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LES TÉLÉCOMMUNICATIONS OPTIQUES HAUT DÉBIT li Le multiplexage en longueur 1 Fibresoptiques, Multiplexageen longueurd'onde, Réseaux,Services. tes de transport optiques : état de l'art et perspectives et par Michel JOINDOT, France Telecom R&D/DTD/RTO Outre les aspects multiplexage en adaptations 1. Introduction aux débit longueur et qualité d'onde diversifications et historique télécommunications optique haut de permet des transmission, d'envisager le de nouvelles services. très importants (plusieurs Gigabit/s) exigés par la multiplication des services et les besoins accrus de transmission des sur fibre de silice C'est en 1966 qu'a été lancée l'idée de transporter sur de grandes distances des signaux optiques sur une fibre, mais il faudra des années pour maîtriser les procédés de fabrication et contrôler la composition des matériaux qui influe de manière décisive sur les pertes. On parviendra alors à obtenir des atténuations assez faibles pour que devienne possible la transmission des signaux sur des distances suffisamment grandes pour présenter un intérêt pratique et rendre la technique optique compétitive. Partie en 1960 de 1000 dB/km, l'atténuation est descendue à 20 dB/km en 1975, puis 0,2 dB/km en 1984. Comparée aux autres supports de transmission existants, la fibre présente une atténuation quasiment constante sur une énorme plage de fréquences (plusieurs milliers de GHz) et offre ainsi l'avantage de bandes passantes gigantesques, permettant d'envisager la transmission de débits numériques d'images. Très vite également, il est apparu que les systèmes optiques permettaient, par rapport aux systèmes sur câble coaxial de capacité équivalente, un gain notable sur la distance entre répéteurs-régénérateurs, qui passait de quelques kilomètres à quelques dizaines de kilomètres. A partir de 1978 furent installés des systèmes travaillant avec une longueur d'onde optique de 0,8 Ilm, acheminant un débit compris entre 50 et 100 Mbit/s, avec un espacement entre répéteurs de 10 km, c'est-à-dire trois fois plus environ que les systèmes sur câble coaxial de capacité équivalente. La seconde génération de systèmes de transmission sur fibre optique, apparue dans les années 1980, découle directement de la mise au point de la fibre monomodale et du laser à semi-conducteur à 1,3 gm, longueur d'onde pour laquelle la dispersion chromatique (c'est-à-dire la distorsion induite sur les signaux par la propagation) est minimale. Des débits supérieurs à 1 Gbit/s, avec un espacement entre répéteurs de plusieurs dizaines de kilomètres, sont alors atteints. Les por- $YNOPSI . Le déploiement du multiplexage en longueur d'onde, au . The progressive introduction of wavelength division multi- milieu des années 90, a permis d'augmenter considérablement les capacités de transmission sur les fibres optiques. plexing throughout the 1990's has resulted in a considerable increase in the capacity of optical fibre transmission networks. . Malgré quelques limitations (rapport signal à bruit, espects physiques de la propagation,...), nous pouvons considérer que le Terabit/s sur une fibre est . In spite of a number of limitations in relation to signal to aujourd'hui disponible. Terabit/s data rates over optical fibre are now becoming noise ratio and the physical propagation characteristics, . La technique WDM est un outil extrêmement intéressant possible. pour repenser la structure des réseaux et les adapter à la diversification des services et des couches clientes qui est un trait majeur de leur évolution actuelle. . The use of WDM techniques is an important tool in the pro- REF 1 en transmission cess of restructuring networks in the light of the new services and client layers that are a feature of the latest developments. I...e Illultiplexage en longueur d'onde tées de ces systèmes sont limitées par les pertes de la fibre, 0,5 dB/km dans le meilleur cas, et l'idée apparaît alors de développer des sources émettant à la longueur d'onde de 1,55 Ilm pour laquelle l'atténuation est minimale. Néanmoins, ce gain est détruit par l'effet de la dispersion chromatique, toutes les longueurs d'onde ne se propageant pas à la même vitesse. Cette dispersion chromatique du matériau de la fibre est beaucoup plus forte qu'à 1,3 Ilm et c'est d'elle que provient alors la