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THEME : MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM EXPOSANTS : MEUTENO DOMCHE Junis NGUE

THEME : MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM EXPOSANTS : MEUTENO DOMCHE Junis NGUENA KAMDOUM KENFACK Martine Esther MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM 1 EXPOSE DE COMMUNICATION OPTIQUE SOMMAIRE INTRODUCTION......................................................................................................................3 I- Multiplexage à répartition dans le temps (TDM)................................................................4 II- MULTIPLEXAGE EN LONGUEUR D’ONDE (WDM)...................................................4 1- Fonctionnement............................................................................................................5 2- Les systèmes WDM............................................................................................................7 3- Les composants d’un réseau WDM.................................................................................8 MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM 2 INTRODUCTION La notion de multiplexage s'explique par le fait de vouloir toujours transmettre plus d'information sur une fibre optique. Le principe général est simple à comprendre : il consiste en fait à faire passer plusieurs informations sur un seul support de transmission. A l'aide de ce principe simple, de larges économies sont possibles grâce à la réduction des coûts d'installation et/ou d'exploitation (Moins de câbles pour faire passer la même quantité d'information). Les signaux entrant dans le multiplexeur (MUX) et sortant du démultiplexeur (DEMUX) sont dits voies basse vitesse. Entre ces deux équipements se trouve une voie haute vitesse. IL existe 3 techniques de multiplexage : • Le multiplexage fréquentiel : on affecte à chaque signal une bande passante particulière en s'assurant qu'aucune bande passante de voie basse vitesse ne se chevauche. • Le multiplexage temporel : on partage dans le temps l'utilisation de la voie haute vitesse en l'attribuant successivement aux différentes voies basse vitesse même s’il n’y a aucun signal à émettre. • Le multiplexage statistique : basé sur le multiplexage temporel, on n'attribue la voie haute vitesse qu'aux voies basses vitesse qui ont effectivement quelque chose à transmettre. Nous nous intéresserons ici au multiplexage fréquentiel, et au multiplexage temporel. MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM 3 I- Multiplexage à répartition dans le temps (TDM) Le TDM (Time Division Multiplexing) ou MRT (Multiplexage à répartition dans le temps) consiste à découper la bande passante de la fibre optique en unités de temps, que vont se partager les différentes communications. Cela permet donc à un émetteur de transmettre plusieurs canaux numériques élémentaires à faible débit sur un même support de communication à plus haut débit. Le mélange des voies faibles débit se fait par l'intermédiaire du multiplexeur temporel (MUX) les signaux sont récupérés ensuite grâce au démultiplexeur (DEMUX) qui fait l'opération inverse. Les informations importantes à retenir :  Répartition du temps d'utilisation entre les communications  Chaque signal est commuté à tour de rôle à grande fréquence Schéma d’un multiplexage à répartition dans le temps II- MULTIPLEXAGE EN LONGUEUR D’ONDE (WDM) Alors que les systèmes de transmission ne reposaient que sur l'utilisation du multiplexage temporel (ou TDM pour Time Division Multiplexing), pour la transmission de 155 Mb/s, 622 Mb/s, 2,5 Gb/s, 10 Gb/s, voire 40Gb/s sur une seule longueur d'onde, une nouvelle génération de systèmes est apparue au début des années 90, mettant en œuvre le multiplexage de longueurs d'onde (ou WDM pour Wavelength Division Multiplexing). MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM 4 La technologie WDM est née de l'idée d'injecter simultanément dans la même fibre optique plusieurs trains de signaux numériques à la même vitesse de modulation, mais chacun à une longueur d'onde distincte. A l'émission, on multiplexe n canaux au débit nominal D, à la réception, on démultiplexe le signal global n*D en n canaux nominaux. En effet, sur une fibre optique, il est possible d’utiliser plusieurs longueurs d’onde simultanément. C’est justement sur ce principe qu’une technique de modulation a été mise en place avec de nombreux avantages mais tout de même quelques limites. 1- Fonctionnement L’idée est de reprendre le multiplexage fréquentiel utilisé dans les réseaux électriques pour l’appliquer dans le domaine optique. En effet, si un signal électrique est composé de plusieurs fréquences, un signal optique est lui composé de plusieurs longueurs d’ondes. Le principe du multiplexage en longueur d’onde est donc d’injecter simultanément dans une fibre optique plusieurs trains de signaux numériques sur des longueurs d’ondes distinctes. La fibre optique se prête d’autant plus à cela que sa bande passante est très élevée (de l’ordre de 25000GHz). La norme internationale ITU−T G 692 (Interfaces optiques pour systèmes multicanaux avec amplificateurs optiques) a défini un peigne de longueurs d'onde autorisées dans la seule fenêtre de transmission 1530−1565nm. Elle normalise l'espacement