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LA LA TECHNIQUE TECHNIQUE WDM WDM (Wavelength (Wavelength Division Division Mul

LA LA TECHNIQUE TECHNIQUE WDM WDM (Wavelength (Wavelength Division Division Multiplexing) Multiplexing) OSSOUBITA POUKA Steve A. OSSOUBITA POUKA Steve A. stevepouka@gmail.com stevepouka@gmail.com + (237) 695117189 / + (237) 695117189 / + (237) 650440864 / + (237) 650440864 / + (237) 243656150 + (237) 243656150 MarsAvril 2016 MarsAvril 2016 ENSPT ENSPT ITT3RT_ALT ITT3RT_ALT CONTENU CONTENU Définition et Principe de fonctionnement Combinaison entre les différentes couches services et transport La technique du DWDM La technique du CWDM Comparaison des techniques WDM 2 DÉFINITION ET PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT DÉFINITION ET PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Technique de multiplexage apparue dans les années 90 suite à l'idée de réaliser du multiplexage sur la fibre optique à l'instar des autres supports de transmission. WDM est basé sur le principe d'injection sur une même fibre des trains de signaux numériques à la même vitesse mais avec des couleurs ou longueurs d'onde différentes. 3 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT 4 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Ce procédé est souvent appelé multiplexage en fréquence FDM (Frequency Division Multiplexing). Ces deux termes peuvent renvoyer à la même notion, mais on parlera de : Multiplexage en longueur d'onde : lorsque la séparation entre deux canaux est relativement grande (typiquement plus de 1 nm). Multiplexage en fréquence : lorsque cet écart est relativement petit. 5 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Principe d'une liaison WDM/DWDM 6 PRINCIPE DE FONCTIONEMENT PRINCIPE DE FONCTIONEMENT Lors de l'émission, n trains numériques avec un débit nominal D sont multiplexés sur un même support pour donner un débit résultant de n X D. Lors de la réception, le train reçu est démultiplexé en n trains équivalents à ceux qui étaient injectés. Cette technique a permis alors de véhiculer des débits plus élevés sur la fibre optique allant à 10 Gbits/s en 1996 avec l'apparition en Europe des premiers systèmes WDM. 7 PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT PRINCIPE DE FONCTIONNEMENT Des règles de gestion de canaux régissent chaque bande. Dans la bande C par exemple, l'espacement entre les canaux est de 100 GHz. 8 COMBINAISONS ENTRE LES DIFFÉRENTES COMBINAISONS ENTRE LES DIFFÉRENTES COUCHES SERVICES ET TRANSPORT COUCHES SERVICES ET TRANSPORT On trouve par exemple sur une même fibre optique et véhiculés simultanément de la voix dans des trames SDH, de la vidéo dans des cellules ATM, des données dans des trames IP, etc. WDM est une technologie de transport qui ne dépend pas des protocoles utilisés (porteuse WDM). Ainsi, elle est donc capable de multiplexer sur une même fibre optique ce que l'on sait faire transiter unitairement sur ce type média. 9 COMBINAISONS ENTRE LES DIFFÉRENTES COMBINAISONS ENTRE LES DIFFÉRENTES COUCHES SERVICES ET TRANSPORT COUCHES SERVICES ET TRANSPORT Chaque canal peut être attribué à un usage particulier. Il est donc possible pour un réseau métropolitain ayant une architecture physique en anneau de déployer à travers différents canaux des structures logiques maillées, en bus, point-à-point, en anneau ou en diffusion. L'attribution d'une longueur d'onde pour une utilisation donnée ne nécessite aucune modification matérielle. Elle se fait pas reconfiguration logicielle du système. 10 LA TECHNIQUE DU DWDM LA TECHNIQUE DU DWDM Face au besoin croissant en capacité, deux possibilités s'offrent : La première est d'augmenter le débit de chaque train entrant. Elle a été mise en application grâce aux progrès de fabrication des Émetteurs et Récepteurs. On a pu ainsi augmenter des trains à l'entrée de 2.5 à 10 GHz pour obtenir un train résultant de 40 Gbits/s. Ces progrès sont limités par les défauts de propagation linéaires et non linéaires dans les fibres, entre autre le phénomène de dispersion chromatique. 11 LA TECHNIQUE DU DWDM : DÉFINITION ET LA TECHNIQUE DU DWDM : DÉFINITION ET PRINCIPE PRINCIPE Face au besoin croissant en capacité, deux possibilités s'offrent : La seconde est d'augmenter le nombre de trains entrant en diminuant l'espacement entre les trains : c'est la technique du DWDM. De ce fait, l'espacement de 100 GHz est réduit à 50 GHz voir 25 GHz dans certains cas. Ce qui a permis d'atteindre une capacité de l'ordre de plusieurs térabits sur une bande (6 Tbits/s avec 149 canaux modulés à 42.7 Gbits/s sur la bande C). 