQPSK) signals, respectively. In both of these cases it was possible to find results of BERd lower than 10-12, after properly adjusting the spacing between the filters; this was observed even for propagation over amplified standard fiber links with lengths as long as 400 km. To the best of our knowledge, this is the first time that such analyses are presented. / Neste trabalho avaliamos uma t?cnica para realizar a criptografia totalmente ?ptica em redes ?pticas transparentes. Dessa maneira, pretende-se impedir que um intruso consiga capturar e analisar o sinal ?ptico. A t?cnica consiste em dividir um sinal ?ptico em diversas fatias espectrais e aplicar diferentes atenua??es e atrasos a cada uma delas. Ap?s este processo o sinal ? novamente multiplexado e transmitido por uma rede ?ptica transparente. Neste ponto o sinal est? idealmente inintelig?vel para qualquer receptor que n?o conhe?a a chave criptogr?fica (conjunto de atenua??es e atrasos) utilizada. Para avaliar a for?a da chave criptogr?fica, mede-se a taxa de erros de bit (Bit Error Rate, BER) do sinal codificado, BERC. De forma geral, quanto maior BERC, menor ? a chance de o sinal ser decodificado por um receptor n?o autorizado. Na decodifica??o o sinal ? novamente dividido em fatias espectrais, e para todas as fatias s?o aplicados valores distintos de atenua??o e atraso de forma a reconstituir o sinal de entrada. Na sa?da do decodificador, avalia-se a BER do sinal decodificado BERD, que deve ser suficientemente baixa para permitir a recep??o do sinal transmitido pela TON. Simula??es com o software VPITransmissionMaker, da empresa VPIPhotonics Inc, foram utilizadas para investigar o desempenho da t?cnica para diferentes ganhos e atrasos. Para a opera??o de fatiamento espectral, os perfis dos filtros usados foram ajustados para representar equipamentos de mercado. Resultados indicam que BERC pode atingir valores de at? 42% e 32% para sinais com modula??o non return to zero - on-off keying (NRZ-OOK) e por deslocamento de fase diferencial em quadratura (differential quadrature phase shift keying, DQPSK), respectivamente. Em ambos os casos foi poss?vel encontrar resultados de BERd inferiores a 10-12, mediante ajuste adequado do espa?amento entre os filtros, mesmo ap?s 400 km de propaga??o por enlaces de fibra padr?o. No melhor de nosso conhecimento, esta ? a primeira vez que tais an?lises s?o apresentadas.

Made available in DSpace on 2016-04-04T18:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLAUDINEI MARTINS.pdf: 2135890 bytes, checksum: 419e34d778fa576dcea52630975b8c78 (MD5) Previous issue date: 2015-06-30 / Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campinas / The intensive use of high-density data applications has driven the relentless pursuit of networks capable to provide high traffic capacity. The transparent optical networks plays an important role in the telecommunications infrastructure core, being able to meet these demands. New technologies to terabits per second networks have created a new stage of development for optical communications. New optical components that allows signal process in addition to just transportation, are needed. The scope of these networks extends from the core of the infrastructure to the end user, reaching the last mile, and recently also end devices such as computers, televisions and Internet. In this context, Silicon Photonics gained momentum in the last decade, as an alternative to the need to take the processing of optical signals to levels similar to those already made by semiconductor technology, in processing electrical signals. In our work, we studied systematically using simulations, ring resonators structure in Silicon Photonics, as technology to build miniaturized devices capable of handling optical signals. In particular, we investigated optical band-pass filter design narrowed than such filters used to the separation channel in wavelength division multiplexing systems, for application in various areas of optical networks such as radio over fiber, multiplexers, all optical encoders and modulators. In this work uses ring resonators structure for construction of these high order filters with reduced size, with a substrate of some micrometers area. Such filters could be built into microchips and integrated with other optical and