Design and control techniques of optical networks

The world of communication has changed quickly in the last decade resulting in the the rapid increase in the pace of peoples’ lives. This is due to the explosion of mobile communication and the internet which has now reached all levels of society. With such pressure for access to communication there is increased demand for bandwidth. Photonic technology is the right solution for high speed networks that have to supply wide bandwidth to new communication service providers. In particular this Ph.D. dissertation deals with DWDM optical packet-switched networks. The issue introduces a huge quantity of problems from physical layer up to transport layer. Here this subject is tackled from the network level perspective. The long term solution represented by optical packet switching has been fully explored in this years together with the Network Research Group at the department of Electronics, Computer Science and System of the University of Bologna. Some national as well as international projects supported this research like the Network of Excellence (NoE) e-Photon/ONe, funded by the European Commission in the Sixth Framework Programme and INTREPIDO project (End-to-end Traffic Engineering and Protection for IP over DWDM Optical Networks) funded by the Italian Ministry of Education, University and Scientific Research. Optical packet switching for DWDM networks is studied at single node level as well as at network level. In particular the techniques discussed are thought to be implemented for a long-haul transport network that connects local and metropolitan networks around the world. The main issues faced are contention resolution in a asynchronous variable packet length environment, adaptive routing, wavelength conversion and node architecture. Characteristics that a network must assure as quality of service and resilience are also explored at both node and network level. Results are mainly evaluated via simulation and through analysis.

High-performance switching architectures for optical networks

The need for high bandwidth, due to the explosion of new multi\-media-oriented IP-based services, as well as increasing broadband access requirements is leading to the need of flexible and highly reconfigurable optical networks. While transmission bandwidth does not represent a limit due to the huge bandwidth provided by optical fibers and Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) technology, the electronic switching nodes in the core of the network represent the bottleneck in terms of speed and capacity for the overall network. For this reason DWDM technology must be exploited not only for data transport but also for switching operations. In this Ph.D. thesis solutions for photonic packet switches, a flexible alternative with respect to circuit-switched optical networks are proposed. In particular solutions based on devices and components that are expected to mature in the near future are proposed, with the aim to limit the employment of complex components. The work presented here is the result of part of the research activities performed by the Networks Research Group at the Department of Electronics, Computer Science and Systems (DEIS) of the University of Bologna, Italy. In particular, the work on optical packet switching has been carried on within three relevant research projects: the e-Photon/ONe and e-Photon/ONe+ projects, funded by the European Union in the Sixth Framework Programme, and the national project OSATE funded by the Italian Ministry of Education, University and Scientific Research. The rest of the work is organized as follows. Chapter 1 gives a brief introduction to network context and contention resolution in photonic packet switches. Chapter 2 presents different strategies for contention resolution in wavelength domain. Chapter 3 illustrates a possible implementation of one of the schemes proposed in chapter 2. Then, chapter 4 presents multi-fiber switches, which employ jointly wavelength and space domains to solve contention. Chapter 5 shows buffered switches, to solve contention in time domain besides wavelength domain. Finally chapter 6 presents a cost model to compare different switch architectures in terms of cost.

Technological processes study for high value health ingredients and foods production

This PhD thesis describes set up of technological models for obtaining high health value foods and ingredients that preserve the final product characteristics as well as enrich with nutritional components. In particular, the main object of my research has been Virgin Olive Oil (VOO) and its important antioxidant compounds which differentiate it from all other vegetables oils. It is well known how the qualitative and quantitative presence of phenolic molecules extracted from olives during oil production is fundamental for its oxidative and nutritional quality. For this purpose, agronomic and technological conditions of its production have been investigated. It has also been examined how this fraction can be better preserved during storage. Moreover, its relation with VOO sensorial characteristics and its interaction with a protein in emulsion foods have also been studied. Finally, an experimental work was carried out to determine the antioxidative and heat resistance properties of a new antioxidant (EVS-OL) when used for high temperature frying such as is typically employed for the preparation of french fries. Results of the scientific research have been submitted for a publication and some data has already been published in national and international scientific journals.

