Pres_these_061207 - TEL (Thèses-en

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Étude de technologies avancées
pour l’optimisation des systèmes
de transmission optique
multiplexés en longueur d’onde
au débit de 40 Gbit/s
Soutenance de thèse
Mathieu Lefrançois
6 décembre 2007 – Institut d’Optique, Palaiseau

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2| Étude de technologies avancées pour l’optimisation des systèmes de transmission optique
multiplexés en longueur d’onde au débit de 40 Gbit/s | M. Lefrançois, 6 décembre 2007
Transmission de données numériques par fibre
optique
Système de transmission optique
Permet de transporter des informations numériques via
une propagation par fibre optique
Pertes en ligne réduites : 0.2 dB/km (4%/km)
Câble électrique : >10 dB/km
Possibilité d’un débit binaire élevé : 10 Gbit/s
câble électrique : <100 Mbit/s
Données
Récepteur
Fibres optiques
Modulateur
Données (débit
binaire B)
I
t
Signal optique modulé
Source laser
continue ~1550 nm Amplificateurs

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3| Étude de technologies avancées pour l’optimisation des systèmes de transmission optique
multiplexés en longueur d’onde au débit de 40 Gbit/s | M. Lefrançois, 6 décembre 2007
Multiplexage en longueur d’onde (WDM)
Modulation en parallèle de plusieurs « canaux »
À 1 canal correspond 1 longueur d’onde
« Capacité » d’un système WDM :
Débit par canal B Nombre de canaux
Mod. 00111010
B Gbit/s
Mod. 01010011
B Gbit/s
Mod. 11010010
B Gbit/s
Mod. 10010110
B Gbit/s
4
3
2
100111010
01010011
11010010
10010110
I
t
Signal WDM (« multiplex »)
Multiplexeur
Démultiplexeur
I
f

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4| Étude de technologies avancées pour l’optimisation des systèmes de transmission optique
multiplexés en longueur d’onde au débit de 40 Gbit/s | M. Lefrançois, 6 décembre 2007
Types de systèmes de transmission optique
Systèmes métropolitains
qqs centaines de km max.
Echelle d’une ville
Systèmes
d’accés
Systèmes
d’accés
Systèmes
d’accès
Systèmes
d’accés
Systèmes
d’accés
Systèmes
d’accès
Systèmes longue
distance terrestres
~300 km –3000 km
Echelle d’un continent
Systèmes très longue
distance sous-marins
~3000 km –13000 km
Echelle d’un océan
Systèmes métropolitains
qqs centaines de km max.
Echelle d’une ville

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5| Étude de technologies avancées pour l’optimisation des systèmes de transmission optique
multiplexés en longueur d’onde au débit de 40 Gbit/s | M. Lefrançois, 6 décembre 2007
Contexte industriel
Systèmes existants : systèmes WDM modulés à 10 Gbit/s par
canal, de capacité totale jusqu’à 1 Tbit/s
Capacité suffisante aujourd’hui
Mais ne suffira pas dans un avenir proche
Nécessité de concevoir des systèmes de transmission
optique à capacité plus élevée pour une distance
atteignable similaire
Technique retenue : augmentation de leur densité spectrale
d’information (ISD), par augmentation du débit par canal de 10 Gbit/s
à 40 Gbit/s et augmentation moindre de l’espacement entre canaux
Canaux
10 Gbit/s
ISD 0.2 bit/s/Hz
f
I50 GHz
f
I100 GHz Canaux
40 Gbit/s
ISD 0.4 bit/s/Hz