en nanomètre (nm) ou en Gigahertz (GHz) entre deux longueurs d'onde permises de la fenêtre : 200 GHz ou 1,6 nm et 100 GHz ou 0,8 nm. MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM 5 Le multiplexage de longueur d’onde se fait exclusivement sur fibre monomode. Lorsque l’espacement utilisé entre deux longueurs d’ondes est égal ou inférieur à 0,8 nm ou lorsque plus de 16 canaux sont utilisés, on parle alors de DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). Des tests ont déjà été effectués avec des espacements de 0,4 et 0,2 nm. Aujourd’hui, il est possible d’atteindre des débits pouvant aller de 10 à 200 Gbits/s. En effet, il existe des systèmes proposant de 4 à 80 canaux optiques à 2,5 Gbit/s par canal. Un système à 16 canaux de 2,5 Gbit/s (soit 40 Gbit/s) permet l’acheminement de 500 000 conversations téléphoniques simultanément sur une seule paire de fibre optique. Des recherches sont actuellement en cours pour accroître le débit offert sur chaque canal. On pourrait rapidement atteindre 10 Gbit/s. MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM 6 À chaque multiplexage ou démultiplexage de longueur d’onde, il y a des pertes appelées pertes d’insertion. Pour compenser ces pertes et également Réduire le bruit, on utilise un amplificateur à fibre dopée erbium, EDFA (Erbium Doped Fiber Amplifier). Mais il y a d’autres perturbations qui déforment le signal. En effet, des phénomènes non linéaires se produisent lors de la propagation du signal dans la fibre. Il apparaît des risques de diaphonie et de mélange des canaux. C’est pourquoi la technologie WDM nécessite des amplificateurs tous les 50 à 100 km. Chaque train de signaux numériques, après multiplexage, est véhiculé sur sa propre longueur d’onde comme sur une seule fibre. Ces trains peuvent donc être de débits et de formats différents. Ainsi, on peut trouver sur une même fibre de la voix dans des Trames SDH, de la vidéo dans des cellules ATM, des données dans des trames IP etc. Le multiplexage de longueur d’onde est donc une technologie de transport indépendante des protocoles utilisés : tout signal qui peut être transmis sur une fibre optique peut être multiplexé avec un autre signal. Un mode d’utilisation possible de WDM consiste à affecter un usage déployer des structures logiques maillées, en bus, point à point, en anneau ou en diffusion. MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM 7 L’attribution d’une longueur d’onde se fait par reconfiguration logicielle du système ce qui n’engendre aucune modification matérielle. WDM et plus précisément DWDM apporte une réelle solution aux pénuries de bande passante. Jusqu'à présent le développement des réseaux de télécommunications était basé sur l’utilisation de technologies de type SONET/SDH/TDM. Mais avec l’arrivée de cette technologie, on peut désormais multiplier par 16 la bande passante de réseaux optiques traditionnels. 2- Les systèmes WDM Il existe plusieurs systèmes WDM. Ils adoptent tous le même principe mais se différencient uniquement par le nombre de canaux (longueurs d’onde) utilisables dans une fibre. Le multiplexage WDM est caractérisé par l’intervalle minimum entre deux longueurs d’onde accessibles. Cet intervalle est exprimé en nanomètres (nm) ou en Gigahertz (GHz). Si cet intervalle est inférieur ou égal à 0, 8 nm (soit 100 GHz), nous parlons alors de multiplexage DWDM (Dense WDM). Des expérimentations ont même été effectuées avec des intervalles de 0,4 et 0, 2 nm ou 160 canaux peuvent être utilisables dans une fibre. Dans ce cas، nous parlons de multiplexage UDWDM (Ultra Dense WDM). La Figure ci-dessous illustre les différents systèmes WDM en fonction de l’espacement. Les systèmes WDM 3- Les composants d’un réseau WDM Comme dans les réseaux SDH, la technologie WDM définit trois types de noeuds optiques qui peuvent être déployés dans un réseau de transport optique : Les multiplexeurs terminaux optiques (Optical Terminal Multiplexer ou OTM) : ce sont les équipements de base pour la conception d’un système WDM. Installés aux extrémités des fibres optiques, ils permettent de rassembler/dissocier les différentes longueurs d’onde. Les MULTIPLEXAGE OPTIQUE TDM ET WDM 8 OTMs sont utilisés à l’entrée du réseau WDM ou ils assurent l’accès pour les signaux provenant des autres réseaux clients tel que SDH, Ethernet, IP/MPLS, DSL, etc… Les multiplexeurs à insertion/extraction optique (Optical Add Drop Multiplexer ou OADM) : contrairement aux multiplexeurs classiques, le Optical Add/Drop Multiplexer est accessible à distance et permet de récuperer en sortie ou d’envoyer en entrée une certaine longueur d’onde specifique. Ce multiplexeur permet donc en temps réel d’envoyer ou de récuperer n’importe quel signal sur un reseau. Le multiplexeur OADM Les brasseurs optiques (Optical Cross Connect ou OXC) : ces équipements assurent la fonction de brassage dans les réseaux optiques WDM. Lorsque dans un noeud les longueurs d’onde provenant d’une fibre sont démultipliées, l’OXC permet de remplacer une ou plusieurs de ces longueurs d’onde par d’autres, issues d’une autre fibre, avant de les multiplexers vers une fibre sortante du noeud. Nous parlons alors de brassage de longueurs d’onde puisqu’à partir de plusieurs canaux optiques (longueurs uploads/Management/ expose-de-transmission-optique.pdf