Optical processing devices and techniques for next generation optical networks

Este trabalho surge do interesse em substituir os nós de rede óptica baseados maioritariamente em electrónica por nós de rede baseados em tecnologia óptica. Espera-se que a tecnologia óptica permita maiores débitos binários na rede, maior transparência e maior eficiência através de novos paradigmas de comutação. Segundo esta visão, utilizou-se o MZI-SOA, um dispositivo semicondutor integrado hibridamente, para realizar funcionalidades de processamento óptico de sinal necessárias em nós de redes ópticas de nova geração. Nas novas redes ópticas são utilizados formatos de modulação avançados, com gestão da fase, pelo que foi estudado experimentalmente e por simulação o impacto da utilização destes formatos no desempenho do MZI-SOA na conversão de comprimento de onda e formato, em várias condições de operação. Foram derivadas regras de utilização para funcionamento óptimo. Foi também estudado o impacto da forma dos pulsos do sinal no desempenho do dispositivo. De seguida, o MZI-SOA foi utilizado para realizar funcionalidades temporais ao nível do bit e do pacote. Foi investigada a operação de um conversor de multiplexagem por divisão no comprimento de onda para multiplexagem por divisão temporal óptica, experimentalmente e por simulação, e de um compressor e descompressor de pacotes, por simulação. Para este último, foi investigada a operação com o MZI-SOA baseado em amplificadores ópticos de semicondutor com geometria de poço quântico e ponto quântico. Foi também realizado experimentalmente um ermutador de intervalos temporais que explora o MZI-SOA como conversor de comprimento de onda e usa um banco de linhas de atraso ópticas para introduzir no sinal um atraso seleccionável. Por fim, foi estudado analiticamente, experimentalmente e por simulação o impacto de diafonia em redes ópticas em diversas situações. Extendeu-se um modelo analítico de cálculo de desempenho para contemplar sinais distorcidos e afectados por diafonia. Estudou-se o caso de sinais muito filtrados e afectados por diafonia e mostrou-se que, para determinar correctamente as penalidades que ocorrem, ambos os efeitos devem ser considerados simultaneamente e não em separado. Foi estudada a escalabilidade limitada por diafonia de um comutador de intervalos temporais baseado em MZI-SOA a operar como comutador espacial. Mostrou-se também que sinais afectados fortemente por não-linearidades podem causar penalidades de diafonia mais elevadas do que sinais não afectados por não-linearidades. Neste trabalho foi demonstrado que o MZI-SOA permite construir vários e pertinentes circuitos ópticos, funcionando como bloco fundamental de construção, tendo sido o seu desempenho analisado, desde o nível de componente até ao nível de sistema. Tendo em conta as vantagens e desvantagens do MZI-SOA e os desenvolvimentos recentes de outras tecnologias, foram sugeridos tópicos de investigação com o intuito de evoluir para as redes ópticas de nova geração.