Business Clusters in Eastern Europe: Policy Analysis and Cluster Performance

Clusters have increasingly become an essential part of policy discourses at all levels, EU, national, regional, dealing with regional development, competitiveness, innovation, entrepreneurship, SMEs. These impressive efforts in promoting the concept of clusters on the policy-making arena have been accompanied by much less academic and scientific research work investigating the actual economic performance of firms in clusters, the design and execution of cluster policies and going beyond singular case studies to a more methodologically integrated and comparative approach to the study of clusters and their real-world impact. The theoretical background is far from being consolidated and there is a variety of methodologies and approaches for studying and interpreting this phenomenon while at the same time little comparability among studies on actual cluster performances. The conceptual framework of clustering suggests that they affect performance but theory makes little prediction as to the ultimate distribution of the value being created by clusters. This thesis takes the case of Eastern European countries for two reasons. One is that clusters, as coopetitive environments, are a new phenomenon as the previous centrally-based system did not allow for such types of firm organizations. The other is that, as new EU member states, they have been subject to the increased popularization of the cluster policy approach by the European Commission, especially in the framework of the National Reform Programmes related to the Lisbon objectives. The originality of the work lays in the fact that starting from an overview of theoretical contributions on clustering, it offers a comparative empirical study of clusters in transition countries. There have been very few examples in the literature that attempt to examine cluster performance in a comparative cross-country perspective. It adds to this an analysis of cluster policies and their implementation or lack of such as a way to analyse the way the cluster concept has been introduced to transition economies. Our findings show that the implementation of cluster policies does vary across countries with some countries which have embraced it more than others. The specific modes of implementation, however, are very similar, based mostly on soft measures such as funding for cluster initiatives, usually directed towards the creation of cluster management structures or cluster facilitators. They are essentially founded on a common assumption that the added values of clusters is in the creation of linkages among firms, human capital, skills and knowledge at the local level, most often perceived as the regional level. Often times geographical proximity is not a necessary element in the application process and cluster application are very similar to network membership. Cluster mapping is rarely a factor in the selection of cluster initiatives for funding and the relative question about critical mass and expected outcomes is not considered. In fact, monitoring and evaluation are not elements of the cluster policy cycle which have received a lot of attention. Bulgaria and the Czech Republic are the countries which have implemented cluster policies most decisively, Hungary and Poland have made significant efforts, while Slovakia and Romania have only sporadically and not systematically used cluster initiatives. When examining whether, in fact, firms located within regional clusters perform better and are more efficient than similar firms outside clusters, we do find positive results across countries and across sectors. The only country with negative impact from being located in a cluster is the Czech Republic.

Vedere e rivedere il non osservabile. Analisi storica e questioni concettuali aperte nel rapporto tra Cinematografia e Scienza

La ricerca è incentrata sul rapporto tra cinema e scienza e sul ruolo della cinematografia come strumento di ricerca scientifica: si articola in due parti storicamente distinte, ma al tempo stesso strettamente correlate da una riflessione critica sul ruolo delle immagini in movimento rispetto al tema comune a entrambe della visualizzazione e rappresentazione del non osservabile nella realtà fisica.

Il processo migratorio come determinante della salute mentale: l'esperienza del Centro di Consultazione Socio-Culturale nel Distretto di Pianura Est, AUSL di Bologna.

