Les effets du bruit thermique et du bruit de grenaille dans les

GEL7014Communicationsnumériques
1
Leseffetsdubruitthermiqueetdubruitdegrenailledanslessystèmes
IM/DD(BERthéorétique)
Ledevoirestàcompléterindividuellement.Vousêtesencouragéà
discutercetravailavecvoscollègues,maisvousdevrezproduireles
commandesMatlabmanquantesvous‐mêmeetproduirevotrepropre
texte.
L’objectifdudevoirestdevaliderlescourbesthéorétiquespourleBERenprésencedubruitthermique
etdubruitdegrenaille.Deuxtauxdetransmissionsontconsidérés,ettroisformesd’onde–untotalde
sixscénarios(deuxtauxdetransmissionettroisformesd’onde).
Danscetravailvousexaminerezquelesvaleursthéoriquesdansunezoned’opérationoulathéorieest
exacte–quandleseffetsdefiltragesontnégligeables.Dansledevoirfutur,vousallezfaireroulerdes
simulationsMonte‐CarlopourlestauxdetransmissiondeRs=10Gb/setRs=40Gb/squandlefiltrage
amèneradesvaleursdifférentesquelesvaleursthéoriques.
VousallezcalculerleBERenMatlabpourunsystèmeoptiquedecommunicationsmultilongueurd’onde
(WDM).Lefichierprincipal.m(GEL7014_HW1.m)estfourni,enplusdesfichierssecondaires
(HW_Bessel_filter,HW_RC_pulse,etHW_Super_Gaussian_filter).Ungabaritpourlefichiersecondaire
(HW_theory)quicalculeleBERestàcompléter.LefichierprincipalgénèrelescourbesdeBER,etle
fichierHW_theorycalculelesvaleursdeBER.
Lecture
[1]Agrawal,G.P.,Fiber‐OpticCommunicationSystems,Chapter4OpticalReceivers,Wiley,fourth
edition,2010.
Vidéo
VisionnerLecture1:NoiseSourcesathttps://www.youtube.com/watch?v=BPTkMYe6Tc0jusqu’àla
sectionsurl’ASE.LebruitASEseracouvertdansledevoir2.
Visionnerlespremières10minutesduvidéoàhttp://youtu.be/K2aBGhSj1soquiseconcernelesystème
decommunicationsdansledevoiretlalimitedubruitthermique.

GEL7014Communicationsnumériques
2
PlusieurslignesdufichierHW_theory.msontincomplètes.Utilisezlavidéoetréférencefournitpour
compléterHW_theory.m.FaireroulerlefichierGEL7014_HW1.metgénérerdescourbesdeBER.Ilfaut
remettrelefichierHW_theory.mviaPIXELaveclenomtheory_Student_Name.m.
Àremettre
LefichierHW_theory.m,lescourbesdeBERgénéréparvotrefichier,etunediscussiondesrésultats
doiventêtreremisviaPIXEL.
 FichierMatlab(theory_Student_Name.m)
o FixezI_ASE=0etutilisezl’équation4.4.4de[1]pourtrouverlebruitdegrenaille(shot
noise)sig_sn0etsig_sn1auxlignes34et35deHW_theory.mcommeunefonctiondela
largeurdebandeeffectivetrouvéenumériquementenGEL7014_HW1.m.
o Utilisezl’équation4.4.7de[1]pourtrouversig_thàligne48deHW_theory.mcomme
unefonctiondelalargeurdebandeeffectivetrouvéenumériquementen
GEL7014_HW1.m
o Fixezsig1_ase=0trouversig0_theoryetsig1_theorycommeunefonctiondesig_th,
sig_sn0etsig_sn1
 CourbesdeBER(fichierPDF)
o Troiscourbesà10Gb/s–unecourbepourNRZ,unecourbepourRZ,etunecourbepour
RC30%
o Troiscourbesà0Gb/s–unecourbepourNRZ,unecourbepourRZ,etunecourbepour
RC30%
 Discussiondesrésultats(fichierPDF)
o Puissancedesignaletdebruit
 ExploitationdepuissancereçueaulieudeSNRpourl’axedex
 Commentsont‐ilsdifférents?
 Commentest‐ilplusfaciled’exploiterlapuissancereçue
expérimentalement?
 Commentest‐ilplusfaciled’exploiterlapuissancereçueensimulation?
 Méthodeexploitéepournormaliserlesbruits
 Quelssontlesbruitsajoutés?
 Quelbruitestindépendantdusignal?
 Pourlebruitquidépendedusignal,commentest‐ilréférencéàla
puissancedusignal?
 Plagedepuissance
 Fairebalayerlapuissancetransmitde‐40dBmà0dBm.
 Examinons‐nousuneplageadéquatedepuissance?,c.‐à‐d.,est‐ceque
noscourbesressemblentdescascades?
o Fairecontrasterlesperformancesdestroisformesd’onde
 LevidéocalculelapuissancerequisepouratteindreBER=10‐4pourNRZ10Gb/s.
 RépétezlecalculpourRZ10Gb/s(ledoubledelargeurdebande)etRC30%
(15%depluspourlalargeurdebanded’unecoté).

GEL7014Communicationsnumériques
3
 ValidezvoscourbesàBER=10‐4pourlestroisformesd’onde.
o 10Gb/svs40Gb/s
 LevidéocalculelapuissancerequisepouratteindreBER=10‐4pourNRZ10Gb/s.
 RépétezlecalculdelapuissancerequispouratteindreBER=10‐4pourNRZ,RZet
RC30%à40Gb/s.
 ValidezvoscourbesàBER=10‐4pourlestroisformesd’onde.
Descriptiondesscénariosàsimuler
Nousn’examineronspaslecrosstalknilesnon‐linéarités,c.‐à‐d.,l’influencedescanauxadjacentsest
considéréed’êtrenul.Doncenréalitéilyaqu’unelongueurd’ondequiestsimulée.Nousconsidérons,
quandmême,queseulementunelargeurdebandeoptiquede50GHzestdisponibledansnotre
systèmeWDM.Peuimportelalargeurdebandedusignal,lalargeurdebandeoptiqueestlimitéeà
50Hz.Nousutilisonsunfiltresupergaussiende50GHzdelargeurdebandede3‐dBpourreprésenter
lecanaloptique.Lerapportd’extinctionestpratiquementinfini,c.‐à‐d.,pourunzérologiquela
puissanceenvoyéeestnulle.
Desindicespourlavalidationdesrésultats
LePINdoitsuivreleséquationsen[1],incluantlesmodelésAWGNpourlebruitthermique
(températuredelapièce,valeurstypiques)etlebruitdegrenaille(densitéspectraledepuissancequi
varieaveclapuissancereçue).ValidezvosrésultatsencalculantlefacteurQnécessairepouratteindre
BERde10‐4etutilisantl’équation4.6.18danslalimitedebruitthermique.