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Etude des solutions d’acc` es optique exploitant une extension de port´ ee Fabi

Etude des solutions d’acc` es optique exploitant une extension de port´ ee Fabienne Saliou To cite this version: Fabienne Saliou. Etude des solutions d’acc` es optique exploitant une extension de port´ ee. Op- tique / photonique. T´ el´ ecom ParisTech, 2010. Fran¸ cais. <pastel-00566249> HAL Id: pastel-00566249 https://pastel.archives-ouvertes.fr/pastel-00566249 Submitted on 15 Feb 2011 HAL is a multi-disciplinary open access archive for the deposit and dissemination of sci- entiﬁc research documents, whether they are pub- lished or not. The documents may come from teaching and research institutions in France or abroad, or from public or private research centers. L’archive ouverte pluridisciplinaire HAL, est destin´ ee au d´ epˆ ot et ` a la diﬀusion de documents scientiﬁques de niveau recherche, publi´ es ou non, ´ emanant des ´ etablissements d’enseignement et de recherche fran¸ cais ou ´ etrangers, des laboratoires publics ou priv´ es. N° d'ordre: XXX THÈSE Présentée à TELECOM PARIS TECH pour obtenir le grade DOCTEUR de TELECOM PARIS TECH Mention «Communications et électronique» Par Fabienne SALIOU ETUDES DES SOLUTIONS D'ACCES OPTIQUE EXPLOITANT UNE EXTENSION DE PORTEE Soutenue le 14 Juin 2010 devant la commission d'Examen : Composition du Jury - Rapporteurs : Laurent DUPONT, Professeur, TELECOM BRETAGNE, Brest Ammar SHARAIHA, Professeur, ENIB Brest - Examinateurs : Didier ERASME, Professeur, TELECOM PARIS TECH, Directeur de thèse Philippe CHANCLOU, Ingénieur Recherche, Orange Labs, Encadrant de thèse Romain BRENOT, Ingénieur Recherche, Alcatel-Thales III-V Lab Jose A. LAZARO, Ingénieur Recherche, Universitat Politècnica de Catalunya 1 Remerciements Je tiens tout d'abord à remercier Didier Erasme d'avoir accepté d'être mon directeur de thèse, et de m'avoir fait bénéficier de ses conseils pendant ces trois années. Je remercie également Thierry Stéphant et Anne-Cécile Réau-Thomas qui m'ont offert la possibilité d'effectuer cette thèse à Orange Labs et m'ont donné les moyens de mener à bien cette thèse dans leur laboratoire. Mes remerciements les plus sincères vont à Philippe Chanclou, qui m'a encadré tout au long de cette thèse et a fortement contribué à ma formation sur les télécommunications optiques, déjà bien avant la thèse. Merci de m'avoir fait confiance pour et après les stages et de m'avoir offert ces opportunités. Merci pour la bonne humeur, le dynamisme, la motivation, les idées qu'il a su me communiquer. La bonne ambiance dans laquelle nous avons travaillé ensemble sera un souvenir marquant. Par ailleurs, je suis particulièrement honorée que Laurent Dupont et Ammar Sharaiha aient accepté d'être rapporteurs de ce mémoire de thèse et que Romain Brenot et Jose Lazaro fassent partie du jury. Je remercie également Badr Eddine Benkelfat et Isabelle Zaquine qui ont accepté de faire partie du jury de ma soutenance à mi-parcours. Je tiens à remercier les différentes personnes de l'URD ASHA et ex-membres de l'unité NOA qui m'ont permis d'acquérir des compétences pointues sur le réseau d'accès au travers des discussions sur le domaine. Merci en particulier à Naveena Genay, avec qui j'ai partagé la rédaction de plusieurs livrables et qui a été d'une aide précieuse lors de la rédaction d'articles en anglais. Un grand merci à Laurent Guillo pour son aide à l'installation des plateformes de test et à Bernard Landousies et Stéphane Gosselin pour les discussions fructueuses qui m'ont permis de cadrer correctement cette thèse. Je remercie aussi particulièrement mes collègues de bureau en commençant par Fabrice Bourgart qui a été le premier à me répondre à cette question "c'est quoi cette idée d'Extender Box ? ". Merci aussi à Fréderic Jounay, Mathieu Huchard, et Francis Richard pour les discussions sans fin et les échanges musicaux et rugbystiques. L'excellente ambiance du bureau aura également fortement contribué à ce que cette thèse se déroule bien. Je dois également un grand merci à Fabien Laurent, Thanh Nga Duong, Zineb Belfqih, Luiz Aneto, Chloé Milion, Mervin Obeegadoo et Yunke Zhou qui m'ont aidée pour l'obtention de résultats expérimentaux et qui ont contribué à ce que la soumission des publications soit un succès. Je dois mes connaissances sur le GPON en partie aux personnes travaillant sur la validation des équipements du réseau. Merci donc à Bertrand Le Guyader, Laurent Cornic, Thierry Mahé, Daniel Le Corfec et Yannick Lecuyer. Merci également à Yann Loussouarn et Damien Martinet avec qui j'ai partagé les tests de l'équipement OSN. Ces travaux auraient étés plus difficiles sans leurs participations. Merci également aux équipes externes avec qui j'ai collaboré : à Lionel Dehilotte, Philippe Bigot et David Boisseau de DIPF Montpelier ; à Claude Boetté de Ekinops ; à Jose Lazaro, Francesc Bonada et Josep Prat du laboratoire UPC à Barcelone ; à Laurent Bramerie de Persyst à Lannion. 