Simulador para redes ópticas semitransparentes

El crecimiento del tráfico de datos en las redes, ha provocado la búsqueda de nuevas tecnologías par poder satisfacer esa demanda. Las redes de fibra óptica tienen la característica de ofrecer un gran ancho de banda y todos los esfuerzos van dirigidos hacia esa tecnología. Por tanto los operadores de telecomunicaciones necesitan, entre otras cosas, de herramientas para poder desplegar las redes troncales de fibra óptica. En este proyecto ofrecemos un simulador que ayuda a la planificación en el despliege de una red óptica, ya que nos da a conocer su comportamiento y tomar decisiones de ingeniería. La arquitectura de red que predomina en las OTN’s (redes ópticas de transporte) es DWDM, que consiste en la multiplexación de longitudes de onda en una fibra. DWDM es un plano de transporte eficaz que nos puede dar un ancho de banda para comunicaciones con un límite casi desconocido, pero necesitamos de un plano de control que lleve la gestión de esa red. EL protocolo que se encaragará de ellos es GMPLS/MPLS. Por otro lado los dispositivos que ejecutarán las funciones en una OTN son los Óptical Cross-Connect (OXC) y nos permiten conmutar lamdas. En un principio todo el control y gestión de la OTN se hacia en el dominio eléctrico, llamada redes opacas, pero los investigadores tratan de desarrollar tecnología para que todo el control se haga también en el dominio óptico y tener redes transparentes. En este momento estamos a mitad de camino. Esto nos da que parte del control de la red, como la conmutación si se hace en el dominio óptico, pero la gestión de protocolos de “routing” aún es en el dominio eléctrico, éstas son las redes ópticas semitransparente

Tecnologias coerentes para redes ópticas flexíveis

Next-generation networks enable a broad range of innovative services with the best delivery by utilizing very dense wired/wireless networks. However, the development of future networks will require several breakthroughs in optical networks such as high-performance optical transceivers to support a very-high capacity optical network as well as optimization of the network concept, ensuring a dramatic reduction of the cost per bit. At the same time, all of the optical network segments (metro, access, long-haul) need new technology options to support high capacity, spectral efficiency and data-rate flexibility. Coherent detection offers an opportunity by providing very high sensitivity and supporting high spectral efficiency. Coherent technology can still be combined with polarization multiplexing. Despite the increased cost and complexity, the migration to dual-polarization coherent transceivers must be considered, as it enables to double the spectral efficiency. These dual-polarization systems require an additional digital signal processing (DSP) subsystem for polarization demultiplexing. This work seeks to provide and characterize cost-effective novel coherent transceivers for the development of new generation practical, flexible and high capacity transceivers for optical metro-access and data center interconnects. In this regard, different polarization demultiplexing (PolDemux) algorithms, as well as adaptive Stokes will be considered. Furthermore, low complexity and modulation format-agnostic DSP techniques based on adaptive Stokes PolDemux for flexible and customizable optical coherent systems will be proposed. On this subject, the performance of the adaptive Stokes algorithm in an ultra-dense wavelength division multiplexing (U-DWDM) system will be experimentally evaluated, in offline and real-time operations over a hybrid optical-wireless link. In addition, the efficiency of this PolDemux algorithm in a flexible optical metro link based on Nyquist pulse shaping U-DWDM system and hybrid optical signals will be assessed. Moreover, it is of great importance to find a transmission technology that enables to apply the Stokes PolDemux for long-haul transmission systems and data center interconnects. In this work, it is also proposed a solution based on the use of digital multi-subcarrier multiplexing, which improve the performance of long-haul optical systems, without increasing substantially, their complexity and cost.As redes de telecomunicações futuras permitirão uma ampla gama de serviços inovadores e com melhor desempenho. No entanto, o desenvolvimento das futuras redes implicará vários avanços nas redes de fibra ótica, como transcetores óticos de alto desempenho capazes de suportar ligações de muito elevada capacidade, e a otimização da estrutura da rede, permitindo uma redução drástica do custo por bit transportado. Simultaneamente, todos os segmentos de rede ótica (metropolitanas, acesso e longo alcance) necessitam de novas opções tecnológicas para suportar uma maior capacidade, maior eficiência espetral e flexibilidade. Neste contexto, a deteção coerente surge como uma oportunidade, fornecendo alta sensibilidade e elevada eficiência espetral. A tecnologia de deteção coerente pode ainda ser associada à multiplexação na polarização. Apesar de um potencial aumento ao nível do custo e da complexidade, a migração para transcetores coerentes de dupla polarização deve ser ponderada, pois permite duplicar a eficiência espetral. Esses sistemas de dupla polarização requerem um subsistema de processamento digital de sinal (DSP) adicional para desmultiplexagem da polarização. Este trabalho procura fornecer e caracterizar novos transcetores coerentes de baixo custo para o desenvolvimento de uma nova geração de transcetores mais práticos, flexíveis e de elevada capacidade, para interconexões óticas ao nível das futuras redes de acesso e metro. Assim, serão analisados diferentes algoritmos para a desmultiplexagem da polarização, incluindo uma abordagem adaptativa baseada no espaço de Stokes. Além disso, são propostas técnicas de DSP independentes do formato de modulação e de baixa complexidade baseadas na desmultiplexagem de Stokes adaptativa para sistemas óticos coerentes flexíveis. Neste contexto, o desempenho do algoritmo adaptativo de desmultiplexagem na polarização baseado no espaço de Stokes é avaliado experimentalmente num sistema U-DWDM, tanto em análises off-line como em tempo real, considerando um percurso ótico hibrido que combina um sistema de transmissão suportado por fibra e outro em espaço livre. Foi ainda analisada a eficiência do algoritmo de desmultiplexagem na polarização numa rede ótica de acesso flexível U-DWDM com formatação de pulso do tipo Nyquist. Neste trabalho foi ainda analisada a aplicação da técnica de desmultiplexagem na polarização baseada no espaço de Stokes para sistemas de longo alcance. Assim, foi proposta uma solução de aplicação baseada no uso da multiplexagem digital de múltiplas sub-portadoras, tendo-se demonstrado uma melhoria na eficiência do desempenho dos sistemas óticos de longo alcance, sem aumentar significativamente a respetiva complexidade e custo.Programa Doutoral em Engenharia Eletrotécnic