limitation de la bande passante et donc du débit. Des progrès simultanés tant sur les lasers émettant sur un seul mode que sur le milieu de transmission (fibres à dispersion décalée) apporteront des solutions à ces problèmes et les premiers systèmes travaillant à 1,55 Ilm apparaîtront à la fin des années 1980, avec un débit supérieur à 2 Gbit/s. La fonction d'amplification est essentielle dans tout système et réseau de télécommunications et, dès les débuts, les chercheurs ont travaillé au développement de ce dispositif dans le domaine de l'optique. Les amplificateurs à semiconducteur, étudiés depuis le début des années 1970, se révélaient, malgré des progrès très importants, difficiles à insérer en ligne dans un système de télécommunications. L'amplificateur à fibre dopée, annoncé en 1987, est passé du laboratoire au terrain avec une incroyable rapidité et constitue aujourd'hui un dispositif-clé des systèmes et réseaux optiques : aisément insérable en ligne, il conduit à une nouvelle structure de systèmes et de réseaux, caractérisés par la présence à intervalles réguliers d'amplificateurs chargés de compenser l'affaiblissement introduit par la fibre, c'est-àdire de répéteurs assurant l'amplification mais non la régénération. Mais le développement de l'amplificateur a permis celui du multiplexage en longueur d'onde (WDM, Wavelength Division Multiplexing) qui exploite l'énorme bande de fréquences offerte par le milieu de transmission et les amplifications : la fibre devient capable de transporter simultanément plusieurs porteuses optiques à des longueurs d'ondes différentes, modulées chacune par leur propre train numérique. Le débit total transporté est alors égal au débit par canal multiplié par le nombre de canaux. On parlera de système N x D, N désignant le nombre de canaux et D le débit numérique par canal. C'est autour de 1996 en Amérique du Nord, un peu plus tard en Europe, qu'a commencé l'installation massive de systèmes WDM dans les réseaux de transport des opérateurs, afin de faire face aux besoins en capacité engendrés par l'explosion prévisible du trafic. La technique de transmission WDM trouve à la fois des applications dans les réseaux terrestres et dans les liaisons sous-marines intercontinentales par fibre. La structure de base du système, les phénomènes limitatifs, les différents composants sont les mêmes, mais la différence entre les distances de transmissions (quelques centaines de km dans les réseaux terrestres, 6000 à 10000 dans les réseaux sous- dans 2. les réseaux de transport Le multiplexage optiques en longueur d'onde (WDM) 2. 1 Structure d'un système WDM La figure 1 représente la structure d'un système optique utilisant le multiplexage en longueur d'onde : Emetteurs Multiplexeur Amplifictteur ile puissance e..-. "... L - 1 --. e e N trains binaires 1 %* AMDIW [Cateurdeligne Amplifn : ateur deligne 1. Structure d'un système WDM. Les N trains numériques modulent autant de sources optiques (lasers) et les signaux ainsi obtenus sont rassemblés dans le multiplexeur pour constituer le multiplex optique. Celui-ci traverse en général un amplificateur de puissance (booster) avant d'être injecté dans la fibre. Le signal est atténué au cours de sa propagation dans la fibre ; lorsque le niveau est devenu trop faible, il est réamplifié dans un amplificateur de ligne et réinjecté dans le tronçon suivant de fibre. Après avoir ainsi parcouru une certaine longueur de fibre et traversé les amplificateurs de ligne qui compensent l'atténuation de chaque tronçon, le signal arrive au site de réception, constitué par un préamplificateur, un démultiplexeur qui sépare les différents canaux et, pour chaque canal une photodiode suivie de circuits électroniques qui permettent de récupérer l'information numérique transmise. On trouvera en plus, du côté émission et bien souvent du côté de la réception, des dispositifs appelés transpondeurs, dont la fonction peut paraître au premier abord superflue. Le transpondeur d'émission, constitué d'une photodiode suivie d'un laser émettant à la longueur d'onde du canal considéré permet de transposer ce canal à la longueur d'onde voulue. Le transpondeur de réception, constitué lui d'une photodiode suivie d'une source, permet de transposer les canaux optiques. Lorsque l'on souhaite remplacer par exemple N systèmes conventionnels (avec