optical-electronic components, resulting in more complex systems, in the near future. The main result was an optical band-pass filter with 8.6 GHz bandwidth based on asymmetric ring resonators with two sets of three rings, with following radii 5 ?m, 2.5 ?m and 5 ?m using a substrate area of 1840 ?m2 or, 57 ?m x 120 ?m. / O uso intensivo de aplica??es de alta densidade de dados tem impulsionado a busca constante por redes capazes de prover elevada capacidade de tr?fego. As redes ?pticas transparentes s?o capazes de atender a estas demandas e cumprem um papel relevante no n?cleo da infraestrutura de telecomunica??es. As novas tecnologias para redes de terabits por segundo criaram uma nova etapa do desenvolvimento das comunica??es ?pticas e novos componentes com capacidade n?o s? de transporte, mas tamb?m de processamento do sinal ?ptico tornaram-se necess?rios. A abrang?ncia destas redes estende-se do n?cleo da infraestrutura at? o usu?rio final, chegando ? ?ltima milha e, mais recentemente, tamb?m aos dispositivos finais, tais como computadores, televisores e Internet. Neste contexto, a Fot?nica de Sil?cio ganhou impulso, na ?ltima d?cada, como uma alternativa ? necessidade de levar o processamento dos sinais ?pticos a n?veis semelhantes aos j? realizados pela tecnologia de semicondutores no processamento de sinais el?tricos. Em nosso trabalho, pesquisamos de forma sistem?tica, utilizando simula??es, para o projeto de filtros com an?is ressoantes, constru?dos em Fot?nica de Sil?cio, para desenvolvimento de dispositivos miniaturizados capazes de tratar sinais ?pticos. Em particular, investigou-se o projeto de filtros ?pticos passa-faixa, de banda inferior ? utilizada, para separa??o de canais em sistemas de multiplexa??o por divis?o de comprimento de onda, para aplica??o em diversas ?reas das redes ?pticas, tais como r?dio sobre fibra, multiplexadores, moduladores e codificadores totalmente ?pticos. Neste trabalho, utiliza-se estrutura de an?is ressonantes para constru??o destes filtros, de ordem elevada e de tamanho reduzido, em um substrato de alguns micr?metros de ?rea. Tais filtros poder?o ser constru?dos em microchips e integrados com outros componentes ?pticos e ?ptico-eletr?nicos, dando origem a sistemas mais complexos no futuro pr?ximo. O principal resultado obtido foi um filtro ?ptico passa banda com 8,6 GHz de largura de banda, baseado em an?is ressoantes assim?tricos, composto de duas estruturas de tr?s an?is de raios 5 ?m, 2,5 ?m e 5 ?m, utilizando uma ?rea de substrato de 6840 ?m2 ou 57 ?m x 120 ?m.

Submitted by Fernanda Ciolfi (fernanda.ciolfi@puc-campinas.edu.br) on 2016-08-16T18:29:14Z No. of bitstreams: 1 Juliano Silva Mar?al.pdf: 14418180 bytes, checksum: e94d4d5adc61aeda0c174d60cabfa216 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-16T18:29:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliano Silva Mar?al.pdf: 14418180 bytes, checksum: e94d4d5adc61aeda0c174d60cabfa216 (MD5) Previous issue date: 2016-06-27 / Pontif?cia Universidade Cat?lica de Campinas ? PUC Campinas / In the current technological environment from the point of view of optical transmission, multiplexing technologies for wavelength division (Wavelength Oivision Multiplexing - WOM) working with fixed 50 GHz grid will not support the existing demand for the next 10 years. This scarcity occurs due to several reasons: channels with fixed width of 50 GHz, limitation of 80 optical channels per link, maximum transmission capacity of 100 Gb / s per channel. In search of viable forward solutions to this paradigm that presents technology proposal comes known as Optical Networks Elastic (Elastic Optical Network - EON), a technology that enables optical channels with bandwidths of 3,125, 6,250, 12,500, 25 and 50 GHz transmission capability of rates supported by the WOM yet rates of 200 Gb / s, 400 Gb / s and 1 Tb / s, and can be implemented on the same optical infrastructure WOM already existing thus corresponding to a highly cost less if compared to deployment of new networks. The efficiency of this proposed new technology is mainly in routing algorithms and spectral assignment (Routing and Spectrum Assignment - RSA) aimed at maximizing network availability of resources by reducing the likelihood of blocking. The use of RSAs on the EONS networks fragmentation results in