Road traffic information platform for energy and emissions savings

Apesar das recentes inovações tecnológicas, o setor dos transportes continua a exercer impactes significativos sobre a economia e o ambiente. Com efeito, o sucesso na redução das emissões neste setor tem sido inferior ao desejável. Isto deve-se a diferentes fatores como a dispersão urbana e a existência de diversos obstáculos à penetração no mercado de tecnologias mais limpas. Consequentemente, a estratégia “Europa 2020” evidencia a necessidade de melhorar a eficiência no uso das atuais infraestruturas rodoviárias. Neste contexto, surge como principal objetivo deste trabalho, a melhoria da compreensão de como uma escolha de rota adequada pode contribuir para a redução de emissões sob diferentes circunstâncias espaciais e temporais. Simultaneamente, pretende-se avaliar diferentes estratégias de gestão de tráfego, nomeadamente o seu potencial ao nível do desempenho e da eficiência energética e ambiental. A integração de métodos empíricos e analíticos para avaliação do impacto de diferentes estratégias de otimização de tráfego nas emissões de CO2 e de poluentes locais constitui uma das principais contribuições deste trabalho. Esta tese divide-se em duas componentes principais. A primeira, predominantemente empírica, baseou-se na utilização de veículos equipados com um dispositivo GPS data logger para recolha de dados de dinâmica de circulação necessários ao cálculo de emissões. Foram percorridos aproximadamente 13200 km em várias rotas com escalas e características distintas: área urbana (Aveiro), área metropolitana (Hampton Roads, VA) e um corredor interurbano (Porto-Aveiro). A segunda parte, predominantemente analítica, baseou-se na aplicação de uma plataforma integrada de simulação de tráfego e emissões. Com base nesta plataforma, foram desenvolvidas funções de desempenho associadas a vários segmentos das redes estudadas, que por sua vez foram aplicadas em modelos de alocação de tráfego. Os resultados de ambas as perspetivas demonstraram que o consumo de combustível e emissões podem ser significativamente minimizados através de escolhas apropriadas de rota e sistemas avançados de gestão de tráfego. Empiricamente demonstrou-se que a seleção de uma rota adequada pode contribuir para uma redução significativa de emissões. Foram identificadas reduções potenciais de emissões de CO2 até 25% e de poluentes locais até 60%. Através da aplicação de modelos de tráfego demonstrou-se que é possível reduzir significativamente os custos ambientais relacionados com o tráfego (até 30%), através da alteração da distribuição dos fluxos ao longo de um corredor com quatro rotas alternativas. Contudo, apesar dos resultados positivos relativamente ao potencial para a redução de emissões com base em seleções de rotas adequadas, foram identificadas algumas situações de compromisso e/ou condicionantes que devem ser consideradas em futuros sistemas de eco navegação. Entre essas condicionantes importa salientar que: i) a minimização de diferentes poluentes pode implicar diferentes estratégias de navegação, ii) a minimização da emissão de poluentes, frequentemente envolve a escolha de rotas urbanas (em áreas densamente povoadas), iii) para níveis mais elevados de penetração de dispositivos de eco-navegação, os impactos ambientais em todo o sistema podem ser maiores do que se os condutores fossem orientados por dispositivos tradicionais focados na minimização do tempo de viagem. Com este trabalho demonstrou-se que as estratégias de gestão de tráfego com o intuito da minimização das emissões de CO2 são compatíveis com a minimização do tempo de viagem. Por outro lado, a minimização de poluentes locais pode levar a um aumento considerável do tempo de viagem. No entanto, dada a tendência de redução nos fatores de emissão dos poluentes locais, é expectável que estes objetivos contraditórios tendam a ser minimizados a médio prazo. Afigura-se um elevado potencial de aplicação da metodologia desenvolvida, seja através da utilização de dispositivos móveis, sistemas de comunicação entre infraestruturas e veículos e outros sistemas avançados de gestão de tráfego.

Multi-standard reconfigurable wireless transmitter architectures

The continuous demand for highly efficient wireless transmitter systems has triggered an increased interest in switching mode techniques to handle the required power amplification. The RF carrier amplitude-burst transmitter, i.e. a wireless transmitter chain where a phase-modulated carrier is modulated in amplitude in an on-off mode, according to some prescribed envelope-to-time conversion, such as pulse-width or sigma-delta modulation, constitutes a promising architecture capable of efficiently transmitting signals of highly demanding complex modulation schemes. However, the tested practical implementations present results that are way behind the theoretically advanced promises (perfect linearity and efficiency). My original contribution to knowledge presented in this thesis is the first thorough study and model of the power efficiency and linearity characteristics that can be actually achieved with this architecture. The analysis starts with a brief revision of the theoretical idealized behavior of these switched-mode amplifier systems, followed by the study of the many sources of impairments that appear when the real system is implemented. In particular, a special attention is paid to the dynamic load modulation caused by the often ignored interaction between the narrowband signal reconstruction filter and the usual single-ended switched-mode power amplifier, which, among many other performance impairments, forces a two transistor implementation. The performance of this architecture is clearly explained based on the presented theory, which is supported by simulations and corresponding measured results of a fully working implementation. The drawn conclusions allow the development of a set of design rules for future improvements, one of which is proposed and verified in this thesis. It suggests a significant modification to this traditional architecture, where now the phase modulated carrier is always on – and thus allowing a single transistor implementation – and the amplitude is impressed into the carrier phase according to a bi-phase code.

