Analysis of the performances and tolerances of the 2nd generation passive optical networks (NGPON2) for FTTH systems

[ENGLISH] In a Fiber to the Home (FTTH) system, the fiber is connected until the household users. A passive optical network (PON) is a particular type of FTTH networks that uses P2MP (point-to-multipoint fiber premises) in which unpowered optical splitters are used to share part of the infrastructure enable a single optical fiber to serve multiple premises. The evolution of PON systems across the years can be associated with the evolution in multiplexing technologies. In the first years with the use of TDM the achieved upstream and downstream aggregate bandwidth was in the order of 155 Mbit/s until 10 GBit/s in XG-PON standard. But with the implementation of WDM the capacities have been increased significantly until get bandwidths of 250 GBit/s and 500 GBit/s using ud-WDM with coherent detection. This new standards use advanced modulation and codification formats. This project will evaluate the new international standard ITU-T G.989 for next generation optical fiber access to the home (FTTH) network operating at 4x 10GBit/s, that uses time multiplexing and dense wavelength multiplexing (TWDM). The key commercial devices for its implementation will be identified and modelled. Next, the access network will be built in a computer simulator, different tests will be run, and the system will be optimized. Tasks: · Study of the state of art of optical access networks comparing different technologies, devices, and architectures. · Analysis of the new international standard ITU-T G.989 to review the optical spectrum management, devices and subsystems proposed. · Use of VPI simulator in order to build an access network architecture and realize different tests, linking it with · MATLAB to analyze the achieved results. · Optimization of the network built.[CASTELLÀ] En un Sistema de Fibra hasta el hogar (FTTH, Fiber to the Home), la fibra es conectada hasta el hogar de los usuarios. Una red óptica pasiva (PON) es un tipo particular de red redes FTTH que utiliza instalaciones punto a multipunto (P2MP), en las cuales se comparte parte de la infraestructura permitiendo enviar información de múltiples canales a través de una sola fibra. Este trabajo presenta un compendio de los principales conceptos sobre redes de acceso y sistemas PON y algunas de las tecnologías usadas para el desarrollo de los mismos, incluyendo multiplexación por división en el tiempo (TDM, Time Division Multiplexing) y multiplexación por división de la longitud de onda (WDM, Wavelength Division Multiplexing), independientes o en configuración híbrida (TWDM). A partir de aquí se identifican y modelan los dispositivos comerciales clave para su implementación, especificando sus parámetros característicos para cumplir con los requerimientos del nuevo estándar internacional ITU-T G.989 para redes FFTH. Este proyecto evalúa dicho estándar, el cual plantea la implementación de sistemas NG-PON2 a 4x10GBit/s, los cuales usarán una arquitectura híbrida TWDM y transceptores sintonizables, además de garantizar la coexistencia con otros sistemas PON heredados, ubicando el tráfico en downstream y upstream en unas bandas de longitud de onda adecuadas sin solapamiento. El trabajo de análisis se enfoca en la identificación de los dispositivos clave, como trasmisores y filtros ópticos sintonizables para alcanzar los requerimientos mímos especificados. Además se da una primera aproximación al diseño del elemento de coexistencia (CE, Coexistence element) para el soporte de los sistemas PON heredados. Una vez especificados los requerimientos mínimos e identificados los dispositivos clave, se diseña e implementa la red en el simulador VPIphotonicsTM usando láseres de onda continua, moduladores externos de intensidad, multiplexores de longitud de onda y divisores de potencia apropiados. En recepción se usa detección directa con fotodiodos PIN y APD y filtros ópticos sintonizables en la ONU. Una vez completado el diseño, se realizan diferentes test, se analizan los resultados y se optimiza el diseño para dimensionar la red en términos de número de usuarios, alcance, balance de potencias, capacidad de acho de banda, etc

Cognitive MAC protocols for mobile Ad-Hoc networks

This thesis was submitted for the degree of Doctor of Philosophy and awarded by Brunel University.The term of Cognitive Radio (CR) used to indicate that spectrum radio could be accessed dynamically and opportunistically by unlicensed users. In CR Networks, Interference between nodes, hidden terminal problem, and spectrum sensing errors are big issues to be widely discussed in the research field nowadays. To improve the performance of such kind of networks, this thesis proposes Cognitive Medium Access Control (MAC) protocols for Mobile Ad-Hoc Networks (MANETs). From the concept of CR, this thesis has been able to develop a cognitive MAC framework in which a cognitive process consisting of cognitive elements is considered, which can make efficient decisions to optimise the CR network. In this context, three different scenarios to maximize the secondary user's throughput have been proposed. We found that the throughput improvement depends on the transition probabilities. However, considering the past information state of the spectrum can dramatically increases the secondary user's throughput by up to 40%. Moreover, by increasing the number of channels, the throughput of the network can be improved about 25%. Furthermore, to study the impact of Physical (PHY) Layer errors on cognitive MAC layer in MANETs, in this thesis, a Sensing Error-Aware MAC protocols for MANETs has been proposed. The developed model has been able to improve the MAC layer performance under the challenge of sensing errors. In this context, the proposed model examined two sensing error probabilities: the false alarm probability and the missed detection probability. The simulation results have shown that both probabilities could be adapted to maintain the false alarm probability at certain values to achieve good results. Finally, in this thesis, a cooperative sensing scheme with interference mitigation for Cognitive Wireless Mesh Networks (CogMesh) has been proposed. Moreover, a prioritybased traffic scenario to analyze the problem of packet delay and a novel technique for dynamic channel allocation in CogMesh is presented. Considering each channel in the system as a sub-server, the average delay of the users' packets is reduced and the cooperative sensing scenario dramatically increases the network throughput 50% more as the number of arrival rate is increased

XIII Jornadas de ingeniería telemática (JITEL 2017)

Las Jornadas de Ingeniería Telemática (JITEL), organizadas por la Asociación de Telemática (ATEL), constituyen un foro propicio de reunión, debate y divulgación para los grupos que imparten docencia e investigan en temas relacionados con las redes y los servicios telemáticos. Con la organización de este evento se pretende fomentar, por un lado el intercambio de experiencias y resultados, además de la comunicación y cooperación entre los grupos de investigación que trabajan en temas relacionados con la telemática. En paralelo a las tradicionales sesiones que caracterizan los congresos científicos, se desea potenciar actividades más abiertas, que estimulen el intercambio de ideas entre los investigadores experimentados y los noveles, así como la creación de vínculos y puntos de encuentro entre los diferentes grupos o equipos de investigación. Para ello, además de invitar a personas relevantes en los campos correspondientes, se van a incluir sesiones de presentación y debate de las líneas y proyectos activos de los mencionados equiposLloret Mauri, J.; Casares Giner, V. (2018). XIII Jornadas de ingeniería telemática (JITEL 2017). Editorial Universitat Politècnica de València. http://hdl.handle.net/10251/97612EDITORIA