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Sustainet-Advance

Description:	Under the umbrella of CELIC-NEXT's Eureka Cluster, the SUSTAINET-Advance project aims to provide a holistic solution towards a 'Digital Society' with due consideration to network resilience, sustainability, energy efficiency, and security. In this project, the Chair of Communication Networks at the Bundeswehr University strives to contribute towards modeling, implementing, and evaluating resilient networks. Resilience considers not only failures of the communication network itself but also failures of other infrastructures, such as power grids. The interdependencies between the two networks are taken into account to propose new architectures and solutions. As recent cases have demonstrated the importance of reducing dependence on vendors, the goal of this work is also to incorporate sovereignty into the design to make communication networks more robust and reduce dependence on critical vendors. Webpage: https://sustainet.de/
Publications:	'SUSTAINET-Advance: Resiliente und nachhaltige Konnektivität für Unternehmen, Kommunikations- und Energienetze'. In ITG Thema: Resilienz & IT-Sicherheitssysteme, Jan 2026. ITG News. Janardhanan, S.; Joey, P.; Kellerer, W.; Mas-Machuca, C.. "Interactive Demonstration of an Open-Source Dependability Suite for Communication Networks". In 25th International Conference Transparent Optical Networks (ICTON 2025). IEEE Wenning M.; Mas-Machuca C.. "Towards Resilient and Secure QKD networks". In 25th International Conference Transparent Optical Networks (ICTON 2025). IEEE Janardhanan, S.; Erhardt J.; Mas-Machuca, C.."PyRobust: An Open-Source Robustness Surface Generation Tool". In 25th International Conference Transparent Optical Networks (ICTON 2025). IEEE
Funding sponsor:	Federal Ministry of Research, Technology and Space of Germany (BMFTR Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt)
Start of the project: End of the project:	Janaury 2025 December 2027

HYPERCORE

Description:	Der weltweite Datenverkehr im Internet sowie die Anzahl der sich vernetzenden Teilnehmer steigt ungebrochen stark an. Treiber dieser seit Jahren anhaltenden Steigerung ist aktuell die zunehmende Digitalisierung und hochgradige Vernetzung in Gesellschaft und Wirtschaft, nicht nur von Personen, sondern auch Sensoren, Fahrzeugen, Maschinen und Geräten (=Hyperkonnektivität). Dem optischen Metro- und Kernnetz kommt dabei eine besondere Bedeutung zu, da es das Rückgrat der gesamten Kommunikationsinfrastruktur bildet. Im Projekt HYPERCORE sollen Technologien zur Erhöhung der Übertragungskapazität unter Berücksichtigung aller drei verfügbaren physikalischen Dimensionen, Zeit (Kanaldatenraten), Frequenz (Kanalwellenlängen) und Raum (Anzahl räumlicher Kanäle) untersucht und im Hinblick auf Energieeffizienz optimiert werden. Das Netz, als immer wichtigerer Teil der kritischen Infrastruktur, muss aber zusätzlich auch extrem robust und sicher sein. In HYPERCORE sollen dafür neue Methoden zur Netzüberwachung, insbesondere basierend auf maschinellem Lernen in Verbindung mit kohärenten, optischen Zeitbereichsreflektometern (coherent OTDR) untersucht werden. Das Netz muss sehr flexibel und automatisiert arbeiten, um energieeffizient und bedarfsgerecht die Anforderungen unterschiedlichster Teilnehmer erfüllen zu können. Dafür sollen in HYPERCORE innovative Ansätze zur intelligenten Netzsteuerung und –automatisierung, basierend auf dem Konzept des „Digitalen Zwilling“ (Digital Twin) betrachtet werden. Webpage: https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/projekte/hypercore
Publications:	Sharma, A.; Vasquez, C.; Mas-Machuca, C.. "Routing, Band, Modulation and Spectrum Assignment with Dedicated Protection in Multiband-Elastic Optical Networks" (ONDM 2025). Samonaki, M.; Yeh Y.; Kellerer, W.; Mas-Machuca, C.. "Cost-effective and reliable multi-period optical network planning comparing capacity and topology upgrades" (JOCN 2025). Wenning, M.; Mas-Machuca, C.. "Security and Availability of Quantum Key Distribution Networks" (OECC 2025). Mas-Machuca, C.; Wenning, M.. "Towards Resilient and Secure QKD networks" (ICTON 2025). Zitkovich, M.; Mas-Machuca, C.. "Cost-Efficient Optical Network Capacity Upgrade via ROADM Bypassing" (OFC 2025). Vasquez, C.; Sharma, A.; Borquez-Paredes, D.; Mas-Machuca, C.. "Relevance of Fragmentation in Different Elastic Optical Networks". In 25th International Conference Transparent Optical Networks (ICTON 2025). IEEE Vasquez, C.; Kieu Tien, D. ;Sharma, A.; Zitkovich, M.; Mas-Machuca, C.. "Hyperconnected Networks: Approaches for a High Scale Network Expansion". In 25th International Conference Transparent Optical Networks (ICTON 2025). IEEE Wenning, M., Berl, J., Fehenberger, T. Mas-Machuca, C.. "Improving End-to-end Key Security in Trusted Node-based QKD Networks with Secret Sharing". In Optical Fiber Communications Conference and Exhibition (OFC), 2025
Funding sponsor:	Federal Ministry of Research, Technology and Space of Germany (BMFTR Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt)
Start of the project: End of the project:	July 2024 June 2027