12 LA TECHNIQUE DU DWDM : L'AMPLIFICATEUR LA TECHNIQUE DU DWDM : L'AMPLIFICATEUR OPTIQUE EDFA OPTIQUE EDFA L'Amplificateur à Fibre Dopée Erbium (EDFA Erbium Doped Fiber Amplifier) est un composant clé du WDM/DWDM. Permet de compenser les pertes d'insertion dues aux multiplexage / démultiplexage des longueurs d'onde. Permet également une réduction du bruit. Les phénomènes de non linéarité qui se développent lors de la propagation du signal dans la fibre réduisent la distance de réutilisation des amplificateurs entre 50 et 100 km. 13 LA TECHNIQUE DU DWDM : L'AMPLIFICATEUR LA TECHNIQUE DU DWDM : L'AMPLIFICATEUR OPTIQUE EDFA OPTIQUE EDFA 14 LA TECHNIQUE DU DWDM : EXEMPLE DE LA TECHNIQUE DU DWDM : EXEMPLE DE L'AMPLIFICATEUR COMPACT GAIN BLOCK EDFA L'AMPLIFICATEUR COMPACT GAIN BLOCK EDFA 15 LA TECHNIQUE DU DWDM : LIMITES LA TECHNIQUE DU DWDM : LIMITES Le DWDM introduit des phénomènes de non linéarité : La diaphonie entre canaux (XPM : Cross Phase Modulation) Le mélange quatre ondes (FWM : Four Wave Mixing) L'effet Raman (SRS : Stimulated Raman Scattering) qui augmente les écarts de puissance reçue entre canaux et ainsi produit une trop grande dispersion du rapport signal/bruit. Pour les fibres optiques monomodes G 652 les effets de non linéarité n'apparaissent pas dans la fenêtre 1550 nm tant que le nombre de canaux reste inférieur ou égal à 32 canaux et que la puissance par canal reste inférieure à 1 mw. 16 LA TECHNIQUE DU DWDM : CORRECTION DES LA TECHNIQUE DU DWDM : CORRECTION DES PHÉNOMÈNES DE NON LINÉARITÉ (DCF) PHÉNOMÈNES DE NON LINÉARITÉ (DCF) Différentes techniques sont utilisées pour corriger ces phénomènes de non linéarité : c'est le cas de la technique DCF (Dispersion Compensating Fiber). La DCF consiste à introduire dans la liaison un tronçon de fibre produisant une dispersion négative (environ -100 ps/nm.km) de compensation. Cependant les technologies DWDM et U-DWDM n'ont pas encore atteintes leurs limites. 17 LA TECHNIQUE DU DWDM : CORRECTION DES LA TECHNIQUE DU DWDM : CORRECTION DES PHÉNOMÈNES DE NON LINÉARITÉ PHÉNOMÈNES DE NON LINÉARITÉ Des techniques plus récentes permettront de multiplier encore plus les capacités des systèmes optiques : La transmission soliton permet le transport d'impulsions très étroites sur 1000 km (sans amplification) sans déformation, tout en conservant une bande passante très large. Un soliton étant une onde qui se propage sans déformation remarquable de sa forme ni variation de sa vitesse. La modulation des impulsions ou transmission duo-binaire permet la multiplication par deux ou par trois fois du débit électronique, en utilisant des impulsions à 2 ou à 3 niveaux binaires. L'amplification et le multiplexage dans la fenêtre 1300nm permettent de mieux rentabiliser les fibres optiques conventionnelles G 652 qui rencontrent des limites en utilisant des systèmes DWDM à 1550 nm. 18 LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC Des dispositifs comme les multiplexeurs à insertion / extraction optiques (Optical Add Drop Multiplexing : OADM) reconfigurables et les brasseurs optiques (Optical Cross-Connect : OXC) apportent aux opérateurs une grande flexibilité pour optimiser leurs réseaux, principalement leurs réseaux longues distances. 19 LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC Contrairement aux multiplexeurs classiques, l'Optical Add Drop Multiplexer (OADM) est accessible à distance et permet de récupérer en sortie ou d'envoyer en entrée une certaine longueur d'onde spécifique. Ce Multiplexeur permet donc en temps réel d'envoyer ou de récupérer n'importe quel signal sur le réseau. Principe d'un multiplexeur à insertion/extraction optiques (Optical Add Drop Multiplexing : OADM) 20 LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC Le brasseur optique est un switch qui peut être réalisé de deux façons : La première façon est de convertir le signal optique en signal électrique après avoir été démultiplexé, le signal est ensuite switché et est reconverti en signal optique. ⇒L'avantage de ce brasseur est qu'il permet de réamplifier (par un intermédiaire électrique) le signal avant de le retransformer en signal optique. Une seconde façon est de ne pas passer par l'intermédiaire d'un signal électrique. Le signal optique est alors démultiplexé, puis ensuite switché selon les directives pour ensuite être multiplexé. 21 LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC Il existe un compromis entre les deux façons de brasser les signaux optiques : des équipements possèdent les deux systèmes. Dans la plupart des cas, c'est le brasseur translucide (ie sans passer par la transformation électrique) qui est favorisé. Quand les interfaces optiques du modules sont toutes utilisées ou qu'un signal a besoin d'être régénéré, ce sera le module électronique qui sera utilisé. Principe d'un brasseur optique (Optical Cross-Connect : OXC) 22 LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC LA TECHNIQUE DU DWDM : OADM ET OXC En effet, le prix élevé de ces technologies ne permet pas de les utiliser sur uploads/Management/ la-technique-wdm-wavelength-division-multiplexing.pdf