A Une migration progressive entre les architectures

Les différentes architectures décrites dans les lignes précédentes (point à point autour d'un nœud actif, 1×N « PON – like », N×N « LAN – like » ou N×N avec CWDM) correspondent à des niveaux différents en termes de richesse dans l'offre de services, et également à des échelles de temps différentes en termes de maturité. Il est particulièrement important d'avoir la vision de ces différentes solutions, pour bâtir une offre qui puisse évoluer dans le temps, en fonction des besoins en services des clients. Pour les nouvelles constructions, un pré-câblage constitue sûrement la meilleure solution pour la base d'un RLD optique. Compte tenu de la durée de vie d'un bâtiment, il est fondamental de ne pas se tromper dans le choix du support de câblage (choix de la technologie de fibre) et dans la manière de réaliser le câblage (topologie, une ou deux fibres par prise …). Dans l'accès, par exemple, le choix s'est porté sur des systèmes exploitant une longueur d'onde par sens de transmission au sein de la même fibre. Ceci se justifie par les distances rencontrées et l'économie de fibre qui en découle. Le

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problème est très différent dans le contexte du RLD : le fait d'installer une seule ou deux fibres par prise a un impact négligeable sur le coût de fourniture de fibre. Les liens point à point ou la solution de type PON peuvent être mono-fibres, en associant une longueur d'onde par sens de transmission. Certains produits commerciaux sont apparus aux USA, organisés autour d'un nœud central actif, mettant en œuvre des liens mono-fibres avec deux longueurs d'onde. Ce choix empêche l'évolution vers une architecture N×N. On note que si un câblage bi-fibre a été réalisé, entre les points de connexion répartis dans la résidence et un point situé quelque part dans l'habitation (garage, sous-sol …), il est possible d'évoluer entre toutes les solutions précédemment présentées, à condition bien sûr que la technologie de fibre soit apte à répondre aux particularités de chaque solution. La migration à partir d'une solution point à point autour d'un nœud actif vers une solution 1×N ou N×N, pour atteindre éventuellement l'architecture cible, se fait alors par simple remplacement des systèmes, sans impact sur le pré- câblage.

Un premier travail, antérieur à celui de cette thèse, a été de réaliser un démonstrateur de l'architecture cible basé sur la fibre monomode associée à l'emploi de la technologie CWDM. La question de la transposition de cette solution à la fibre multimode s'est alors posée tout naturellement. D'une part, les coupleurs N×N MMF nécessaires pour réaliser l'infrastructure de base existent. D'autre part, on se souviendra que les technologies WDM ont été développées pour les applications haut débit et longue distance sur fibre monomode, ceci plutôt dans la fenêtre à 1,5 µm où l'atténuation est la plus faible. La technologie CWDM, version « simplifiée » du WDM couvre les fenêtres 1,3 et 1,5 µm (de 1270 à 1610 nm). Même si la MMF est utilisée plutôt dans les fenêtres 0,8 et 1,3 µm, le matériau qui compose la SMF et la MMF est le même : la silice. On peut penser que les sources CWDM sont utilisables pour les deux types de fibre et réalisables notamment dans la fenêtre 0,8 µm. Des solutions point à point basées sur le CWDM ont d'ailleurs été proposées commercialement pour la fibre multimode : elles permettent notamment de contourner la limitation en termes de débit en éclatant par exemple un flux de 10 Gbit/s en quatre flux de 2,5 Gbit/s, les quatre flux étant transmis simultanément dans la même MMF sur des longueurs d'onde différentes.

La réalisation de l'architecture cible en MMF semble donc envisageable puisque cette fibre est déjà largement employée dans le domaine des LAN. Par rapport au premier démonstrateur

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réalisé, avant la thèse, en technologie monomode, cette architecture devrait s'accompagner d'une diminution du coût du réseau, malgré un niveau de performances quelque peu inférieur.

Elle se situe entre la fibre monomode, dont les performances sont quasi-illimitées mais dont la mise en œuvre est complexe, et la fibre multimode en polymère, facile d'emploi mais avec une bande passante limitée.

Cette thèse se propose donc d'investiguer sur les architectures de RLD optique proposées précédemment, en se focalisant sur les fibres multimodes silice et polymère. Il est essentiel de comprendre le potentiel de chaque technologie en termes de performances et de compatibilité vis-à-vis des diverses architectures, en intégrant aussi les fonctions optiques passives et actives, afin de proposer les compromis performances-coûts les plus pertinents. D'une part, il faut tenir compte du volume important de fibre multimode silice déployée dans le câblage intra-bâtiment et dans les réseaux locaux d'entreprises. D'autre part, des simplifications en termes de connectique pourraient résulter de l'utilisation de la fibre multimode par rapport à celle de la fibre monomode. La question de la transposition de l'architecture cible identifiée de la technologie monomode à la technologie multimode se pose donc avec pertinence, et constitue le thème central de cette thèse.

Le croisement des architectures présentées et des technologies optiques étudiées peut se traduire par une matrice (tableau 5) présentant les différentes combinaisons possibles. Les informations données dans ce tableau ne sont qu'un cadre permettant d'évoquer ces combinaisons et de donner un premier commentaire sur leur pertinence, avec la vision du début de thèse, avant que l'étude ne soit réalisée.

Deux solutions extrêmes, opposées ressortent de cette matrice. La première, en bas à gauche du tableau 5, propose une architecture réalisable à court terme. L’installation et la maintenance aisées de la fibre plastique permettent en effet de réaliser une architecture simple, basée sur des liaisons point à point, bas coût, avec néanmoins des performances limitées. A l’opposé, en haut à droite, l’étoile passive multiformat à base de fibre monomode silice a déjà été démontrée dans le laboratoire d’Orange Labs. Elle offre des performances

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quasi-illimitées pour la sphère domestique. Le coût des systèmes reste néanmoins aujourd’hui prohibitif pour le déploiement d’un tel réseau dans la maison.

La ou les solutions d’architecture retenues pour la maison devront faire apparaître le meilleur compromis performances – coût. Les solutions représentées par les cases vertes du tableau 5 ont déjà été démontrées au sein du laboratoire d’Orange Labs, l’étude n’est donc plus à mener sur ces solutions. Les solutions représentées par les cases rouges sont écartées de l’étude car elles ne sont pas pertinentes : la fibre polymère n’est pas adaptée à un système requérant l’utilisation massive du WDM, la fibre monomode silice apporte des coûts système trop importants aux solutions considérées. En revanche, l’étude reste à mener pour les solutions représentées par les cases jaunes.

Deux axes d’études pour la thèse se dessinent alors clairement : d’une part, augmenter les performances de la première solution et élaborer des architectures plus évoluées avec la fibre plastique à bas coût, avec son potentiel intrinsèque très limité de tirer profit de la technologie WDM, d’autre part, maintenir les performances de la deuxième solution tout en diminuant les coûts des systèmes par l’utilisation de fibres multimodes plus appropriées.

Multimode Monomode

Polymère Silice Silice

Etoile passive multiformat Atténuation et bande passante limitées. Fonctions inexistantes Faisabilité ? Nombre de longueurs d’onde ?

Solution la plus riche et la plus performante Etoile active multiformat Atténuation ? Bande passante ? Nombre de longueurs d’onde ? Quelques longueurs d’onde Performances et pérennité de la fibre mais, Connectique complexe, Coûts des systèmes

trop élevés

Etoile active monoformat

Système bas coût Connectique facile

Connectique facile Déployée pour LAN

Tableau 5 : Combinaisons architectures – technologies de fibres

Performances

Pertinence de la solution

50