OSIP - Optical Simulator Platform
História
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A evolução dos simuladores de óptica na Universidade de Aveiro
A evolução dos simuladores de óptica utilizados na Universidade de Aveiro O primeiro simulador de comunicações ópticas criado na
Universidade de Aveiro, SCORE – Simulator
for Communications Research – surgiu em 1989 pela mão do
Prof. Doutor Rui Ribeiro, integrado na sua tese de Doutoramento, e foi concluído
no ano de 1994. Continuou a evoluir no âmbito de dois projectos de 5º ano e de
uma pós-graduação. Este simulador utilizava as técnicas mais recentes de
simulação, como estrutura modular, suporte de topologia do sistema arbitrária,
definição hierárquica e gráfica da topologia através do desenho do diagrama
de blocos, biblioteca de modelos, modelos reentrantes, pós-processador em
ambiente gráfico, e uso eficiente do tempo do processador, entre outras
características. O SCORE foi desenvolvido A
plataforma que actualmente tem sido utilizada na Universidade de Aveiro, da
empresa VPITM – Virtual
Photonics Inc. – é muito fiável e robusto na obtenção de resultados de
sistemas ópticos. Apresenta uma interface
gráfica para Windows® user-friendly
que permite facilidade de utilização dos parâmetros, bem como potencialidade
de percorrer módulos (modules sweep
capabilities); é orientado por blocos, podendo-se montar um sistema para
simulação de forma muito simples, através das funcionalidades de drag-and-drop,
e copy-paste. Inclui um excelente
manual de ajuda e uma extensa biblioteca de modelos; recorrendo a tecnologias de
simulação por camadas, possibilita a análise simultânea através dos
diversos níveis da rede do sistema; possuiu uma biblioteca de exemplos com
respectivas descrições e explicações bastante útil. Mas, no entanto o VPITM não permite o estudo de
diversos detalhes, para além de que os seus módulos apenas permitem actuação
sobre os parâmetros predefinidos, na medida em que não é possível alterar os
seus blocos, assim como a estrutura de simulação. Quando se exige maior precisão
e número de pontos, o processo de obtenção de resultados com o VPI®
torna-se demorado, especialmente quando há necessidade de utilizar funções do
Matlab®. A estas desvantagens acresce ainda o elevado custo das
licenças anuais, resultando na aquisição de um número de licenças bastante
reduzido. Estes factores levam a que investigadores que necessitem de
simulação intensiva acabem por desenvolver o seu próprio simulador, com uma
biblioteca de funções adaptada à sua área de estudo.
Actualmente envidam-se esforços no sentido de criar um simulador óptico
para a Universidade de Aveiro. A evolução da plataforma OSIPO OSIP teve origem no projecto de final de curso ETOBLU – Equipamentos terminais ópticos para banda lateral única – desenvolvido pelos colegas Ana Ferreira e Tiago Silveira e orientado pelo Professor Doutor Paulo Monteiro, no decorrer do ano lectivo 2003/2004. O seu objectivo inicial
era implementar uma plataforma de simulação que corre Nesta primeira versão da
plataforma, os módulos desenvolvidos foram os necessários para simular este
tipo de sistemas. Nas disciplinas de Comunicações Ópticas e Sistemas e Redes
em Comunicações Ópticas foram desenvolvidos outros módulos, como por
exemplo, o Amplificador Óptico de Semicondutor (SOA). No final do ano lectivo
2003/2004, o OSIP era uma ferramenta que corria Nesta fase, simular com o
OSIP requeria um conhecimento prévio rigoroso dos módulos existentes e não
existia ainda formas automáticas de correr uma simulação por completo sem ser
necessário compor uma m-file
que fosse fazendo referência a todas as m-files
dos componentes utilizados e dos respectivos parâmetros. Era portanto moroso e
complicado criar uma m-file de
simulação. Pode-se mesmo considerar que o OSIP era um conjunto de m-files
com parâmetros de entrada e saída concordantes, sem existir um conjunto de
regras e restrições que definem um processo de simulação. Imponha-se assim criar
uma interface gráfica e um processo de criação de simulações automático e
interactivo que pudesse ser utilizado sem ter um conhecimento rigoroso do modelo
utilizado. No ano lectivo 2004/2005,
os alunos Manuel Fernandes e Pedro Santos, incentivados pelo Professor Doutor
Paulo Monteiro, desenvolveram uma interface gráfica com o utilizador (GUI), por
forma a tornar a plataforma de simulação OSIP mais flexível e de fácil
utilização. Assim, foi necessário
criar estruturas de dados que permitem a construção de projectos de uma forma
transparente e todo um conjunto de regras e restrições permitindo que seja
possível a criação de simulações sem recurso à linha de comandos. Para além da construção
da interface gráfica foi ainda necessário reestruturar todas os componentes
desenvolvidos na versão 1 do OSIP, de forma a poderem ser integrados nesta nova
versão. Desenvolveram-se ainda novos componentes para a construção dos
projectos. Para garantir a
portabilidade e a modularidade foram ainda criadas ferramentas que permitem
realizar a importação e exportação de componentes do OSIP, tendo-se ainda
desenvolvido um conjunto de ferramentas de apoio à criação do projecto. Como em todos os
projectos em desenvolvimento, o OSIP continua a ser renovado e melhorado
progressivamente de forma a que se eliminem pequenas anomalias e se corrijam
alguns problemas de construção, sem esquecer a inclusão de novos componentes
de simulação, tornando esta ferramenta cada vez mais poderosa e robusta no
mundo das comunicações ópticas.
Bruno Santos & Miguel Pereira
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