PONGO

Description:	Das Vorhaben "Passive optische Netze der nächsten Generation (PONGO)" adressiert die innovative Technologien für passive optische Netze zu entwickeln, um dem stetig steigenden Datenratebedarf in den optischen Zugangsnetzen Rechnung zu tragen und sicher zu stellen, dass Know-how in Deutschland ausgebaut bzw. erhalten wird. Historisch gesehen wird etwa alle 7-10 Jahre eine neue Systemgeneration mit einer vier- bis fünffach höheren Datenrate eingeführt. Daher ist es notwendig, jetzt die Grundlagen für Systeme mit Datenraten von mindestens 200 Gbit/s zu legen, damit diese Erkenntnisse in den gerade gestarteten Standardisierungsprozess eingebracht werden können. Eine weitere Herausforderung des zunehmenden Bandbreitewachstums und des verstärkten Einsatzes von komplexen DSP-Verfahren ist der damit verbundene Energieverbrauch. Auch wenn die Energieeffizienz von optischen Übertragungssystemen kontinuierlich verbessert wird, hält sie nicht Schritt mit den Wachstumsraten der Bandbreite. Die Universität der Bundeswehr München konzentriert sich auf die Entwicklung eines neuen Planungstools, das die Kostenbewertung der vorgeschlagenen Lösungen unterstützen und den besten Migrationspfad angesichts der aktuellen optischen Zugangsnetze ermitteln soll. Webpage: https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/projekte/pongo
Publications:	Sharma, A., Sornkaew, P., Agarwal, R. and Mas-Machuca, C.. "CE-PCOAN: Cost Efficient Planning of Protected Converged Optical Access Networks". In IEEE International Conference on Advanced Networks and Telecommunications Systems (ANTS). Dec 2025. IEEE. Agarwal, R., Serna, C.B. and Mas-Machuca, C., 2025, May. Exploring Energy-Efficient PON Architectures for Rural Scenarios. In 2025 International Conference on Optical Network Design and Modeling (ONDM) (pp. 1-6). IEEE. Agarwal, R., Patri, S.K. and Mas-Machuca, C., 2025, May. Towards Unbalanced Splitter Deployment in Passive Optical Networks. In 26th VDE ITG Conference on Photonic Networks (PN 2025): Posters. VDE. Sharma, A., Agarwal, R., Serna, C.B. and Mas-Machuca, C., 2025, June. Comparative Analysis of Type-C Approaches in Protected PON. In 2025 15th International Workshop on Resilient Networks Design and Modeling (RNDM) (pp. 1-8). IEEE. Agarwal, R. and Mas-Machuca, C., 2025, June. Resilient Passive Optical Network Planning Tool. In 2025 EuCNC & 6G Summit: University Demos/Exhibits. Agarwal, R., Serna, C.B., Sharma, A. and Mas-Machuca, C., 2025, July. Resilient Cascaded Optical Access Networks: An Urban Case-Study. In 25th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON 2025). IEEE. Sharma, A., Sulkaj, E., Agarwal, R., Bermudez Serna, C. and Mas-Machuca, C.. "Infrastructure Cost Savings with Unbalanced PONs in Rural Areas". In IEEE International Conference on Advanced Networks and Telecommunications Systems (ANTS), 2024 Agarwal, R., Sulkaj, E., Sharma, A., Bermudez Serna, C. and Mas-Machuca, C.. "Unbalanced PON Planning Tool for Rural Areas". In IEEE International Conference on Advanced Networks and Telecommunications Systems (ANTS): Demo/Exhibits, 2024
Funding sponsor:	Federal Ministry of Research, Technology and Space of Germany (BMFTR Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt)
Start of the project: End of the project:	June 2024 May 2027

FRONT-RUNNER
(Flexible and Resilient Optical Network Technologies for Resistant & UNinterrupted access NEtwoRks)