régénération optoélectronique) utilisant donc N fibres, par un système WDM à N canaux (utilisant lui une seule fibre), il suffira de placer derrière les émetteurs de chacun des systèmes le transpondeur d'émission pour constituer le multiplex. En réception, le rôle des transpondeurs pourrait paraître encore moins évident. Ils permettront en fait de transformer le signal de marins, conduisent à des choix d'ingénierie très différents. Nous nous limiterons aux réseaux terrestres, même si une chaque canal en un signal à une autre longueur d'onde, débarrassé du bruit optique apporté par les amplificateurs, et compatible avec le récepteur du système initial qui n'était part de ce qui sera dit peut être transposé au domaine sousmarin. pas prévu pour fonctionner en présence de ce bruit, puisqu'il s'agissait d'un système non amplifié. REE jM) t ,\- 4 2000 1 Si le transpondeur a pu sembler devoir perdre son utilité à des amplificateurs l'avenir, il apparaît aujourd'hui comme un dispositif important qui assure, en plus du rôle qui vient d'être mentionné, des fonctions de surveillance de la qualité des signaux, ainsi plificateurs est divisé par deux, cette diminution n'entraîne qu'un gain de 3 dB, comparé à l'augmentation de 10 dB lorsque le pas d'amplification passe par exemple de 40 à 80 km sur de la fibre standard présentant une atténuation de que de régénération et d'isolement de sous-réseaux dans une couche optique, ce sur quoi nous reviendrons. La technique de multiplexage en longueur d'onde, dont le développement est indissociable de celui de l'amplification optique, permet ainsi de multiplier dans des proportions considérables la capacité de transport d'une infrastructure donnée. Elle est donc l'outil qui permet aux opérateurs de constituer des réseaux de très grande capacité, et offrant en même temps la très grande qualité de transmission associée à l'optique. 2.2 (en décibels). Même si le nombre d'am- 0,2 dB/km. L'affaiblissement de la fibre est aussi un paramètre de première importance puisque toute diminution des pertes se traduit, à configuration de liaison donnée, par une diminution corrélative du gain des amplificateurs et donc de la puissance de bruit. Le pas d'amplification est donc un paramètre critique l'ingénierie des liaisons optiques amplifiées. Couvrir une distance de 500 km avec 5 pas de 100 km va demander une puissance d'émission nettement plus importante, donc bien plus difficile, qu'avec 10 pas de 50 km. Les limites en transmission de et sera 2.2. 1 Limitation imposée par le rapport signal à bruit Comme la puissance par canal requise est proportionnelle au rapport signal à bruit requis, lui-même proportionnel au débit par canal D, la puissance totale de sortie des amplificateurs est donc proportionnelle au débit total du multiplex ND. La qualité de transmission est en effet liée au rapport signal à bruit optique, défini, pour chaque canal, comme le rapport de la puissance de signal à la puissance de bruit d'émission En résumé, les paramètres critiques pour l'ingénierie liaisons WDM amplifiées sont : - Le débit total à transmettre ; spontanée amplifiée (apporté par les amplificateurs successifs) contenue dans une bande de fréquence de référence, définie en général comme celle qui correspond à une variation de longueur d'onde de 0,1 nm, soit, autour de 1550 nm, - La portée optique ; - Le pas d'amplification. La contrepartie de l'amplification en ligne, sans régénéra- tion, est l'accumulation du bruit apporté par les amplificateurs et des distorsions imputables à la propagation. 12,4 GHz ( [2], [3]). Plus le débit transporté par canal est élevé, plus le rapport signal à bruit requis pour garantir une qualité donnée doit être grand, puisque c'est la puissance de bruit contenue dans la bande du signal qui est importante : par exemple, en passant de 2,5 à 10 Gbit/s, il faut gagner 6 dB en rapport signal à bruit. Supposons une liaison WDM amplifiée à N canaux, avec des amplificateurs, espacés d'une distance Z (appelée pas d'amplification), et dont le gain G est supposé compenser exactement les pertes d'un pas. Si a est l'affaiblissement linéique de la fibre, on a donc G=expoZ. La distance L entre l'émetteur et le récepteur, appelée portée optique, est supposée contenir un nombre entier M de pas d'amplification. La puissance totale de bruit d'émission