La ricerca in oggetto ha analizzato le relazioni tra migrazione e salute mentale nel Distretto di Pianura Est dell'AUSL di Bologna. Attraverso un dispositivo d’indagine multi-disciplinare basato sui quadri teorici dell'Antropologia Medica Critica, della Salute Pubblica e della Psichiatria, la ricerca si è inserita nell’ampio contesto di sperimentazione di un innovativo modello di assistenza per pazienti migranti, denominato Centro di Consultazione Socio- Culturale. L'architettura dello studio si rifà a un modello di Ricerca-Azione Partecipata e Multi-Situata fondato su un approccio analitico e auto-riflessivo, il quale ha consentito di problematizzare, oltre alle azioni e alle traiettorie dei vari soggetti che operano nel campo della ricerca, anche le categorie oggetto della ricerca stessa. L'analisi, profondamente radicata nel dato empirico, è stata condotta a partire dall'esperienza degli attori sociali coinvolti. Le esperienze, le informazioni e le rappresentazioni reciproche sono state co-costruite in forma partecipativa attraverso l'uso combinato di metodologie quali-quantitative proprie sia delle discipline sanitarie sia di quelle sociali. Come materiali della ricerca sono stati utilizzati: dati primari e secondari prodotti dalle istituzioni e dalle organizzazioni del territorio stesso; informazioni provenienti dall'osservazione partecipante; colloqui con informatori-chiave; interviste semi-strutturate con decisori politici, amministratori, organizzazioni del territorio, operatori dei servizi, cittadini e pazienti. La ricerca ha dimostrato la validità delle prospettive teoriche utilizzate e delle strategie di lavoro proposte. Il modello di lavoro multi-disciplinare e multi-metodologico si è rivelato produttivo nell'indagare congiuntamente le prospettive degli attori coinvolti insieme alle loro traiettorie, alle reciproche interconnessioni e alle relazioni tra processi locali e globali. L’analisi auto-riflessiva ha consentito di analizzare le attività del Centro di Consultazione evidenziandone vantaggi e limiti. Infine, la collaborazione tra Salute Pubblica e Antropologia Medica Critica ha dimostrato una grande potenzialità e produttività sia sul versante della ricerca scientifica sia su quello dell'assistenza sanitaria.

"Making Sense of Figures": Statistics, Computing and Information Technologies in Agriculture and Biology in Britain, 1920s-1960s

Throughout the twentieth century statistical methods have increasingly become part of experimental research. In particular, statistics has made quantification processes meaningful in the soft sciences, which had traditionally relied on activities such as collecting and describing diversity rather than timing variation. The thesis explores this change in relation to agriculture and biology, focusing on analysis of variance and experimental design, the statistical methods developed by the mathematician and geneticist Ronald Aylmer Fisher during the 1920s. The role that Fisher’s methods acquired as tools of scientific research, side by side with the laboratory equipment and the field practices adopted by research workers, is here investigated bottom-up, beginning with the computing instruments and the information technologies that were the tools of the trade for statisticians. Four case studies show under several perspectives the interaction of statistics, computing and information technologies, giving on the one hand an overview of the main tools – mechanical calculators, statistical tables, punched and index cards, standardised forms, digital computers – adopted in the period, and on the other pointing out how these tools complemented each other and were instrumental for the development and dissemination of analysis of variance and experimental design. The period considered is the half-century from the early 1920s to the late 1960s, the institutions investigated are Rothamsted Experimental Station and the Galton Laboratory, and the statisticians examined are Ronald Fisher and Frank Yates.

La valutazione della ricerca scientifica: Uno studio empirico nelle Scienze umane

Nel corso degli ultimi anni si è assistito ad un ampio dibattito sull’uso della valutazione della ricerca nelle università e nelle strutture di ricerca. Nell’ambito di tale dibattito, nella presente tesi, vengono analizzate le più importanti metodologie per la valutazione della ricerca presenti a livello internazionale, i principali strumenti qualitativi di valutazione della ricerca (in particolare la peer review), gli strumenti quantitativi, quali la bibliometria, e le caratteristiche dei più importanti archivi bibliografici citazionali (es. Scopus, Web of Science), approfondendo i principali indicatori citazionali utilizzati nelle scienze umane e sociali (es. Indice H). Inoltre la tesi affronta il tema dell’impatto socio-economico della ricerca e le principali criticità di questo innovativo strumento, attraverso uno studio di caso realizzato nel Regno Unito. Una successiva analisi empirica riguarda le principali liste di riviste realizzate a livello internazionale e nazionale, nel settore scientifico di Storia e Filosofia della scienza. I risultati degli studi mostrano che le liste internazionali di riviste possono rappresentare, un punto di partenza a cui devono necessariamente essere affiancati altri strumenti di valutazione (peer review, analisi citazionali, etc); mentre le liste nazionali rischiano, invece, di essere uno strumento poco utile ed in alcuni casi inadeguato al fine di una corretta valutazione della ricerca, a causa della scarsa internazionalizzazione dei repertori e dei giudizi generalmente troppo elevati attribuiti alle riviste. Un ulteriore risultato raggiunto nella presente tesi riguarda la valutazione della ricerca nelle diverse discipline scientifiche: nelle Scienze umane e sociali risulta esserci uno scarso grado di presenza di pubblicazioni scientifiche nei principali archivi bibliografici e citazionali internazionali. Questa situazione limita fortemente l’attendibilità delle analisi statistiche basate su indici e indicatori quantitativi, per valutare la produttività scientifica di un ricercatore, oppure di una istituzione di ricerca.