the generation of reducing the availability of network resources. Within this scenario, the present work-studies the feasibility of defragmentation use based on the relocation of the link to submit further fragmentation indexo This paper studies the adoption of two indices: consecutiveness index and more FSUs index busy, both indexes allow the selection of the link to be defragmented. The results of this study were obtained from the development of version 5 of the simulator Elastic Optical Network Simulator (EONSim). To obtain the results, different transmission rates were evenly distributed for each traffic load between 45 and 100 Erlang (E), the First-Fit RSA (FF) was adopted for ali the simulations to reduce the defragmentation processing were performed from an R number of released connections (R = 10, R = 50 and R = 100). For the scenario using the consecutiveness index gain of up to 44 was measured to 55 E and average gain of 15 compared to results without defragmentation scenario for the use of higher index number of occupied FSUs, gain was observed 26 to 55 E and average gain of 10. From the results it can be concluded that the adoption of defragmentation strategies for eons networks are likely to be used since they have decreased blocking probability and increase the availability of network resources. / Na atual conjuntura tecnol?gica do ponto de vista de transmiss?es ?pticas, as tecnologias de multiplexa??o por divis?o de comprimento de onda (Wavelength Oivision Multiplexing - WOM) que trabalham com grade fixa de 50 GHz n?o ir?o comportar a demanda existente para os pr?ximos 10 anos. Esta escassez ocorre por v?rios motivos: canais com largura fixa de 50 GHz, limita??o de 80 canais ?pticos por enlace, capacidade m?xima de transmiss?o de 100 Gb/s por canal. Em busca de solu??es vi?veis frente a este paradigma que se apresenta, surge a proposta da tecnologia conhecida como Redes ?pticas El?sticas (Elastic Optical Network- EON), uma tecnologia que permite canais ?pticos com larguras de banda de 3.125, 6.250, 12.500, 25 e 50 GHz, capacidade de transmiss?o das taxas suportadas pela tecnologia WDM e ainda taxas de 200 Gb/s, 400 Gb/s e 1 Tb/s, e podem ser implantadas sobre a mesma infraestrutura ?ptica WDM j? existente correspondendo assim a um custo altamente inferior se comparado a implanta??o de novas redes. A efici?ncia desta nova proposta de tecnologia est? principalmente nos algoritmos de roteamento e atribui??o espectral (Routing and Spectrum Assignment - RSA) que visam a maximiza??o dos recursos de disponibilidade da rede atrav?s da diminui??o da probabilidade de bloqueio. O uso do RSA resulta na gera??o de fragmenta??o diminuindo a disponibilidade de recursos da rede. Dentro deste cen?rio, o presente trabalho estuda a viabilidade do uso de desfragmenta??o baseada na realoca??o sobre o enlace que apresentar maior ?ndice de fragmenta??o e analisa a ado??o de dois ?ndices: ?ndice de consecutividade e ?ndice de maior n?mero de FSUs ocupados, para a sele??o do enlace a ser desfragmentado. Os resultados deste estudo foram obtidos a partir do desenvolvimento da vers?o 5 do simulador Elastic Op tica I Network Simulator (EONSim). Para a obten??o dos resultados, diferentes taxas de transmiss?o foram distribu?das uniformemente para cada uma carga de tr?fego entre 45 e 100 erlang (E), o RSA First-Fit (FF) foi adotado para todas as simula??es, para diminuir o processamento as desfragmenta??es foram executadas a partir de um n?mero R de conex?es liberadas (R= 10, R= 50 e R= 100). Para o cen?rio utilizando o ?ndice de consecutividade, foi aferido ganho de at? 44 para 55 E e ganho m?dio de 15 quando comparado aos resultados do cen?rio sem desfragmenta??o, para o uso do ?ndice de maior n?mero de FSUs ocupados, foi observado ganho de 26 para 55 E com ganho m?dio de 10. A partir dos resultados obtidos ? poss?vel concluir que a ado??o de estrat?gias de desfragmenta??o para redes EONs s?o pass?veis de serem utilizadas pois apresentam diminui??o da probabilidade de bloqueio e aumento da disponibilidade dos recursos da rede