spontanée amplifiée (sur les deux modes) dans une bande B. en fin de liaison est : L PB = 2n,,hv (G-I) MB,, = 2n,p hv (G-1) 7 B -- 2ti hvL exp (o : Z) -l 2n,,,,hvLa sp Une portée optique importante limitera d'autant plus le pas d'amplification, qui atteindra par exemple 80 voire 100 km sur des liaisons terrestres de quelques centaines de km, mais sera limité à 40 km pour des distances transocéaniques de plusieurs milliers de km. Le codage correcteur d'erreurs (FEC Forward Error Correcting Code) est un moyen puissant pour réduire les contraintes énergétiques. Apparu d'abord sur les systèmes sous-marins, il atteint maintenant la transmission terrestre. En apportant un gain très important sur le taux d'erreur (typiquement 10-11après correction pour 10-'à l'entrée du décodeur), il permet un relâchement très significatif des contraintes. 2.2.2 Limitations imposéespar la propagation En dehors des aspects liés au bilan de liaison, la propagation dans la fibre induit d'autres contraintes ( [1], [2]). Certains effets agissent séparément sur chaque canal : - La dispersion chromatique et la dispersion modale de polarisation (PMD) élargissent les impulsions et engendrent de l'interférence entre symboles. Les dégradations liées à ces phénomènes dépendent de la portée optique et du débit par canal. - L'effet Kerr induit sur chaque canal une modulation de ! nG où h est la constante de Planck, v la fréquence de la porteuse optique, et n'Ip le paramètre d'inversion des amplificateurs, supposé identique pour tous. Pour une portée optique donnée, la puissance de bruit est une fonction quasi-exponentielle du pas d'amplification. Multiplier REE 1 des celui-ci par deux conduit ainsi à doubler le gain phase parasite (automodulation de phase (SPM, Self Phase Modulation), qui, en interagissant avec la dispersion de la fibre, provoque un élargissement des impulsions et donc de l'interférence entre symboles. L'automodulation introduit des effets d'autant plus sévères que la puissance par canal est élevée. D'autres effets non-linéaires sont liés à la présence de plusieurs canaux simultanément dans la fibre : - La modification du milieu induite par effet Kerr par chaque canal du multiplex induit sur les autres canaux une modulation de phase parasite. C'est la modulation de phase croisée (XPM, Cross Phase Modulation). - Toujours par effet Kerr, deux canaux engendrent par battement des produits d'intermodulation sur les autres canaux du multiplex. qui peuvent retomber C'est le mélange à quatre ondes (FWM, Four Wave Mixing). Son importance dépend de la puissance transportée par les différents canaux, de leur espacement A/, et de la dispersion de la fibre. La fibre standard G.652 est, à Af fixé, favorable par rapport à la fibre G.653 dont la faible dispersion s'oppose à un rapprochement des canaux. Un paramètre important de la fibre est son aire effective, puisque c'est en fait la densité de puissance au travers de la section qui détermine l'importance du phénomène. Les effets Brillouin et Raman stimulés sont une autre source de dégradation. Le premier est relativement facile à combattre par un élargissement du spectre d'émission en appliquant à la source une modulation basse fréquence. Le second, qui avait peu d'importance jusqu'ici, ne pourra plus être négligé avec l'augmentation de largeur spectrale des multiplex, dès lors que celle-ci devient comparable au décalage de fréquence caractéristique de l'effet Raman, soit 13 THz (environ 100 nm). L'effet Raman se traduit par une perte de puissance des canaux les plus élevés en longueur d'onde au profit de ceux situés sur l'autre bord du spectre. 2.3 Les moteurs technologiques de l'évolution des systèmes WDM Depuis l'apparition, en 1995, des premiers systèmes WDM, qui permettaient de transporter 10 Gbit/s (4 x 2,5 Gbit/s) sur une seule fibre, les capacités offertes ont connu et continuent de connaître une augmentation constante, dans le contexte d'une offre industrielle qui évolue très rapidement. La mise en évidence de nouveaux régimes de propagation de type " soliton " au sens large, caractérisés par l'utilisation bénéfique des effets non-linéaires pour compenser la dégradation apportée par les effets linéaires, sont aujourd'hui une solution très prometteuse pour le développement de systèmes WDM de type N x 20, voire 40 Gbit/s. Ces techniques de transmission sont indissociables d'une gestion de la dispersion le long de la ligne. La dispersion modale de polarisation devient bien sûr également un facteur de dégradation très important et la maîtrise de la transmission WDM à très haut débit est liée à la possibilité de compensation : des études sont en cours dans les laboratoires industriels pour le développement de tels dispositifs. 