Simbolismi etno-antropologici nell'opera di Elsa Morante

La ricerca sviluppa le più recenti proposte teoriche dell'antropologia interpretativa, applicandole alla teoria della letteratura. Si concentra sull'ipotesto antropologico attivo nell'opera di Elsa Morante, con particolare riferimento alla produzione successiva agli anni Sessanta (Il mondo salvato dai ragazzini, 1968; La Storia, 1974; Aracoeli, 1982), in cui si verifica la concentrazione del materiale etno-antropologico di derivazione demartiniana. La tesi si propone di sondare la prolificità del rapporto intertestuale Morante-De Martino, soprattutto mediante la ricorrenza di alcuni luoghi significanti che accomunano la ricerca poetica e quella scientifica degli autori, uniti da una fondamentale rielaborazione del concetto di "umanesimo". Centrale, a questo proposito, diviene la nozione di "crisi" della persona, direttamente collegata al vissuto da "fine del mondo" e alla percezione apocalittica post-atomica. Alla crisi del soggetto contemporaneo si guarda nei termini di una risoluzione culturale, che chiama direttamente in causa il rapporto tra letteratura e ritualità. Secondo la prospettiva sociologica durkheimiana, si indagano i momenti della piacularità e della festa, ricorsivi nella scrittura morantiana, come fondanti il discorso (la narrazione mitografica) della comunità. Di qui, la riflessione si attesta sulle strategie della comunicazione finzionale in ambito etno-antropologico, con attenzione all'autorialità dello stesso antropologo sul campo. Non mancano raffronti con le esperienze letterarie più significative nell'orizzonte culturale delineato: in particolar modo, si tiene in considerazione il fondamentale rapporto Morante-Pasolini. 

The porcine animal model goes through the 3Rs: development of in vitro and ex vivo system to study vascular biology

Since the publication of the book of Russell and Burch in 1959, scientific research has never stopped improving itself with regard to the important issue of animal experimentation. The European Directive 2010/63/EU “On the protection of animals used for scientific purposes” focuses mainly on the animal welfare, fixing the Russell and Burch’s 3Rs principles as the foundations of the document. In particular, the legislator clearly states the responsibility of the scientific community to improve the number of alternative methods to animal experimentation. The swine is considered a species of relevant interest for translational research and medicine due to its biological similarities with humans. The surgical community has, in fact, recognized the swine as an excellent model replicating the human cardiovascular system. There have been several wild-type and transgenic porcine models which were produced for biomedicine and translational research. Among these, the cardiovascular ones are the most represented. The continuous involvement of the porcine animal model in the biomedical research, as the continuous advances achieved using swine in translational medicine, support the need for alternative methods to animal experimentation involving pigs. The main purpose of the present work was to develop and characterize novel porcine alternative methods for cardiovascular translational biology/medicine. The work was mainly based on two different models: the first consisted in an ex vivo culture of porcine aortic cylinders and the second consisted in an in vitro culture of porcine aortic derived progenitor cells. Both the models were properly characterized and results indicated that they could be useful to the study of vascular biology. Nevertheless, both the models aim to reduce the use of experimental animals and to refine animal based-trials. In conclusion, the present research aims to be a small, but significant, contribution to the important and necessary field of study of alternative methods to animal experimentation.