2 Je remercie également Gérard Tanne et Monique Thual pour m'avoir fait confiance et m'avoir permis d'effectuer des heures d'enseignement vacataire à l'UBO à Brest et à l'IUT de Lannion. Merci à Philippe Chanclou, Jean Claude Simon et Ammar Sharaiha de m'avoir soutenue dans cette démarche. Merci également à tous les (ex)-stagiaires, (ex)-thésards, prestataires et post-doc pour la très bonne ambiance dans laquelle nous avons travaillé et échangé aussi bien au travail qu'à l'extérieur : Florian, Fred, Yohan, Zineb, Thomas LG, Guillaume, Charlotte, Qian, Seb, Nga, Hugues, Roman, Thomas S, Edouard, Hary, Amine, Fabia, Chloé, François, Francis, Mathieu, Daniel, Ali, Mervin, Franck, Leonora, Mireia, Francesc, Hai, Nguyet, Ibrahim, Quoc Thai, Chi, Gilles… Merci également aux "externes" : Cyril, Sabrina, Morgane, Lyam. Merci à tous d'être et d'avoir été là. Et pour finir, un grand merci à mes amis et à ma famille pour leur soutien tout au long de cette thèse et en particulier à Caroline et Murielle pour l'aide qu'elles m'ont apportée dans les corrections. 3 Liste des abréviations A ADC Analogue to Digital Converter ADSL Asynchronous Digital Subscriber Loop (Line) AMOOFDM Adaptive Modulation Optical Orthogonal Frequency Division Multiplexing APD Avalanche Photodiode APON ATM Passive Optical Network ASE Amplified Spontaneous Emission ASK Amplitude Shift Keying ATM Asynchronous Transfer Mode AWG Arrayed Waveguide Grating AWG Arbitrary Waveform Generator B BER Bit Error Rate BOA Booster Optical Amplifier BPON Broadband Passive Optical Network BPSK Binary Phase Shift Keying BTB Back To Back BW Band Width C CAPEX Capital Expenditure CATV Cable Television CD Chromatic Dispersion CDC Chromatic Dispersion Compensation CO Central Office COFDM Code Orthogonal Frequency Division Multiplexing CP Cyclic Prefix CR Clipping Ratio CWDM Coarse Wavelength Division Multiplexing D DBA Dynamic Bandwidth Allocation DCF Dispersion Compensation Fiber DFB Distributed Feedback laser DFT Discrete Fourier Transform DML Directly Modulated Laser DMT Discrete Multi-Tone DMUX Demultiplexer DQPSK Differential Quadrature Phase Shift Keying DSL Digital Subscriber Loop (or Line) DSOA Double Semiconductor Optical Amplifier DSP Digital Signal Processing DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer DWDM Dense Wavelength Division Multiplexing E EAM Electro Absorption Modulator 4 EB Extender Box EDC Electronic Dispersion Compensation EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier EML Externaly Modulated Laser EPON Ethernet Passive Optical Network ER Extinction Ratio ETSI European Telecommunication Standard Institute EVM Error Vector Magnitude F FDM Frequency Division Multiplexing FEC Forward Error Code FFT Fast Fourier Transform FP Fabry-Pérot laser FPGA Field Programmable Gate Array FSAN Full Service Access Network FSK Frequency Shift Keying FTTx Fiber To The (H: Home; C: Curb, B: Building) FWM Four Wave Mixing G GEM GPON Encapsulation Method GPON Gigabit Passive Optical Network GEPON Gigabit Ethernet Passive Optical Network H HD-IPTV High Definition Television over Internet Protocol HDTV High Definition Television I ICI Inter Carrier Interference IEEE Institute of Electrical and Electronics Engineers IFFT Inverse Fast Fourier Transform IL Insertion Loss IP Internet Protocol ISI Inter Symbol Interference ITU International Telecommunications Union J-K L LAN Local Access Network LCA Levin Campello Algorithm LED Light Emitting Diode M MAC Medium Access Control MUX Multiplexer MZM Mach-Zehnder Modulator 5 N NF Noise Figure NRA Noeud de Raccordement d'Abonnés NRO Noeud de Raccordement Optique NRZ Non Return to Zero NGPON Next Generation Passive Optical Network O OB Optical Budget OBS Optical Burst Switching OCDMA Optical Code Division Multiplexing Access ODN Optical distribution Network OEO Optical-Electrical-Optical OFDM (A) Orthogonal Frequency Division Multiplexing (Access) OLT Optical Line Termination OMCI ONT Management and Control Interface ONT Optical Network Termination ONU Optical Network Unit OOK On-Off Keying OPEX OPerational EXpanditure OSNR Optical Signal to Noise Ratio OSA Optical Spectrum Analyser OTN Optical Transport Network OTDR Optical Time Domain Reflectometre P PAPR Peak Average Power Ratio PDFA Praseodymium Doped Fiber Amplifier PIN P-type Intrinsic N-type Photodiode PLOAM Physical Layer Operation Administration and Maintenance PON Passive Optical Network Pr Preamble length PRBS Pseudo Random Bit Sequence PSTN Public Switched Telephone Network Q QAM Quadrature Amplitude Modulation QoS Quality of Service QPSK Quadrature Phase Shift Keying R RF Radio Frequency RoF Radio over Fiber ROPA Remote Opticaly Pumped Amplifier R-SOA Reflective Semiconductor Optical Amplifier Rx Receiver S SARDANA Scalable Advanced Ring-based Passive Dense Access Network Architecture SFF Small Form Factor 6 SFP Small Form Pluggable SNR Signal to Noise Ratio SOA Semiconductor Optical Amplifier STB Set Top Box T TDM (A) Time Division Multiplexing (Access) TEB Taux d'Erreur Binaire (=BER) TIA Trans-impedance Amplifier Tx Transmitter U UWB Ultra Wide Band UMTS Universal Mobile Telecommunication System V VoD Video on Demand VoIP Voice over IP VDSL Very high uploads/Geographie/ these-ftth.pdf