2.3.2 Augmentationdu nombre de canaux Depuis l'apparition des premiers amplificateurs à fibre, la bande d'amplification disponible n'a cessé d'augmenter, passant de 15 nm environ pour les premiers amplificateurs à une centaine aujourd'hui (pour des amplificateurs utilisant les deux bandes C et L) et même plus en laboratoire. Il en résulte, à espacement entre canaux donné, la possibilité d'augmenter la taille du multiplex. Le resserrement des canaux, donc l'augmentation du rendement spectral Tl, défini comme le rapport du débit total transmis à la bande occupée par le multiplex, est une autre voie. Alors que les premiers systèmes avaient des canaux espacés de 400 GHz, 100 GHz est aujourd'hui une valeur courante, 50 GHz est possible et l'on peut même penser que des systèmes présentant un espacement entre canaux de 25 GHz seront disponibles dans un avenir proche. Un meilleur filtrage assurant une plus forte réjection des canaux voisins d'une part, une diminution des effets du mélange à quatre ondes d'autre part, permettent de réduire A/. Sur le second point, les fibres à grande aire effective (fibres à gros coeur) sont aujourd'hui une voie de recherche. possible de jouer sur le débit transporté par canal et le nombre de canaux, ou simultanément sur les deux facteurs. Enfin, l'amplification distribuée (par effet Raman) ouvre des perspectives prometteuses pour les réseaux de transport terrestres. Vu par certains dans les années 1990 comme la voie d'avenir en amplification optique, supplanté par l'am- 2.3. 1 Augmentation du débit par canal plificateur à fibre dopée, l'amplificateur Raman a continué d'être étudié pour les liaisons sans répéteurs, de type fes- Pour augmenter la capacité totale d'un système WDM, il est Les progrès de l'électronique rapide, l'intégration des com- posants électroniques et optiques, permettent de traiter dans les équipements d'extrémités des débits de plus en plus élevés, et l'électronique rapide à 40 Gbit/s est aujourd'hui dans le domaine de l'accessible. Mais l'augmentation du débit rend aussi le signal de plus en plus sensible aux effets de la propagation, tant linéaires que non-linéaires. Déjà la transmission à 10 Gbit/s est beaucoup plus complexe qu'à 2,5 parce que, d'une part, la dispersion chromatique ne peut plus être négligée (la limite de transmission sur fibre standard sans compensation est d'environ 60 km à 10 Gbit/s contre 500 km à 2,5 Gbit/s), et que, d'autre part, la puissance (nécessairement plus élevée à configuration de liaison identique) linéaires. ne permet plus de négliger les effets non tons, où l'objectif est de couvrir la plus grande distance possible sans amplification en ligne. Un intérêt de l'amplification Raman est de permettre, pour obtenir un rapport signal à bruit donné, de baisser la puissance d'émission et donc de diminuer la sensibilité aux effets non linéaires. 2.4 Létat de l'art L'offre industrielle en équipements de transmission WDM est à la fois très diversifiée et évolutive. Pour donner un ordre de grandeur de ce qui est techniquement possible, on peut estimer que des capacités globales de 300 à 400 Gbit/s avec des canaux à 2,5 Gbit/s, espacés de 50 GHz sur fibre standard, peuvent être garanties sur des distances de 500 ou 600 km, avec un pas d'amplification autour de 80 km. La capacité de ces systèmes peut être augmentée en passant à '. :4EI ) () ( 1 LES TÉLÉCOMMUNICATIONS OPTIQUES HAUT des canaux à 10 Gbit/s, l'ingénierie des liaisons étant cepen- '" mà<M dant, comme il a été dit, nettement plus difficile à ce débit. Le Terabit/s sur une fibre peut être aujourd'hui comme disponible dans un avenir très proche. 3. La technique transport 3. 