Introduction des technologies de multiplexage en longueur d'onde dense dans les futures générations de réseaux d'accès optique

Dense wavelength division multiplexing technologies introduction in futures optical access networks generations

• Auteur / Autrice : Gaël Simon
• Direction : Didier Érasme
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Electronique et communications
• Date : Soutenance le 01/12/2016
• Etablissement(s) : Paris, ENST
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Informatique, télécommunications et électronique de Paris (1992-...)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Laboratoire Traitement et communication de l'information (Paris ; 2003-....)
• Jury : Président / Présidente : Roberto Gaudino
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabienne Saliou, Derek Nesset
• Jury : Rapporteur / Rapporteuse : Christophe Peucheret, Catherine Algani

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux d'ordinateurs -- Accès à distance

Multiplexage en longueur d'onde

Télécommunications optiques

Mots clés libres

Réseaux d’accès optiques

Réseaux optiques passifs (PON)

G-PON

XG-PON

XGS-PON

NG-PON2

Fronthaul mobile

Dérapage en longueur d’onde

Chirp thermique

Chirp adiabatique

Emission Raman stimulée

Self-seeded

Amplificateur optique à semiconducteurs réflectif (RSOA)

Optical access networks

Passive optical networks (PON)

G-PON

XG-PON

XGS-PON

NG-PON2

Mobile fronthaul

Wavelength drift

Thermal chirp

Adiabatic chirp

Stimulated Raman scattering

Self-seeded

Reflective semiconductor optical amplifier (RSOA)

Résumé

Initialement poussées par le marché résidentiel, les évolutions du réseau d’accès optique sont aujourd’hui également stimulées par l’expansion du réseau mobile. Comme le montre le premier chapitre de ce document, l’introduction d’un multiplexage en longueur d’onde dense constitue l’une des solutions privilégiées pour permettre la montée en débit dans les réseaux d’accès optique. Dans cette thèse, l’impact de l’introduction du multiplexage en longueur d’onde dense est étudié sous trois axes :• Une prochaine étape de l’évolution des technologies pour les réseaux d’accès passerait par une hybridation entre d’une part, un multiplexage temporel (hérité des précédentes générations), et d’autre part, un multiplexage en longueur d’onde dense. Cette technologie, appelée NGPON2-TWDM, permet aujourd’hui d’envisager des débits de 40Gb/s à 80Gb/s grâce à 4 ou 8 canaux. Les difficultés liées à la stabilité de la longueur d’onde lors de l’émission de données en mode paquet dans le sens montant du lien, ainsi que les solutions associées, sont étudiées dans le second chapitre.• L’importance du marché que représente le réseau d’accès optique (aussi bien pour les clients résidentiels que pour les réseaux mobiles), induit la nécessité pour les différentes générations de technologies de coexister au sein d’une même infrastructure. Du fait des fortes puissances optiques en jeu et des plages spectrales allouées à chaque technologie, cette coexistence peut induire des interactions entre technologies par émission Raman stimulée, dont le principe et les impacts sont décrits dans le troisième chapitre.• Enfin, la quatrième partie de ce document est dédiée à l’étude des limites et potentialités de la technologie self-seeded pour le multiplexage en longueur d’onde dense en bande O, capable de stabiliser automatiquement et passivement la longueur d’onde d’émission de chacun des émetteurs du système.

Initially led by the residential market, today’s optical access network evolutions are stimulated by mobile network expansion. As shown in the first chapter of this document, dense wavelength division multiplexing is one of the favorite solutions in order to increase optical access networks throughput. In this thesis, we propose a study of dense wavelength division multiplexing introduction according to three main topics :• Service providers and equipment suppliers have decided that the next step in residential market evolution will consist in a hybridization between, on one hand, a legacy time division multiplexing, and on the other hand, a dense wavelength division multiplexing. Named NG-PON2, this technology allows today 40Gb/s to 80Gb/s thanks to 4 to 8 channel pairs. Wavelength stability of the upstream emitter under burst mode operation, and related solutions, are studied in the second chapter.• Market importance (for both residential market and mobile networks) requires the different technologies generations to coexist on the same infrastructure. Due to the high optical power and the wavelength spans allocated to each technology, this coexistence can lead to technologies interactions by stimulated Raman scattering, as described in the third chapter.• Finally, the fourth part of this document describes the limits and potentialities of the self-seeded emitter technology for O-band dense wavelength division multiplexing, able to automatically and passively self-stabilize the wavelength of each emitter.