Fatores que influenciam o uso do marketing de guerrilha nas empresas em Portugal

Atualmente vivemos numa era em que a publicidade nos rodeia através de várias formas e onde as empresas esforçam-se cada vez mais para tornar eficaz a mensagem que pretendem passar. O uso de métodos convencionais, como a televisão, rádio, ou até outdoors, está a tornar-se pouco eficaz. Em muito pouco tempo, nos últimos vinte anos, a Internet mudou a nossa forma de viver, sendo até comparado ao Renascimento e à Revolução Industrial. As gerações mais recentes nasceram rodeadas deste “boom” publicitário, o que as tornou imunes. De forma a contornar este problema, surge Levinson em 1989 onde apresenta uma forma de minimizar este efeito e ao mesmo tempo proporcionar a que pequenas empresas tenham capacidade de competir com as maiores (Levinson, 2007). Assim, o marketing de guerrilha caracteriza-se por estar normalmente associado a implementações de baixo custo, que por vezes são irrepetíveis, pois conseguem alcançar um impacto “wow” significativo junto do grande público (Oliveira & Ferreira, 2013). O presente estudo contribui para a literatura do marketing de guerrilha existente, realizando assim uma compilação acerca do desenvolvimento desta temática até aos dias de hoje. De forma a perceber quais são os fatores que influenciam o uso do marketing de guerrilha pelas empresas portuguesas, foram inquiridas 140 empresas de todo o país, através de um questionário com base no estudo desenvolvido por Overbeek (2012). Através desta investigação exploratória, numa área ainda pouco explorada em Portugal, até à data, em especial a nível académico, “verificou-se que existe uma grande procura por este tipo de ferramentas não convencionais, tanto que, verificou-se que 86,4% da amostra já presenciou uma ação de guerrilha, no entanto apenas 36,4% admite já ter implementado na sua empresa, o que levanta a questão do porquê de uma taxa tão reduzida de utilização deste tipo de abordagem não convencional (Almeida & Au-Yong-Oliveira, 2015, p.1). A explicação poderá estar ligada à grande aversão à incerteza que existe em Portugal (Hofstede, 2001), e ao receio da mudança e da experimentação de novos produtos em Portugal (Steenkamp et al., 1999). Fatores que não irão mudar durante décadas, dado o tempo que demora a mudar culturas nacionais (Hofstede, 2001). Verifica-se também que na amostra das 140 empresas se destacam pessoas formadas (ao grau de licenciatura e mestrado) em Marketing (18,7% da amostra), Design (15,7%), Gestão (10,4%) e Tecnologias da Informação e Comunicação (7,9%). Pode-se concluir que são as quatro áreas fundamentais, ou pelo menos a necessidade existe em ter conhecimento nestas quatro áreas atualmente. Devido à [pequena] dimensão das empresas, um colaborador que tenha estas quatro competências tem uma vantagem competitiva face aos restantes, no que toca a hard skills.

Inflaton dark matter from incomplete decay

We show that the decay of the inflaton field may be incomplete, while nevertheless successfully reheating the Universe and leaving a stable remnant that accounts for the present dark matter abundance. We note, in particular, that since the mass of the inflaton decay products is field dependent, one can construct models, endowed with an appropriate discrete symmetry, where inflaton decay is kinematically forbidden at late times and only occurs during the initial stages of field oscillations after inflation. We show that this is sufficient to ensure the transition to a radiation-dominated era and that inflaton particles typically thermalize in the process. They eventually decouple and freeze out, yielding a thermal dark matter relic. We discuss possible implementations of this generic mechanism within consistent cosmological and particle physics scenarios, for both single-field and hybrid inflation.

Relatório de estágio na GESTAMP Aveiro: a melhoria contínua aplicada à gestão de processos logísticos

O presente Relatório de Estágio procura fornecer uma visão global das atividades realizadas ao longo do estágio no Departamento de Logística, na Gestamp Aveiro. O relatório inicia-se com uma apresentação da empresa acolhedora, bem como do departamento de logística. Após esta apresentação é feito um enquadramento teórico que se debruça sobre o conceito de logística e as filosofias de melhoria contínua na eliminação de desperdícios (Kaizen e Lean), seguindo-se a apresentação das tarefas desenvolvidas ao longo dos seis meses de estágio. Considerando que todas as atividades desenvolvidas são resultado de implementações e/ou sugestões de melhoria aplicadas à empresa, este relatório realça a importância do espírito crítico na procura incessante pela melhoria da eficácia e eficiência em todas as áreas empresariais.