1 WDM : notion dans considéré les réseaux de couche [ m i=l a, a -u Les multiplexeurs d'insertion extraction peuvent aussi être utilisés en dehors des noeuds du réseau pour remplir une fonction de brasseurs fixes et assurer ainsi un meilleur partage de l'infrastructure, port de France Telecom est à base de systèmes à 2,5 Gbit/s, avec un espacement maximal entre répéteurs de 90 km environ. Ces systèmes, qui apportent une capacité et une qualité de transmission inconnues jusqu'alors, interconnectent des noeuds appelés répartiteurs numériques (RPN), dans A 1, étape : le multiplexage en lonla capacité des Le multiplexage en longueur d'onde peut être envisagé comme un moyen d'augmenter les capacités entre noeuds, sans changer la structure de ceux-ci : un système WDM N x 2,5 Gbit/s remplace donc N fibres, c'est-à-dire que la capacité du réseau peut être multipliée par N sans infrastructure supplémentaire. L'avantage apporté par la technique WDM est clairement une économie de fibres. La taille, et donc la complexité et le coût, des répartiteurs augmentent en revanche très fortement. Or certaines fonctionnalités optiques, traitant directement les canaux et évitant le retour systématique au niveau électrique, permettent de limiter la croissance de taille des noeuds avec l'augmentation du trafic. Une seconde étape : l'utilisation de fonction- nalités de l'optique 1 ; 1-. i. .--.7....-1B1 2EEWâmwr- -c plexés en 16 trains à 155 Mbit/s. C'est à ce niveau que se font le routage et la reconfiguration, c'est-à-dire le réacheminement des signaux par un autre itinéraire en cas d'indisponibilité. comme le montre la figure 3. !2ricm lesquels les signaux optiques sont systématiquement ramenés en électrique, les multiplex à 2,5 Gbit/s étant démulti- 3.3 i-ii- 2. Utilisation d'un multiplexeur d'insertion-extraction. numériques " classiques ", comportant des répéteurs régénérateurs optoélectroniques. Par exemple, le réseau de trans- gueur d'onde pour augmenter liens W 1 optique La situation de départ : un réseau optique maillé à base de systèmes régénérés Une première 11--- de Dans un premier temps, l'optique a été introduite dans les réseaux de transport des opérateurs sous forme de systèmes 3.2 DÉBIT 3. Le brassage optique fixe. Dans cet exemple, le trafic de A vers B et C peut être acheminé sur une seule fibre entre A et N, où se situe un brasseur fixe à base de MIE, et de là sur deux fibres vers B et C. Cette disposition procure une meilleure utilisation de l'infrastructure puisqu'elle peut être partagée entre A et N, deux fibres étant remplacées par une seule, avec bien sûr un système WDM de plus grande capacité. 3.3.2 Les conséquencessur l'ingénierie des réseaux La possibilité de faire traverser un noeud du réseau par un canal optique sans revenir au signal électrique n'est pas sans conséquence pour l'ingénierie, car elle induit une augmentation de la longueur des liaisons, et donc des dégradations accumulées au cours de la propagation. La régénération optique apparaît alors comme une fonctionclé : elle peut être de type R, 2R, ou 3 R, selon les fonctions remplies (remise en forme ou même récupération de rythme dans le cas 3R). Sa mise en oeuvre peut faire appel à des amplificateurs à semi-conducteurs, en concurrence éventuellement avec des solutions opto-électroniques. L'idée d'un réseau entièrement transparent qui avait été pro- 3.3. 1 Le multiplexage d'insertion-extraction Les multiplexeurs d'insertion-extraction (MIE ou OADM, Optical Add Drop Multiplexers) permettent d'insérer un canal optique dans un multiplex ou de l'en retirer. Il devient alors possible de ne traiter au niveau électrique dans un noeud que les trains STM16 destinés à ce noeud ou originaires de ce noeud, les canaux optiques qui les portent étant insérés ou extraits dans un MIE. Les canaux qui ne transportent pas d'information à destination du noeud considéré le traversent sans être traités. Il en résulte bien évidemment une limitation de la taille du noeud. lLE 1 posée avec l'émergence de la technique WDM est plutôt remplacée par celle de sous-réseaux transparents séparés par des fonctions de régénération, fonctions qui peuvent en particulier être remplies par les transpondeurs qui, comme nous l'avons vu, sont aujourd'hui systématiquement présents dans les équipements de transmission. 