Etude comparative des différentes méthodes de multiplexage optique pour les télécommunications

Abstract

الملخص (بالعربية): كل يوم تزداد الحاجة إلى نقل موثوق للبيانات بسرعة عالية جدًا. تتم حاليًا دراسة هذا التحدي على نطاق واسع لتلبية الطلب المرتفع على النطاق الترددي. تعمل الشبكة الضوئية PON على حل مشكلة سعة الإرسال باستخدام تقنيات تعدد إرسال بصرية مختلفة حيث نضاعف العديد من المستخدمين في قناة واحدة عبر الألياف البصرية. تتمثل مساهمتنا الأولى في تحسين نظام تعدد الإرسال الذي تم تكييفه مع شبكات PON من خلال محاكاة النظامين WDM-PON وCWDM-PON باستخدام بنيتين مختلفتين بتدفق 10 جيجابت في الثانية على أطوال مختلفة تتراوح من 20 كم إلى 60 كم مع استطاعات ارسال مختلفة لليزر التي تتراوح بين -10 ديسيبل ميلي و +10 ديسيبل ميلي. تحسين شبكة PON هو زيادة مؤشر الجودة Q، وكذلك نسبة الإشارة على الضجيج OSNR والتقليل من معدل الخط في البت TEB~> 10-9. نوضح من خلال عمليات المحاكاة أن معيار التحسين لدينا أسفر إلى أداء أفضل من حيث المسافات، القوى، الضياع والتوهين لنظام CWDM-PON. المساهمة الثانية هي استخدام نظام هجين قادر على مواجهة صمود قدرة الإرسال والسعة. لقد تمت دراسة مقارنة تفصيلية بين نظام الهجين OTDM/WDM والأنظمة الاخرى المذكورة أعلاه ولقد أظهرت أن نظامنا الهجين كان النمط الأنسب لشبكات الاتصال البصرية من حيث السعة، المرونة والنفعية. الكلمات المفتاحية: تعدد الإرسال البصري، إزالة تعدد الإرسال، WDM، CWDM، PON، OTDM، EDFA، مخطط العين، معدل الخط في البت TEB، مؤشر الجودةQ ، مقارنة، OSNR. ---------------------------------------------- Résumé (en Français) :

Chaque jour, le besoin de la transmission des données fiables à très haut débit augmente de plus en plus. Actuellement ce défi fait l’objet d’études approfondies pour répondre à la demande importante de la bande passante. Le réseau optique passif PON résout le problème de la capacité de transmission en utilisant différentes techniques de multiplexage optique par lesquelles nous multiplions plusieurs utilisateurs dans un seul canal à travers la fibre optique. Notre première contribution consiste à optimiser un système de multiplexage adapté au réseaux PON en simulant les deux systèmes WDM-PON et CWDM-PON, en utilisant deux architectures différentes à un débit de 10 Gbps, sur différentes longueurs de liaison allant de 20 km jusqu’à 60 km, avec différentes puissances d’émission du laser variant entre -10 dBm et 10 dBm. L’optimisation consiste à améliorer le facteur de qualité Q ainsi que le rapport Signal/Bruit OSNR afin de minimiser le taux d’erreur binaire TEB ~ <10–9. Nous montrons par simulations que notre critère d’optimisation a conduit à meilleures performances en termes de distances, de puissances, de pertes et d’atténuations pour le système CWDM-PON. La deuxième contribution consiste à utiliser un système hybride capable de répondre aux défis de capacité de transmission et du débit. Une comparaison détaillée a été étudiée entre le système hybride OTDM/WDM et les systèmes précités qui a montré que notre système hybride était la technique la plus appropriée pour les réseaux d’accès optique en termes de capacité, de flexibilité et de rentabilité. Les mots clés : Multiplexage, démultiplexage, WDM, CWDM, PON, OTDM, EDFA, diagramme de l’œil, Taux d’erreur binaire TEB, facteur de qualité Q, comparaison, OSNR.

----------------------------------------------

Abstract (en Anglais) :

Every day the need for reliable data transmission at very high-speed increases more and more. This challenge is currently being studied extensively to meet the high demand for bandwidth. Passive optical network PON solves the problem of transmission capacity by using different optical multiplexing techniques whereby we multiply multiple users in a single channel through optical fiber. Our first contribution consists in optimizing a multiplexing system adapted to PON networks by simulating the two systems WDM-PON and CWDM-PON by using two different architectures at a rate of 10 Gbps, over different link lengths ranging from 20 km up to at 60 km, with different laser emission powers varying between -10 dBm and 10 dBm. The optimization is to improve the quality factor Q as well as the Signal to Noise ratio OSNR in order to minimize the bit error rate BER ~ <10–9. We show by simulations that our optimization criterion led to better performances in terms of distances, powers, losses and attenuations for the CWDM-PON system. The second contribution consists in using a hybrid system capable of meeting the challenges of transmission capacity and throughput. A detailed comparison was studied between the hybrid OTDM/WDM system and the above systems which showed that our hybrid system was the most suitable technique for optical access networks in terms of capacity, flexibility and cost effectiveness. Keywords : Multiplexing, demultiplexing, WDM, CWDM, PON, OTDM, EDFA, eye diagram, Bit error rate BER, Q factor, comparison, OSNR.