Dissertations / Theses on the topic 'Réseaux optiques d'accès'

Depuis plusieurs années, on assiste à une très forte accélération des débits supportés par les réseaux de télécommunication. Cette accélération est en partie due à une augmentation de nombre d'abonnés résidentiels ou professionnels mais elle est surtout la conséquence de l'évolution des technologies d'accès qui permettent désormais d'offrir le ``haut débit". Dans un passé récent, les principales technologies d'accès filaire sont d'une part les technologies xDSL (qui exploitent les boucles de cuivre déployées à l'origine pour le téléphone) et celles s'appuyant les réseaux câblés (qui ont été déployés pour distribuer la télévision). La tendance actuelle, pour les réseaux d'accès filaires, s'appuie sur les technologies optiques dites ``FTTx" (Fiber To The Home/Curb/Building/Premises). Les réseaux d'accès optiques diffèrent des précédents par le support physique employé pour transporter l'information. Dans le cas des réseaux d'accès optiques, il s'agit de fibres optiques, qui ont la plus grande capacité de tous les supports physiques utilisés aujourd'hui. Utiliser un tel support physique permet potentiellement de fournir à l'usager une bande passante considérable. Cependant, l'architecture de tels réseaux soulève un grand nombre de questions. Pour des raisons d'économie, il est nécessaire d'une part de limiter le génie civil (dont le coût est dominant dans le déploiement du réseau), et d'autre part de limiter le nombre d'équipements actifs (qui présentent des coûts d'investissement et de fonctionnement supérieurs aux équipements passifs). Une solution souvent proposée consiste à déployer des arbres de distribution, et de concentrer l'intelligence du réseau d'accès (ses éléments actifs) à la racine de l'arbre : c'est la définition d'un PON (Passive Optical Network). L'absence d'équipements actifs dans les éléments terminaux, et le partage de la capacité de transmission de la fibre entre plusieurs usagers, en particulier dans le sens montant, imposent la mise en \oe uvre de mécanismes contrôlant le multiplexage. Ces mécanismes sont implémentés dans des protocoles d'accès au medium (MAC), qui sont l'objet principal du travail de cette thèse. Le trafic descendant est diffusé vers tous les usagers, chaque extrémité filtrant le trafic qui lui est destiné. L'accès au réseau du trafic montant doit par contre être contrôlé strictement afin d'éviter les collisions. Cette thèse propose des mécanismes pouvant être implémentés dans une MAC pour PON Ethernet (EPON) afin de contrôler le trafic montant. Nous montrons que les mécanismes proposés peuvent d'une part supporter des classes de trafic différentes, d'autre part coupler l'allocation de ressource au contrôle d'accès et enfin utiliser efficacement la capacité du réseau en terme de trafic montant. Les mécanismes et processus proposés dans la thèse sont majoritairement analysés par simulation, la complexité du fonctionnement d'un PON excluant l'usage de modèles analytiques, sauf pour des études simples rapportés au Chapitre 3. Un cadre de simulation complet, décrit dans le Chapitre 4, a été construit à l'aide de Network Simulator. Ce cadre nous a permis de comparer le fonctionnement des mécanismes proposés avec les mécanismes considérés comme faisant partie de l'état de l'art. En particulier, nous montrons dans le Chapitre 5 que nos mécanismes, simples d'implémentation, fonctionnent nettement mieux que les mécanismes classiques en ce qui concerne le support de trafics temps réels, tout en assurant un taux d'occupation quasiment optimal de la capacité montante. Plus généralement, nous positionnons dans le Chapitre 6 les mécanismes proposés dans une problématique générale du plan de commande pour les réseaux d'accès optique passifs. Des conclusions et perspectives sont données au Chapitre 7<br>In recent years, the telecommunications industry observes a tremendous increasing of broadband access penetration level. Indeed, the number of subscribers with access to broadband Internet connections either at home or work is growing steadily. This can be explained both by the emergence of rich content applications and by the drop in access prices due to the broadband technologies' evolution and the fierce competition between access networks operators. The current trend in wired access networks are FTTx optical technologies (Fiber To The Home / Curb / Building / Premises), which present an alternative to xDSL networks (using copper loops deployed primarily for the phone system) and cable networks (using cable infrastructures