P51. Protocole pour réseaux optique d’accès Année 2004-2005 Encadrants : Mme. Annie Gravey (département Informatique) et M. Michel Morvan (département Optique) Partenaires : MM. Arnaud Cauvin, Philippe Guignard et Philippe Niger (France Télécom FTR&D/RESA/GHOA/NOA) Mots clés : PON, réseaux d’accès optiques, Ethernet, TDM, WDM Résumé : Les réseaux d’accès passifs (PON) sont une solution pour raccorder à très haut débit (à plus d’1 Gbps) les abonnés sur le « dernier kilomètre » et sur de longues distances. Le PON utilise pour cela une architecture optique entièrement passive entre l’abonné et la terminaison réseau. L’objet de cette étude est de modéliser, simuler et améliorer le protocole GPON existant, et de poser les premières pierres d’une solution de rupture basée sur le multiplexage en longueur d’onde (WDM). 1. Présentation et contexte du projet. La montée sans précédent du débit offert à l’abonné tant professionnel que résidentiel remet au goût du jour les concepts et architectures des réseaux optiques d’accès (PON). Ces réseaux sont une alternative performante aux technologies xDSL en offrant plus d’1 Gbps par abonné à des distances entre celui-ci et le « répartiteur » de plus de 20km. Ce projet a pour but d’étudier les protocoles standardisés actuels (GPON, EPON) pour pouvoir augmenter la portée, le débit ou le nombre d’abonnés. Ces protocoles utilisent le multiplexage temporel (TDM) pour l’accès au réseau, ce qui pose un problème si on désire monter en débit. Il est possible de surmonter ces problèmes en introduisant de nouvelles fonctionnalités au niveau de la couche optique de transport (couche physique) comme le WDM ou l’amplification optique. 2. Méthodologie développée pour aboutir. Le déroulement du projet peut s’analyser selon 2 aspects. Le premier est d’ordre administratif. Des rôles et leurs responsabilités ont été attribués aux élèves (gestion de projet, gestion correspondance, Forum…). Le second aspect est technique et s’est déroulé selon 3 axes particuliers qui ont été réalisés en parallèle les uns des autres (un axe pour l’étude TDM/ GPON, un axe pour l’étude WDM et un axe pour la simulation avec le logiciel NS). Deux groupes de 3 personnes ont été constitués. Dans chacun de ces groupes, un étudiant a travaillé sur l’axe simulation. Ainsi chaque groupe a disposé d’une personne compétente dans l’utilisation du logiciel et de la simulation. Cette organisation a permis d’avoir une connexion entre l’étude théorique et l’étude de la simulation. 3. Développement des différentes tâches et principaux résultats. L’ensemble des tâches a été défini dans le WBS. Les plus importantes correspondent aux 3 axes de travail déjà cités. 3.1 Recherches bibliographiques GPON / TDM et WDM Les premières recherches bibliographiques ont portées sur le GPON (Gigabit Passive Optical Network). Elles ont été effectuées à partir d’articles scientifiques, de sites Internet [1] portant sur les PON et sur la norme GPON : l’ITU-T G984.3 [2]. L’aboutissement de cette tâche sur GPON et TDM s’est traduit par la fourniture d’un livrable aux industriels [Synthèse recherches bibliographiques EPON/GPON]. Les recherches sur le WDM (multiplexage par longueur d’onde) ont été réalisées à partir de sites constructeurs de matériels optiques et WDM, d’articles scientifiques [3], de norme et de cours [4]. Une étude des éléments de la chaîne optique a également été effectuée et a été livrée aux industriels [Synthèse WDM]. 3.2 Modélisation et Simulation Un modèle simplifié de couche MAC GPON a été identifié en tenant compte des trames montante et descendante d’un PON et de l’algorithme d’allocation dynamique. Ce modèle était encore trop complexe pour être simulé simplement et nous avons produit 2 modèles très simplifiés d’un PON de type TDM et d’un PON de type WDM. Nous avons ensuite simulé pour vérifier l’efficacité de l’algorithme DBA en terme de Débit, de gigue… 3.3 Analyse technico-économique Une étude de marché a été effectuée pour identifier les composants d’architecture PON et une application a été développée pour estimer les coûts de déploiement de cette technologie. 4. Conclusions et perspectives. Ce projet comportait une grande part de recherches bibliographiques. Il était indispensable d’acquérir les bases des PON et du WDM pour pouvoir envisager un modèle simplifié GPON. Cette partie a représenté un peu moins de la moitié du temps réservé au projet. Le modèle simplifié cherché peut être appliqué à un GPON uniquement. Son élaboration associée au WDM n’a pas été effectuée durant le projet mais une comparaison avec NS a été réalisée. L’ensemble du projet était surdimensionné pour un projet semestriel de 6 personnes. Cependant les résultats obtenus peuvent être repris comme base de départ pour de futurs projets. Les recherches bibliographiques ayant déjà été effectuées, la partie implémentation d’une couche MAC après une nouvelle redéfinition de celle-ci peut être envisagée pour un projet semestriel de type informatique et réseau. Bibliographie [1] PON FORUM, The Passive Optical Networks Forum [en ligne]. Disponible sur : <http://www.ponforum.org/ > (consulté le 22.03.2005). [2] ITU-T G.984.3. GIGABIT CAPABLE PASSIVE OPTICAL NETWORKS (GPON) : Transmission convergence layer specification G.984.3. INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION, Février 2004. [3] Encyclopédie Wikipedia [en ligne]. Multiplexage en longueur d'onde. Disponible sur :<http://fr.wikipedia.org/wiki/Multiplexage_en_longueur_d%27onde> (consulté 10.03.2005). [4] ITU-T G694.1 Recommendation, Spectral grids for WDM applications: DWDM frequency grid, INTERNATIONAL TELECOMMUNICATION UNION.