Metodiche di preservazione del polmone isolato per lo studio ecografico: Studio sperimentale

Oggetto della tesi e' l'approfondimento su tecniche e metodiche di preservazione del polmone isolato per lo studio ecografico. E' discussa l'appropriatezza sull'uso degli ultrasuoni in corso di chirurgia mini invasiva polmonare, obiettivo di una ricerca sperimentale. Il razionale dello studio si fonda sull'indicazione all'exeresi chirurgica di noduli polmonari di diametro inferiore al centometro, ovvero di diametro superiore ma localizzati in aree centrali del polmone. Queste lesioni sono sempre piu' frequentente diagnosticate per mezzo di avanzate tecniche di imaging. L'atto chirurgico ha scopo terapeutico quando sia stata posta la diagnosi di neoplasia maligna, diagnostico-terapeutico quando non sia ancora ottenuta la tipizzazione istologica della lesione. La tecnica toracoscopica offre numerosi vantaggi rispetto alle tecniche chirurgiche tradizionali ma presenta il grave limite di non permettere la palpazione diretta del tessuto polmonare e la localizzazione della formazione tumorale quando essa non sia visibile macroscopicamente. Gli ultrasuoni sono stati utilizzati con successo per indirizzare la localizzazione del nodulo polmonare. Scopo dello studio sperimentale e' quello di confrontare tecniche diverse di preservazione del polmone isolato in un modello animale, comparando catatteristiche e prestazioni di sonde ecografiche differenti per tipologia. Del tutto recentemente, in ambito trapiantologico, sono state proposte tecniche di preservazione organica utili ai fini di uno studio anatomico sperimentale particolareggiato (EVLP) e moderna e' da considerarsi la concezione di mezzi tecnici specifici per la localizzazione di bersagli intrapolmonari. La tecnica clinica applicata allo studio del particolare ecografico, nel modello animale, ha reso comprensibile e meglio definito il ruolo delle sonde ecografiche nell'individuazione di forme tumorali suscettibili di exeresi definitiva.

Keplero e la musica. Il Libro III dell'Harmonice mundi (Linz, 1619): traduzione e Introduzione

Questo lavoro si concentra su un particolare aspetto della sfaccettata ricerca scientifica di Johannes Kepler (1571-1630), ossia quello teorico-musicale. I pensieri dell’astronomo tedesco riguardanti tale campo sono concentrati – oltre che in alcuni capitoli del Mysterium cosmographicum (1596) ed in alcune sue lettere – nel Libro III dell’Harmonices mundi libri quinque (1619), che, per la sua posizione mediana all’interno dell’opera, tra i primi due libri geometrici e gli ultimi due astronomici, e per la sua funzione di raccordo tra la «speculazione astratta» della geometria e la concretizzazione degli archetipi geometrici nel mondo fisico, assume la struttura di un vero e proprio trattato musicale sul modello di quelli rinascimentali, nel quale la «musica speculativa», dedicata alla teoria delle consonanze e alla loro deduzione geometrica precede la «musica activa», dedicata alla pratica del canto dell’uomo nelle sue differenze, generi e modi. La tesi contiene la traduzione italiana, con testo latino a fronte, del Libro III dell’Harmonice, e un’ampia introduzione che percorre le tappe fondamentali del percorso biografico e scientifico che hanno portato alla concezione di quest’opera – soffermandosi in particolare sulla formazione musicale ricevuta da Keplero, sulle pagine di argomento musicale del Mysterium e delle lettere, e sulle riflessioni filosofico-armoniche sviluppate negli anni di ricerca – e offre gli elementi fondamentali per poter comprendere l’Harmonice mundi in generale e il Libro III in particolare. A ciò si aggiunge, in Appendice, la traduzione, anch’essa con testo latino a fronte, della Sectio V, dedicata alla musica, del Liber IX dell’Almagestum novum (1651) di Giovanni Battista Riccioli (1598-1671), interessante sia dal punto di vista della recezione delle teorie di Keplero che dal punto di vista della storia delle idee musicali.