3.3.3 Le brassage optique reconfigurable Dans les schémas de réseau qui précédent, toutes les fonctions de reconfiguration demeurent gérées au niveau des répartiteurs électroniques. Une étape ultérieure consiste en Le multiplexage en longueur d'onde dans les réseaux de transport optiques Dans un permier BRASSAGE Râ " " Reconfigurable éqiàpern- " i unique. Un aboutissement de cette évolution pourrait être enfin un réseau optique dans lequel toute /'J T l'intelligence serait dans la commande des routeurs IP, le réseau optique ayant pour rôle de fournir de grosses capacités de transmission entre les routeurs, dotés d'interfaces multicolores et opérant en mode paquets. 4. Synoptiqare de l'évolutiou des réseaux de trarisport optiqaes. l'introduction de brasseurs optiques reconfigurables, qui conduisent à l'émergence d'une véritable couche optique brassée. Dans ces réseaux, la capacité de reconfiguration et de protection est assurée au niveau de la longueur d'onde, grâce à ces brasseurs capables d'aiguiller arrivant sur un port vers un autre port. un signal optique Les brasseurs incluent ou non une fonction de conversion de longueur d'onde. La protection du canal optique peut être de type dédié, auquel cas chaque canal est protégé par un autre canal qui suit un chemin différent, le récepteur choisissant le meilleur des deux signaux reçus (protection en 1+1), soit de type partagé, une même longueur secours pour plusieurs canaux. 4. La diversification réseau optique d'onde des servant services alors de : vers un universel Jusqu'à une époque très récente, l'immense majorité du trafic transporté dans les réseaux des opérateurs de télécommunications était du trafic téléphonique classique. Avec le optique et IP sont empilées, avec pour chacune sa propre commande et ses propres critères d'optimisation. Une deuxième étape pourrait être l'intégration du routage IP et du routage optique au sein d'une même couche, avec une commande WDM point à point d dié partalt ---/ temps, les deux couches B. Conclusion La technique de multiplexage en longueur d'onde a permis d'abord d'offrir des capacités de transmission et une qualité sans aucun rapport avec ce qui était connu jusqu'alors, et de faire face à la croissance du trafic attendue pour les années à venir. Mais, bien au-delà de la transmission, la technique WDM est un outil extrêmement intéressant pour repenser totalement la structure des réseaux, et les adapter à la diversification des services et des couches clientes qui est un trait majeur de leur évolution actuelle. La figure 4 résume l'évolution passée et future des réseaux de transport optique en relation avec l'introduction du multiplexage en longueur d'onde. On y retrouvera les différentes étapes qui ont été développées dans le texte, avec les systèmes point à point, les nouvelles fonctionnalités optiques à base de multiplexeurs d'insertion-extraction, la protection optique et enfin les réseaux optiques à base de brasseurs reconfigurables. développement énorme des transmissions de données et en particulier d'Internet et la diversification des services, cette caractéristique est en train de disparaître et la voix sera sans aucun doute minoritaire dans un avenir pas très lointain. Références C'est donc à une multiplication des couches clientes, que l'on assiste aujourd'hui, passant d'un état où la couche SDH était très fortement majoritaire à une situation dans laquelle [2] Joindot 1 et M. et douze coauteurs [19961 Les Télécommunications par fibre optique. CTST Dunod Paris. SDH, ATM, IP et autres seront les clientes de la couche de transport. Grâce à sa capacité, sa flexibilité et sa qualité de transmission et les possibilités de routage, la couche de transport optique utilisant le multiplexage en longueur d'onde peut apparaître comme le coeur d'un réseau universel multiservice capable de transporter de gros débits. L'exemple de la couche IP permet d'illustrer ce que pourrait être cette évolution passant par des étapes d'intégration croissante. 111 Agravval, G,P [19891, Nonlinear fiber optics, AcademicPress New York. [31 Desurvire, E. [1994], Erbium Doped Fiber Amplifiers. Principles and Applications, Wiley NewYork. RIMM Michel JOINDOT, ancienélèvede'Ecole Polytechiiique (1965) et de l'Ecole Nationale Supérieuredes Télécommunications (1970), a travaillé au Cnet sur les modulations numériques et lesfaisceauxhertziensde 1970à 1984.De 1984à 1992,il a assuréla directiondu DEA Signal Télécommunications Images Radarde l'Universitéde Rennes. Depuiscette date, ilassureune responsabilité de directionde projets dans le domaine des réseauxde transportoptiques. IE 1 ao_ l 2 () () () 1 6767