originally deployed for TV distribution). The optical access networks differ first by the physical medium used to carry information. In the case of optical access networks, it is fiber, which have the largest capacity of all physical media used today. Using such a physical medium would potentially provide more bandwidth to the subscribers. However, optical access network architectures raises many issues. For economic reasons, it is necessary to limit both civil engineering (which cost is dominant), and the number of active equipments (which cost more than passive equipment from CAPEX and OPEX points of views). A popular solution is to deploy a tree architecture, and to focus the intelligence of the access network (active elements) at the root of the tree: this corresponds to a Passive Optical Network (PON). The absence of active equipment in the terminals, and the sharing of transmission capacity of fiber among several users, especially for upstream traffic, require the implementation of mechanisms used for controlling multiplexing. These mechanisms are implemented in MAC protocols, which are the main subject of this thesis. Downstream traffic is broadcasted and each end-point filters its own traffic. On the other hand, upstream traffic has to be controlled in order to avoid collisions. The present thesis presents mechanisms that can be implemented in a MAC for Ethernet PON (EPON) in order to control upstream traffic. We show that the proposed mechanisms can support multiple classes of traffic, can couple resource allocation with access control and can finally efficiently use the upstream capacity of the EPON. The various mechanism proposed in the present work are mostly analyzed by simulation; this is because the overall behavior of a PON is too complex to be analytically analyzed, except for simple studies reported in Chapter 3. A comprehensive simulation framework, based on Network Simulator, has been designed and is presented in Chapter 4. This framework has enabled the comparison between state of the art mechanisms and our proposals. We show in Chapter 5 that our mechanisms are simple to implement and behave significantly better than classical mechanisms regarding real time traffic support, while ensuring a quasi-optimal use of upstream bandwidth. More generally, we show in Chapter 6 how our mechanisms are part of a global command plane for PONs. Conclusions and perspectives are outlined in Chapter7

La montée en débit et la flexibilité d’accès sont des enjeux majeurs pour les futurs réseaux de télécommunication. Dans cette perspective, la fibre optique constitue un support de transmission incontournable permettant à ce jour des débits symétriques de l’ordre du Gb/s. La détection cohérente et l’emploi de formats de modulation multi-porteuse ont récemment eu un impact profond dans le domaine des communications optiques et l’une des implémentations les plus remarquables concerne l’OFDM optique cohérent (CO-OFDM). Cependant, l’OFDM présente un facteur de crête important, ce qui constitue un inconvénient notable limitant ses performances, en raison des non-linéarités diverses du canal. Cette thèse a eu pour objectif d'optimiser les performances d'un système de transmission CO-OFDM, en explorant la piste de la pré-distorsion des signaux numériques en bande de base en vue d’une linéarisation de l’émetteur, et principalement de l’amplificateur optique à semi-conducteurs (SOA). Divers algorithmes de pré-distorsion ont été comparés et ont montré leur intérêt au regard du compromis performance - faible complexité paramétrique. Le système de pré-distorsion étant non adaptatif, sa robustesse aux variations de caractéristiques de l’émetteur et du point de fonctionnement de l’amplificateur a été évaluée. L’optimisation d’une structure particulière de pré-distorsion a également été proposée<br>The increase in bandwidth and access flexibility are major challenges for future telecommunication networks. In this context, optical fiber is an essential transmission medium that nowadays allows symmetrical data rates in the Gb/s range. The coherent detection and use of multi-carrier modulation formats has recently had a profound impact in the field of optical communications. One of the most notable implementations is the coherent optical OFDM (CO-OFDM). However, OFDM has a significant peak factor due to the various non-linearities of the channel, which is a downside limiting its performance.The objective of this thesis was to optimize the performance of the CO-OFDM transmission system by exploring the pre-distortion of digital baseband signals for linearization of the transmitter, and mainly of the semiconductor optical amplifier (SOA). Various pre-distortion algorithms were evaluated and have shown their impact on the trade-off between performance and low parametric complexity.As the pre-distortion system is non-adaptive, its robustness with respect to variations in transmitter characteristics and amplifier operating point was evaluated. The optimization of a particular pre-distortion structure has also been proposed