Redes ópticas sustentáveis

Mestrado em Sistemas Energéticos SustentáveisNas últimas décadas, as tecnologias de semicondutores emergentes têm sido responsáveis por enormes progressos tecnológicos no mundo. Neste período esta indústria cresceu a uma taxa média da ordem de 16%, enquanto que a economia em geral apenas cresceu 4%. Os avanços na área da microeletrónica permitiram a agregação de valor em toda a cadeia produtiva de praticamente todos os segmentos industriais. O sector das telecomunicações tem constituído um dos principais motores de desenvolvimento e transformação da nossa sociedade nas últimas décadas. É uma área em profunda e rápida mudança em todo o mundo. Equipamentos, tecnologias de informação, convergência de redes, de plataformas e de serviços estão na génese desta grande evolução. No seguimento, um crescente nível de actividade de investigação na procura processos mais eficientes, onde eventualmente energia e que hoje é desperdiçada em filtros e outros processos pode vir a ser usada como fonte de energia alternativa para micro-dispositivos electrónicos, tais como, energy harvesters e "parasitic power sources”.In recent decades, the developments in semiconductor technology have been responsible for an enormous technological progress in the world. In this period the telecommunications industry grew at an average rate of 16%, while the overall economy grew only 4%. Advances in microelectronics have allowed the aggregation of value across the supply chain of virtually all industries. Telecommunications sector has been a major driver of the development and transformation of our society in recent decades. It is an area that is suffering a fast change in the world. Equipment, information technology, convergence of networks, platforms and services are at the root of this great development. As a result, we have an increasing research effort to find more efficient processes, eliminate energy waste and searching for other processes that might be used as an alternative energy source for micro-electronic devices such as energy harvesters

Optical performance monitoring in optical packet-switched networks

Para poder satisfacer la demanda de mayores anchos de banda y los requisitos de los nuevos servicios, se espera que se produzca una evolución de las redes ópticas hacia arquitecturas reconfigurables dinámicamente. Esta evolución subraya la importancia de ofrecer soluciones en la que la escalabilidad y la flexibilidad sean las principales directrices. De acuerdo a estas características, las redes ópticas de conmutación de paquetes (OPS) proporcionan altas capacidades de transmisión, eficiencia en ancho de banda y excelente flexibilidad, además de permitir el procesado de los paquetes directamente en la capa óptica. En este escenario, la solución all-optical label switching (AOLS) resuelve el cuello de botella impuesto por los nodos que realizan el procesado en el dominio eléctrico. A pesar de los progresos en el campo del networking óptico, las redes totalmente ópticas todavía se consideran una solución lejana . Por tanto, es importante desarrollar un escenario de migración factible y gradual desde las actuales redes ópticas basadas en la conmutación de circuitos (OCS). Uno de los objetivos de esta tesis se centra en la propuesta de escenarios de migración basados en redes híbridas que combinan diferentes tecnologías de conmutación. Además, se analiza la arquitectura de una red OPS compuesta de nodos que incorporan nuevas funcionalidades relacionadas con labores de monitorización y esquemas de recuperación. Las redes ópticas permiten mejorar la transparencia de la red, pero a costa de aumentar la complejidad de las tareas de gesión. En este escenario, la monitorización óptica de prestaciones (OPM) surge como una tecnología capaz de facilitar la administración de las redes OPS, en las que cada paquete sigue su propia ruta en la red y sufre un diferente nivel de degradación al llegar a su destino. Aquí reside la importancia de OPM para garantizar los requisitos de calidad de cada paquete.Vilar Mateo, R. (2010). Optical performance monitoring in optical packet-switched networks [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/8926Palanci