Submitted by PPG Ci?ncia da Computa??o (ppgcc@pucrs.br) on 2017-11-13T21:02:54Z No. of bitstreams: 1 Felipe_Gohring_de_Magalh?es_TES.pdf: 7728697 bytes, checksum: f2b34275e49f32253d8c38848a3d9258 (MD5) / Approved for entry into archive by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-11-21T12:14:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Felipe_Gohring_de_Magalh?es_TES.pdf: 7728697 bytes, checksum: f2b34275e49f32253d8c38848a3d9258 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-21T12:26:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Felipe_Gohring_de_Magalh?es_TES.pdf: 7728697 bytes, checksum: f2b34275e49f32253d8c38848a3d9258 (MD5) Previous issue date: 2017-05-25 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / As tend?ncias de design para os sistemas multiprocessadores da pr?xima gera??o apontam para a integra??o de um grande n?mero de n?cleos de processamento, exigindo interconex?es de alto desempenho. Uma solu??o a ser aplicada para melhorar a infraestrutura de comunica??o em tais sistemas ? o uso de redes on-chip, pois estas apresentam uma melhoria consider?vel na largura de banda e escalabilidade. Ainda assim, o n?mero de n?cleos integrados continua a aumentar ao mesmo tempo em que o sistema cresce, dessa maneira as interconex?es met?licas em redes on-chip podem tornar-se um gargalo no desempenho. Como resultado, uma nova estrat?gia deve ser adotada para que essas quest?es sejam solucionadas. As Redes ?pticas Integradas (do ingl?s Optical Integrated Networks - OINs) s?o atualmente consideradas como um dos paradigmas mais promissores neste contexto de design: elas apresentam maior largura de banda, menor consumo de energia e baixa lat?ncia para transmitir informa??es. Al?m disso, trabalho recentes demonstram a viabilidade de OINs com suas tecnologias de fabrica??o dispon?veis e compat?veis com CMOS. No entanto, os designers de OINs enfrentam v?rios desafios: ? Atualmente, os controladores representam o principal gargalo na comunica??o e s?o um dos fatores que limitam o uso de OINs. Portanto, novas solu??es de controle de baixa lat?ncia s?o necess?rias. ? Designers n?o possuem ferramentas para modelar e validar OINs. A maioria das pesquisas atualmente est? focada em projetar dispositivos e melhorar os componentes b?sicos, deixando o sistema sem melhorias. Neste contexto, para facilitar a implanta??o de sistemas baseados em OIN, este projeto de doutorado concentra-se em tr?s contribui??es principais: (1) o desenvolvimento da plataforma de simula??o a n?vel de sistema; (2) a defini??o e o desenvolvimento de uma abordagem de controle eficiente para sistemas baseados em OIN e; (3) a avalia??o, a n?vel do sistema, da abordagem de controle proposta usando a modelagem definida. / Design trends for next-generation Multi-Processor Systems point to the integration of a large number of processing cores, requiring high-performance interconnects. One solution being applied to improve the communication infrastructure in such systems is the usage of Networkson- Chip as they present considerable improvement in the bandwidth and scaleability. Still as the number of integrated cores continues to increase and the system scales, the metallic interconnects in Networks-on-Chip can become a performance bottleneck. As a result, a new strategy must be adopted in order for those issues to be remedied. Optical Integrated Networks (OINs) are currently considered to be one of the most promising paradigm in this design context: they present higher bandwidth, lower power consumption and lower latency to broadcast information. Also, the latest work demonstrates the feasibility of OINs with their fabrication technologies being available and CMOS compatible. However, OINs? designers face several challenges: ? Currently, controllers represent the main communication bottleneck and are one of the factors limiting the usage of OINs. Therefore, new controlling solutions with low latency are required. ? Designers lack tools to model and validate OINs. Most research nowadays is focused on designing devices and improving basic components performance, leaving system unattended. In this context, in order to ease the deployment of OIN-based systems, this PhD project focuses on three main contributions: (1) the development of accurate system-level modelling study to realize a system-level simulation platform; (2) the definition and development of an efficient control approach for OIN-based systems, and; (3) the system-level evaluation of the proposed control approach using the defined modelling.