Bruit à la détection du signal en voie montante dans un système

Dans un système WDM-PON à mono-bre utilisant le modulateur réectif à l'ONU, les per- formances de transmission en voie montante sont dégradées par le bruit lié à la rétrodiusion de Rayleigh. Dans cette conguration, la transmission est considérée comme bidirectionnelle parce que le signal continu de distribution ("seeding signal") provenant de l'OLT et le signal modulé provenant de l'ONU se propagent sur la même bre dans deux directions opposées et à la même longueur d'onde. Le schéma de la transmission bidirectionnelle en voie montante dans une architecture WDM-PON à mono-bre est montré gure 4.5 ci-dessous. A cause de l'eet Rayleigh, une portion du signal continu de distribution est rétrodiusée vers l'OLT que nous appelons le signal RB1. Aussi, à cause de l'eet Rayleigh, une portion du signal modulé en voie montante est rétrodiusée vers l'ONU que nous appelons le signal RB2. Ce signal RB2 rentre dans l'ONU ; il est ensuite re-modulé par le modulateur réectif puis il se propage vers l'OLT. Donc, à la détection du signal en voie montante à l'OLT, nous recevons trois signaux : le signal utile en voie montante et les deux autres signaux RB1, RB2 à cause de la rétrodiusion de Rayleigh. Ces deux derniers signaux sont considérés comme des sources de dégradation des performances via le battement à la détection qui génère le bruit interférométrique comme nous avons expliqué précédemment [19].

La contribution au bruit à la détection des deux composantes RB1 et RB2 dépend du gain du modulateur réectif à l'ONU et des longueurs des tronçons de transport et de distribution. Dans le cas général pour lequel le tronçon de transport est beaucoup plus long que celui de distribution et la valeur de gain du modulateur réectif à l'ONU est modérée (une dizaine de dB), la contribution au bruit à la détection est notamment due au signal

rétrodiusé RB1. Dans ce cas, la puissance du signal rétrodiusé RB2 n'est pas signicative (faible distance du tronçon de distribution, forte atténuation par l'AWG au RN et faible puissance d'émission de l'ONU car le gain est faible). Mais dans le cas contraire pour lequel la longueur du tronçon de distribution est beaucoup plus importante que celle du tronçon de transport et si dans le même temps, le gain du modulateur réectif à l'ONU est très important (> 20 dB comme le proposent quelques RSOA par exemple), la puissance du signal rétrodiusé RB2 n'est pas négligeable et donc la contribution au bruit à la détection du RB2 devient importante. Donc, la conguration du réseau WDM-PON (longueurs de tronçons de transport-distribution, position de l'AWG dans le réseau) et le gain du modulateur réectif à l'ONU ont un très fort impact sur les performances de la transmission en voie montante du point de vue du bruit de rétrodiusion de Rayleigh. Une analyse sur l'impact du bruit de rétrodiusion de Rayleigh en fonction de la conguration du réseau WDM-PON a été reportée dans [20, 21, 22]. Dans toutes nos congurations WDM-PON étudiées, le bruit dû à la rétrodiusion RB1 est dominant alors que celui dû au RB2 est négligeable parce que les modulateurs réectifs ont un gain relativement faible (autour de 10 dB) et le tronçon de transport est beaucoup plus long comparé au tronçon de distribution.

Figure 4.5  Schématisation de la rétrodiusion de Rayleigh dans la transmission en voie montante d'un système WDM-PON bidirectionnel

La gure 4.6 illustre la dégradation des diagrammes de l'oeil reçus à cause du bruit de rétrodiusion de Rayleigh pour un signal à 2,5 Gb/s émis par l'IL-FP et un signal à 10 Gb/s émis par le R-EAM-SOA Run2. La longueur totale de bre utilisée est de 25 km. Les diagrammes de l'oeil sont bien propres à l'émission (conguration Back-to-Back). Pour la transmission unidirectionnelle (le cas de la voie descendante dans WDM-PON), il n'y a pas signicativement de bruit ajouté dans les signaux à la réception parce qu'il n'est pas impacté par la rétrodiusion de Rayleigh.

Pour la transmission bidirectionnelle (le cas de la voie montante dans le WDM-PON), nous observons que les signaux reçus sont fortement dégradés par le bruit de rétrodiusion. En plus, nous constatons que ce bruit devient plus important quand un élément atténuant (l'AWG dans ce cas) se présente dans le réseau, notamment sur la côté du modulateur

Figure 4.6  Illustration de la dégradation des diagrammes de l'oeil par le bruit lié à la rétrodiusion de Rayleigh

réectif. Dans la conguration WDM-PON de cette étude, la longueur du tronçon de trans- port est 20 km et la longueur du tronçon de distribution est de 5 km. En eet, l'élément atténuant fait diminuer la puissance du signal utile en voie montante, reçue à l'OLT, alors que la puissance du signal rétrodiusé reste inchangée, parce qu'elle provient notamment du tronçon de transport. Donc, le rapport de la puissance du signal utile sur celle rétrodif- fusée est réduit. Par conséquent, le signal reçu est dégradé plus fortement par le bruit de rétrodiusion. Nous pouvons donc déduire que la meilleure façon d'améliorer le rapport de la puissance du signal utile sur celle rétrodiusée dans ce cas est d'augmenter le gain du modulateur réectif.

L'impact du bruit de rétrodiusion de Rayleigh sur les performances de la transmission bidirectionnelle en voie montante d'un WDM-PON est représenté dans la gure 4.7 via la mesure du TEB pour deux types de modulateurs réectifs à l'ONU : l'IL-FP à 2,5 Gb/s et le R-EAM-SOA Run2 à 10 Gb/s. Nous voyons que les courbes TEB pour la transmission bidirectionnelle présentent des planchers d'erreurs à cause du bruit de Rayleigh contraire- ment au cas de la transmission unidirectionnelle. Un plancher d'erreur inférieur au TEB de 10−9 est obtenu pour le cas de l'IL-FP dans une architecture avec l'AWG et pour le cas

de R-EAM-SOA Run2 dans une architecture sans AWG. Mais un plancher d'erreur pour le cas de R-EAM-SOA Run2 dans une architecture avec l'AWG monte jusqu'au TEB de 10-5. La forte variation du plancher d'erreur observé dans les courbes de TEB est expliquée par la dépendance de l'eet de rétrodiusion de Rayleigh à la polarisation [10]. Le gain en réexion de l'IL-FP dans ce cas est de 12 dB alors que celui du R-EAM-SOA Run2 est de 9 dB. Donc, conformément à l'explication précédente, la présence de l'élément atténuant dans le réseau fait augmenter la dégradation des performances en transmission bidirectionnelle

Figure 4.7  Evaluation de l'impact du bruit lié à la rétrodiusion de Rayleigh sur les performances de la transmission en voie montante dans une architecture WDM-PON bidi- rectionnelle pour deux types modulateurs réectifs à l'ONU : l'IL-FP à 2,5 Gb/s (a) et le R-EAM-SOA Run2 à 10 Gb/s (b)

due au bruit de rétrodiusion de Rayleigh. Comme pour le cas d'un bruit ASE, nous trou- vons que la tolérance au bruit de rétrodiusion de Rayleigh est plus faible pour un débit de transmission plus élevé.

4.3 Importance du gain en réexion du modulateur réectif à