Optimização de redes ópticas de distribuição de serviços

O aumento da utilização e da oferta de tipos de serviços nas redes de acesso conduziram à necessidade de encontrar uma solução capaz de responder às exigências da sociedade de informação, em particular dos utilizadores, sendo o consequente aumento de largura de banda a medida mais tomada pelos operadores de telecomunicações. Perante este cenário é inevitável a migração das redes de acesso de cobre para redes de acesso em fibra óptica de elevada disponibilidade. Esta dissertação propõe-se realizar um estudo sobre o projecto e a optimização das redes ópticas de distribuição de serviços urbanos e exemplificar esse tema através da implementação de um caso de estudo. Para tal, numa primeira fase, foi realizado o estudo das várias redes de acesso existentes no mercado, DSL, cabo, Ethernet, etc., bem como a sua evolução para redes PON e a migração de serviços. Numa segunda etapa procedeu-se à aplicação dos conceitos, anteriormente analisados, através da implementação prática do projecto numa rede urbana em fibra óptica, no município da Amadora, com recurso à tecnologia actual. A implementação do caso de estudo foi útil para melhorar a largura de banda existente, o tipo de acesso e a quantidade de serviços de rede disponibilizados, bem como a redução de custos com as comunicações de voz e dados

Redes ópticas de transporte

Mestrado em Engenharia Electrónica e TelecomunicaçõesNeste trabalho foram estudadas as principais tecnologias que suportam as actuais redes de transporte. Identificaram-se um conjunto de desafios que lhe são colocados pelo aumento do tráfego de pacotes e pela necessidade de reduzir o custo por bit transportado. Estudou-se em detalhe a tecnologia de transporte OTN (Optical Transport Network). Foi desenvolvido um modelo de custos para um nó da rede, considerando simultaneamente tecnologias baseadas em comutação de circuitos e comutação de pacotes. Com base nos estudos efectuados concluiu-se que a redução do custo por bit transportado pode ser efectuada optimizando a quantidade de tráfego comutado ao nível dos circuitos e a quantidade de tráfego comutado com base em tecnologias de comutação de pacotes.In this work we studied the key technologies that support the current transport networks. We identified a set of challenges that are posed by the increasing of packet data traffic and the need to reduce the cost per bit transported. We studied in detail the transport technology OTN (Optical Transport Network). We developed a cost model for a network node while considering technologies based on circuit switching and packet switching. Based on the studies it was concluded that lowering the cost per bit transported can be performed by optimizing the amount of traffic switched at circuits level and the amount of traffic switched based on packet switching technologies

Estudio de modulaciones CAP (Carrierles amplitude phase) para su utilización en redes ópticas pasivas

En este trabajo de fin de grado se estudia el uso de modulaciones Carrierless Amplitude Phase (CAP) para redes ópticas. El origen de esta propuesta viene de la complejidad y elevado coste que presentan otros tipos de modulaciones propuestas para las redes ópticas pasivas, particularmente las que se usan en redes ópticas basadas en multiplexación por división en longitud de onda, que requieren de componentes necesarios para la modulación y demodulación óptica que suponen un incremento en el coste. Es por esto que en este proyecto se estudia la modulación CAP como un sistema flexible, de menor complejidad y de coste reducido en comparación con otras modulaciones avanzadas que precisan de moduladores más caros y complejos.<br /

WWSim : interface gráfica para o simulador de redes ópticas WDMSim

Monografia (graduação)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Exatas, 2014.A construção de um sistema de representação e modelagem de redes de transmissão de dados apresenta um desafioo de implementação e de compreensão de usuário. A representação fiel de tal rede pode ser um empecilho até para os mais especializados, e poucas formas de representação foram concebidas para o projeto de redes ópticas. Esta monografia apresenta os resultados de projeto de implementação de uma interface gráfica para o simulador de redes ópticas WDMSim que permite manipulação direta de usuário que apresente fidelidade com a infraestrutura real, facilidade de interação com o usuário, capacidade de alteração do algoritmo de alocação de comprimento de onda e que permita uma visão didática dos conceitos de redes ópticas