Les communications optiques ne se sont appropriées les techniques issues de la théorie de l'information que récemment avec l'introduction des codes correcteurs d'erreurs dans les systèmes à 10GbitsIs à la fin des années 90. Depuis lors, se sont multipliées les tentatives d'adaptation de schémas de codage avancés tels que des concaténations de codes convolutifs, des LDPC ou des Turbocodes, travaux prospectifs qui n'ont pas encore débouché sur un standard. Ces techniques numériques avancées doivent être adaptées au contexte optique. Or la modélisation du canal optique diffère sensiblement du contexte radio qui a suscité ces techniques et cette modélisation est une condition nécessaire à l'optimisation d'un système de communication. Cette thèse est à l'interface entre les communications optiques et la théorie de I'information appliquée au codage. Ces travaux ont permis de proposer un modèle statistique décrivant le canal optique en tentant d'allier précision et simplicité analytique afin de le rendre exploitable dans le domaine du codage. Ce modèle a été vérifié dans le cadre d'un projet d'étude d'un réseau métropolitain optique (ECOFRAME). Notre contribution consiste en l'élaboration d'un simulateur qui a permis de valider le modèle théorique du canal et d'étudier l'impact de la configuration du réseau sur la statistique des signaux. Ces travaux ont permis de dégager des stratégies de décision et de décodage adaptées. En collaboration avec I'ENSIL nous avons mis en évidence l'impact de la modélisation de canal sur les performances des codes LDPC dans le contexte optique et proposé des schémas de codage adaptés au cahier des charges spécifique dlECOFRAME<br>Optical communications got involved in techniques emerging from information theory very recently with the introduction of error correcting codes in 10 Gbitsls systems in the late 90s. Ever since then, attempts of adapting advanced code schemes has been on the increase such as concatenated convolutional codes, LDPC or Turbo codes. These are prospective works that have not led to standards yet. One of the necessary conditions for the optimization of digital communication systems is to adapt digital techniques to the communication channel. So coding schemes must be adapted to the optical context but modelization of the optical channel is completely different from the radio channel. This thesis is interfacing the domain of optical communications and the information theory applied to coding. This work led to a proposal cstatistical model describing the optical channel and aiming at combining precision and analytical simplicity in order to keep the model workable for coding. This model has been verified in the context of a three-year project dealing with the study and prototyping of an optical metropolitan network (ECOFRAME). Our contribution consists of the implementation of a simulator which allowed us to validate the theoretical model of the optical channel and to study the impact of the network configuration on the signal statistics. We highlighted decision strategies and decoding schemes adapted to the optical channel. In collaboration with ENSIL, we pointed out the impact of the channel modelization on LDPC codes performance in optical

Dans ce projet de maîtrise, on s'est intéressé à l'évaluation des performances de l'équipement OVLAN (Optical Virtual Local Agile Networking) et à l'intégration d'un simulateur de réseaux à l'environnement de conception des réseaux de communication ONDE (Optical Network Development Environment). Dans un premier volet, on a commencé par présenter un modèle statistique pour mettre en évidence l'intérêt d'étendre le multiplexage statistique au niveau des longueurs d'onde. Par la suite, on a détaillé un modèle Markovien permettant d'évaluer les performances de OVLAN. Finalement, on a présenté le simulateur qui a été intégré au logiciel ONDE pour permettre à ce dernier de faciliter l'étude de quelques aspects d'un réseau avant son déploiement, comme, par exemple, charge du réseau, estimation de coût, dimensionnement des noeuds et des liens, etc.