Description:	Das geplante Vorhaben leistet einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der förderpolitischen Ziele der Fördermaßnahme „Resilienz – Widerstandsfähige digitale Systeme“. Das zentrale Ziel von FRONT-RUNNER, die Widerstandsfähigkeit der optischen Zugangsnetze gegen externe und interne Störeinflüsse mit Hilfe automatisierter Verfahren zu erhöhen, deckt sich mit Hauptziel der Fördermaßnahme. Insbesondere die Entwicklung neuer Techniken mit Hilfe der künstlichen Intelligenz wird dabei helfen, dass zukünftige Netze besser auf unbekannte und unvorhersehbare Ereignisse reagieren können. Automatische Korrekturmechanismen tragen dazu bei, dass neben der Detektion von Störungen auch die Behandlung bzw. die Einleitung von entsprechenden Gegenmaßnahmen automatisiert abläuft. Damit werden die Grundlagen für zukünftige leistungsfähige und resilienten Kommunikationssystemen geschaffen sowie das notwendige Know-how aufgebaut, um diese Systeme souverän und sicher zu betreiben. Die Universität der Bundeswehr München konzentriert sich auf den Entwurf, die Planung und den Betrieb zuverlässiger optischer Zugangsnetze. Webpage: https://www.forschung-it-sicherheit-kommunikationssysteme.de/projekte/front-runner
Publications:	R Agarwal, CB Serna, A Sharma, C Mas-Machuca “Resilient Cascaded Optical Access Networks: An Urban Case-Study” ICTON 2025 C. Bermudez Serna, S. Janardhanan, E. Doğan, A. Sharma, C. Mas-Machuca “Dependency Analysis of Optical Access Networks on Electrical Distribution Networks” ICTON 2025 A Sharma, R Agarwal, CB Serna, C Mas-Machuca “Comparative Analysis of Type-C Approaches in Protected PON”, RNDM 2025 R Agarwal, C. Bermudez Serna, C Mas-Machuca “Exploring Energy-Efficient PON Architectures for Rural Scenarios”, ONDM 2025 M Wenning, J Berl, T Fehenberger, C Mas-Machuca “Comparison of distributed and centralized quantum key management systems for meshed QKD networks”, JOCN 17 (2) Demonstration: Ritanshi Agarwal, Eni Sulkaj, Anjali Sharma, Cristian Bermudez Serna, Carmen Mas-Machuca, “Unbalanced PON Planning Tool for Rural Areas,” 2024 IEEE International Conference on Advanced Networks and Telecommunications Systems (ANTS), Guwahati, India. Anjali Sharma, Eni Sulkaj, Ritanshi Agarwal, Cristian Bermudez Serna, Carmen Mas-Machuca, “Infrastructure Cost Savings with Unbalanced PONs in Rural Areas,” 2024 IEEE International Conference on Advanced Networks and Telecommunications Systems (ANTS), Guwahati, India. Shakthivelu Janardhanan, Cristian Bermudez Serna, Elif Dogan, and Carmen Mas-Machuca “Robustness Analysis for Cost-efficient Future Railway Communications” 8th International Conference on System Reliability and Safety (ICSRS), 2024. Juan Pinto-Ríos, Bárbara Dumas Feris, Christofer Vásquez, Gabriel Saavedra, Danilo Bórquez-Paredes, Nicolás Jara, Ricardo Olivares, Saquib Amjad, Ariel Leiva, and Carmen Mas-Machuca, "Benchmarking framework for resource allocation algorithms in multicore fiber elastic optical networks," in Journal of Optical Communications and Networking, vol. 16, no. 11, pp. G11-G27, November 2024 Shakthivelu Janardhanan, Kaustubh Patil, and Carmen Mas-Machuca, “Open Disaggregated Network Component (ODNC): Network Sovereignty at the Subcomponent Level” IEEE Future Networks World Forum 2024, 2024. Maria Samonaki, and Carmen Mas Machuca, “Cost-Effective and Reliable Multi-Period Planning for Fixed and Flexible Grid Architectures in Optical Networks” 2024 IEEE Future Networks World Forum: Symposium on Future Optical Networks and Communications, Dubai, UAE Shakthivelu Janardhanan, Sareh Badnava, Ritanshi Agarwal and Carmen Mas-Machuca, "PyRBD: An Open-Source Reliability Block Diagram Evaluation Tool," 2024 IEEE International Workshop Technical Committee on Communications Quality and Reliability (CQR), Seattle, WA, USA, 2024 Shakthivelu Janardhanan, Yousuf Ali, Ritanshi Agarwal and Carmen Mas-Machuca, "Improving Network Sovereignty - A minimal cut set approach," 2024 24th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), Bari, Italy, 2024 Cristian Bermudez Serna, Anjali Sharma and Carmen Mas-Machuca, "Impact of Graphs and Methodologies on Optical Access Networks Planning," 2024 24th International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), Bari, Italy, 2024 Cristian Bermudez Serna, Justus Roßmeier, Lena Wosinska and Carmen Mas-Machuca “Post-Quantum Cryptography Based Secure Mutual Authentication Mechanism for TDM-PONs” IEEE Future Networks World Forum (FNWF), Baltimore, USA, 2023 Carmen Mas-Machuca, Jasper Müller, Mario Wenning, Sai Kireet Patri “Planning and Optimization of Optical Networks Based on Emerging Technologies” European Conference on Optical Communications (ECOC), Glasgow, UK, 2023
Funding sponsor:	Federal Ministry of Research, Technology and Space of Germany (BMFTR Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt)
Start of the project: End of the project:	January 2023 December 2025