Simulación y optimización de redes ópticas elásticas: estudio tecno-económico

Para un mejor aprovechamiento de las redes ópticas se ha planteado la implementación de las redes ópticas elásticas. Dichas redes se caracterizan por dividir el espectro en slots de menor tamaño que en las redes convencionales WDM, de manera que se aprovecha el ancho de banda que se estaba desperdiciando en este tipo de redes y además se permite la utilización de varios formatos de modulación en una misma conexión. Debido a la implementación de este tipo de redes ópticas se hace necesaria la sustitución de los equipos utilizados en las redes convencionales por otros que soporten dicha elasticidad. Es en este punto en el que adquiere sentido el estudio de los costes en las redes ópticas elásticas. El modelo de costes planteado se divide en una parte de implementación del equipamiento, capex, y otra parte operacional, opex. La primera parte se mantiene constante a lo largo del tiempo (salvo cuando se producen actualizaciones de la infraestructura de la red) ya que independientemente de si los equipos están activos o no, sí que están ahí. La segunda parte se desglosa en el estudio de la potencia consumida por los equipos (la cual se traduce en un coste), el coste por alquiler, y el coste por mantenimiento y reparación. Las aportaciones del proyecto consisten en la extensión de un entorno de simulación de manera que se estudie el coste tecno-económico de las redes ópticas elásticas, al emplear distintos algoritmos y formatos de modulación para provisionar peticiones de conexión recibidas dinámicamente.Grado en Ingeniería de Tecnologías de Telecomunicació

Dimensionamento de redes ópticas multicamada

Doutoramento em Engenharia ElectrónicaEste trabalho apresenta um estudo sobre o dimensionamento de redes ópticas, com vistas a obter um modelo de dimensionamento para redes de transporte sobreviventes. No estudo utilizou-se uma abordagem estatística em detrimento à determinística. Inicialmente, apresentam-se as principais tecnologias e diferentes arquitecturas utilizadas nas redes ópticas de transporte. Bem como os principais esquemas de sobrevivência e modos de transporte. São identificadas variáveis necessárias e apresenta-se um modelo dimensionamento para redes de transporte, tendo-se dado ênfase às redes com topologia em malha e considerando os modos de transporte opaco, transparente e translúcido. É feita uma análise rigorosa das características das topologias de redes de transporte reais, e desenvolve-se um gerador de topologias de redes de transporte, para testar a validade dos modelos desenvolvidos. Também é implementado um algoritmo genético para a obtenção de uma topologia optimizada para um dado tráfego. São propostas expressões para o cálculo de variáveis não determinísticas, nomeadamente, para o número médio de saltos de um pedido, coeficiente de protecção e coeficiente de restauro. Para as duas últimas, também é analisado o impacto do modelo de tráfego. Verifica-se que os resultados obtidos pelas expressões propostas são similares às obtidas por cálculo numérico, e que o modelo de tráfego não influencia significativamente os valores obtidos para os coeficientes. Finalmente, é demonstrado que o modelo proposto é útil para o dimensionamento e cálculo dos custos de capital de redes com informação incompleta.This work presents a study on the dimensioning of optical networks, aiming to obtain a dimensioning model for survivable optical transport networks. The study relies on a statistical approach rather than a deterministic approach. Initially, enabling technologies and different architectures usually employed in optical transport networks are presented. The main survivability schemes and transport modes are also presented. Useful variables are identified and a transport network dimensioning model is presented, with emphasis on mesh-based network topologies, and considering opaque, transparent and translucent transport modes. A rigorous analysis on the characteristics of real-world transport networks is done, and a topology generator is developed. The topology generator is used for testing and validating the developed models. A genetic algorithm for obtaining an optimized topology for a given traffic load is implemented as well. Expressions for calculating non-deterministic variables are proposed, namely for the average number of hops per demand, protection and restoration coefficient. For the last two, the impact of the traffic model was analyzed. It is shown that results obtained from the proposed expressions are quite similar to the ones obtained from numeric calculation. Moreover, the traffic model does not influence significantly the values obtained for the coefficients. Finally, it is shown that the proposed model is useful for the dimensioning and calculation of capital expenditures of networks in absence of complete information.FCT - SFRH/BD/27545/200