La limitation en termes de bande passante impos´ee par le cˆable coaxial a occasionn´e un d´ e-ploiement massif de la fibre. Ainsi, dans l’objectif de mieux desservir la client`ele, la fibre optique s’est ´egalement impos´ee dans les r´eseaux d’acc`es et est d´eploy´e vers l’abonn´e (FTTH). Le pr´esent travail s’inscrit dans la logique d’offrir l’acc`es haut d´ebit `a moindre coˆut `a l’abonn´e jusqu’`a son domicile. Pour cela nous avons ´etudi´e les syst`emes de transmission IM/DD bas coˆuts. Pour un d´eploiement optimal (mont´ee en d´ebit `a bas coˆut), les r´eseaux PON apparaissent comme un atout, compte tenu de leurs architectures d´epourvues d’´el´ements actifs entre l’OLT et l’ONT. Pour as-surer l’accroissement de l’efficacit´e spectrale avec la garantie d’une meilleure performance, nous avons choisi impl´ementer la technique de modulation multiporteuse ADO- OFDM. Ce travail a donc consist´e `a impl´ementer les variantes ACO, DCO et ADO-OFDM dans un syst`eme IM/DD FTTH-PON. Les deux premi`eres techniques ont ´et´e ´etudi´ees et compar´ees entre elles puis compa-r´ees `a l’ADO-OFDM dans un canal AWGN puis dans OptiSystem 7 en cosimulation avec matlab pour une liaison r´ealiste.
Les r´esultats de cette ´etude montrent bien une meilleure performance de l’ADO-OFDM par rap-port `a l’ACO et la DCO-OFDM. Il est possible d’atteindre pour un BER cible de 10−3 une distance maximale de 70 km pour la QAM DCO contre 100 km pour l’ADO (QAM DCO 4-QAM ACO) et 125 km pour la 4-4-QAM ACO. De plus, de l’´etude comparative entre ACO et DCO
`
a d´ebit ´egal, nous montrons que l’ACO permet d’atteindre 50 km de distance contre 70 km en DCO pour le mˆeme TEB cible. D’un autre cˆot´e, on montre qu’en ADO (4-QAM DCO et 4-QAM ACO) il est possible d’obtenir pour la liaison ´etudi´ee, `a peu pr`es le double du d´ebit utile r´ealisable en 4-QAM DCO. Ce qui permet d’affirmer que la technique ADO-OFDM serait un bon candidat pour les r´eseaux d’acc`es optique de type XG-PON. Cette ´etude permet de conclure que l’ADO convient aux applications peu gourmandes en ´energie et n´ecessitant du haut d´ebit. Du fait de la sym´etrie hermitienne, il est encore possible d’am´eliorer l’efficacit´e spectrale de l’ADO-OFDM.
En perspective, nous pensons que cette ´etude pourrait ˆetre davantage am´elior´ee en combinant les m´ethodes adaptatives `a l’OFDM avec l’adoption des techniques de transposition de fr´equence afin de garantir de meilleures performances en termes de d´ebit.
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Th`ese de doctorat,Monash University, D´ecember 2012.
Annexes
Annexe A
Le tableau 1pr´esente les param`etres utilis´es lors de la simulation.
Tableau 1 – Param`etres de simulation de la DCO-OFDM
Param`etres Valeurs
Taille IFFT 512
Symboles OFDM 400
Symboles pilotes 30 M-QAM 4, 16, 64, 256 Puissance optique 1 W
DC-Bias 7 dB et 13 dB
Les figures 1et 2pr´esentent la variation du taux d’erreur binaire en fonction du SNR binaire
´electrique obtenu `a partir des param`etres du tableau 1.
A partir de ces courbes, on remarque que la DCO-OFDM a un TEB qui s’am´eliore lorsqu’on augmente Eb(elec)/N0. Par ailleurs, pour la 64-QAM et la 256-QAM, les valeurs du TEB cessent de d´ecroitre `a partir d’une certaine valeur de Eb(elec)/N0 pour un ajout de Dcbias de 7 dB (fi-gure1). Ceci est caus´e par un bruit de clipping suite `a une composante continue insuffisante. Par contre, pour une valeur de bias 13 dB, ce probl`eme disparait.
Conclusion, le TEB s’am´eliorerait en DCO suite `a l’ajout d’un Dcbias suffisant en pr´esence d’un canal plat AWGN mais au d´etriment d’une consommation ´energ´etique qui risquerait d’ˆetre im-portante.
Figure 1 – Performances TEB en fonction de Eb(elec)/N0 obtenues avec la technique DCO pour un canal plat AWGN etDCbias= 7dB
.
Figure 2 – Performances TEB en fonction de Eb(elec)/N0 obtenues avec la technique DCO pour un canal plat AWGN etDCbias = 13dB
Consid´erons trois signaux x(n), x7dB(n) et x13dB(n) respectivement sans ajout deDcbias, avec un ajout de 7 dB et un ajout de 13 dB. L’expression de la puissance est donn´ee par :
P = 1
Apr`es le clipping, les valeurs n´egatives sont coup´ees `a z´ero. Soit xneg, xneg7 et xneg13le signal situ´e dans la partie n´egative respectivement pour x(n), x7dB(n) et x13dB(n). Consid´erons P0,P7 et P13 leurs puissances respectives. On a alors :
De (i) et (ii), on conclut que P0 <P7 < P13
Il ressort donc que l’ajout d’unDcbias important entraˆıne l’utilisation d’une plus grande puissance donc une consommation ´energ´etique plus ´elev´ee.
Annexe B
Le tableau 2pr´esente les param`etres utilis´es lors de la simulation.
Tableau 2 –Param`etres de simulation de la ACO Param`etres Valeurs
Taille IFFT 512
Symboles OFDM 400
Symboles pilotes 30 M-QAM 4, 16, 64, 256 Puissance optique 1 W
La figure3pr´esente la variation du taux d’erreur binaire en fonction du SNR binaire ´electrique obtenu `a partir des param`etres du tableau2.
Figure 3 – Performances TEB en fonction de Eb(elec)/N0 obtenues avec la technique ACO-OFDM pour un canal plat AWGN
De la figure3on remarque aussi que lorsque le SNR binaire ´electrique croˆıt, le TEB s’am´eliore.
Par contre le TEB se d´egrade au fur et `a mesure qu’on augmente en ordre de modulation QAM.
Ceci se justifie par le fait que si le SNR est ´elev´e, la transmission est meilleure et donc, il y a moins d’erreurs. En effet, d’apr`es Shannon, le nombre de bits `a transmettre par sous-porteuse est fonction du SNR. Ce qui veut dire que pour un SN Rk donn´e, afin de maintenir un mˆeme TEB, il faut alors transmettre un certain nombre de bits bk. Si bk augmente, ceci implique une augmentation duSN Rk et vice versa. Ainsi, lorsqu’on fixeSN Rk et qu’on augmentebk, on d´egradeT EBk. Par ailleurs, on ne note pas de comportement asymptotique `a partir d’une certaines valeur comme dans le cas de la DCO pour un ajout d’un Dcbias de 7 dB. Ce qui montre que pour une mˆeme constellation QAM, la technique ACO pr´esente de meilleurs TEB et un gain en puissance par rapport la technique DCO.