Chapitre 03: Simulations et résultats
3.1 Les performances d’une liaison DS-OCDMA:
3.1.2 Les performances du récepteur conventionnel avec limiteur optique ‘HL-CCR’μ
3.1.2.4 Influence du nombre d’utilisateur N :
Figure 3.10:la probabilité d’erreur PeCCR et PeHL-CCR en fonction du nombre D’utilisateur N OOC(383,4,1)
La figure 3.10 nous montre que dans les deux cas la probabilité d’erreur augmentent avec l’augmentation du nombre des utilisateurs qui communiquent de manière simultanée. Par conséquent, plus le nombre d’utilisateur augmente, plus l’IAM augmente et donc plus les performances se dégradent. Elle montre aussi que le récepteur conventionnel avec limiteur optique HL-CCR donne dans tous les cas une meilleure performance par rapport au récepteur conventionnel CCR.
Pour étude comparative entre les deux structures de réception CCR et HL-CCR, on calcule les valeurs minimaux (optimaux) de L et W pour obtenir une probabilité d’erreur inferieur à − . Les résultats sont reporté sur le tableau ci-dessous :
N CCR(L,W) HL-CCR(L,W) 10 (561,8) (421,7) 15 (1081,9) (631,7) 20 (1441,9) (1121,8) 25 (1801,9) (1401,8) 32 (2339,9) (1662,7)
Tableau 3.1: Les codes minimaux pour le CCR et le HL-CCR avec un TEB≤10-9
5 8 11 14 17 20 23 26 29 32 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 Nombre d'utilisateur N OOC(383,4,1) Prob abil ité d 'erre ur P e PeCCR PeHLCCR
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Nous pouvons tout d’abord vérifier que pour chacune des structures de réception, plus le nombre d’utilisateurs actifs augmente, plus les paramètres de code (L, W) doivent être élevés. De plus, ce tableau montre l’efficacité du récepteur HL-CCR par rapport au CCR.
Pour évaluer l’intérêt du code OOC et les structures des récepteurs étudiés, on considère un exemple de spécification correspond au réseau d’accès très haut débit supposant l’objectif est de respecter les différents contraintes dont :
Le nombre d’utilisateurs actifs dans le réseau N=32
Les utilisateurs doivent pouvoir communiquer avec un débit D≥155Mbps Le taux d’erreur doit être ≤10-9
Le débit offert à chaque utilisateur de la longueur d’étalement temporel des codes L. En effet, considérant que la bande passante de l’électronique a pour valeur B=10GH. Nous pouvons calculés le débit par utilisateur D=B/L. Le tableau ci-dessous présente la comparaison de débit ainsi que les paramètres de code L et W pour les deux récepteurs CCR et HL-CCR.
Tableau 3.2 : Comparaison entre les paramètres de code et le débit des récepteurs CCR et HL-CCR avec un TEB≤10-9
et N=32 utilisateurs actifs.
Ce tableau montre que le débit offert par le récepteur HL-CCR est supérieur que le récepteur CCR.
Conclusion :
Dans ce chapitre, nous sommes plus particulièrement intéressé à l’étude des performances associées aux familles de codes OOC .Pour cela, nous avons considéré deux structures de réception appelés récepteurs conventionnel par corrélation sans et avec limiteur (CCR et HL+CCR).
Les expressions des probabilités d’erreur théoriques ont été développées pour chacune des structures de réception considérées, en considérant un canal idéal. Chacune des expressions théoriques présentées dans cette partie a été validée par simulation de la chaîne de
transmission avant d’étudier les potentialités d’utilisation de la technique OCDMA pour les futurs réseaux d’accès.
Les résultats de simulations montrent que le récepteur HL-CCR est le plus performant que CCR. Cette efficacité est liée à l’utilisation d’un composant HL permet de réduire les paramètres optimaux des codes et par conséquent permet d’augmenter le débit de transmission.
OOC (L,W) Débit (Mbps)
(2339,9) 4 (1662,7) 6 CCR HL-CCR66
Conclusion générale
L’utilisation des techniques d’accès multiple sur fibre est donc un enjeu important pour le partage des ressources entre des abonnés de plus en plus important, donc, l’intérêt de l’OCDMA réside dans l’utilisation d’une large bande passante sur le support de transmission qui est la fibre optique.
Dans notre travail, nous sommes intéressés à la technique d’accès multiple par répartition de code à séquence directe aux systèmes de transmission optique DS-OCDMA, tel que les différents utilisateurs accèdent au réseau de manière simultané et asynchrone. Ces différents utilisateurs qui émettent leurs données simultanées interfèrent les uns avec les autres, cette interférence est la principale limitation de ce type de système de communication, et est appelé Interférence d’Accès Multiple (IAM).
On s’est orienté vers la partie de réception, en faisant l’étude du récepteur conventionnel par corrélation (CCR) d’un utilisateur parmi N, qui vérifie la contrainte sur la longueur de code à utiliser pour un niveau de performance donné. On trouve que plus le taux d’erreurs (TEB) requis est faible, plus la longueur du code est élevée. Pour diminuer cette contrainte due à l’IAM qui présente comme une limitation du système DS-OCDMA, nous avons étudiés les performances d’un récepteur avec limiteur (HL-CCR).
On a réalisés des simulation sous MATLAB pour le récepteur conventionnel avec et sans limiteur optique (CCR et HL-CCR). Les résultats obtenus permettent de valider les probabilités d’erreur théoriques des récepteurs conventionnel avec et sans limiteur optique.
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Glossaire
A
ADSL: Asymmetric Digital Subscriber Line
APON: ATM Passive Optical Network
ATM:Asynchronous Transfer Mode
B
BIBD: Balanced Incomplete Block DesignBPON: Broadcast Passive Optical Network
C
CCR: Conventionnel Correlation ReceiverCD: Centre de Distribution
CDMA: Code Division Multiple Access
D
DéMux: DémultiplexeurDHL: Double Hard Limiter
DS-OCDMA: Direct Sequence Optical code Division Multiple Access
E
EFM: Ethernet in the first MileEPON: Ethernet Passive Optical Network
F
FAIμ Fournisseur d’accès à InternetFDMA: Frequency Division Multiple Access
FH-CDMA: Frequency Hopping Code Division Multiple Access
FMM: Fibre multimodes
FSAN: Full Service Access Network
FTTB: Fiber To The Building
FTTC: Fiber To The Curb
FTTH: Fiber To The Home
FTTN: Fiber To The Node
G
GPON: Giga Passive Optical Network GPS: Global Positioning System68
HL: Hard Limiter
HL-CCR: Hard Limiter-Conventional Correlation Receiver
I
IAM: Interference Access MultipleIP: Internet Protocol
ITU: International Telecommunication Unit
L
LAN: Local Area NetworkLaser: Light Amplification by Stimulated Emission Radiation
LED: Light Emitted Diode
M
MAN: Metropolitan Area NetworkMOEMS: Micro Electro Optical Mechanical Systems
MUX: Multiplexer
O
OCDMA: Optical Code Division Multiple AccessOMCI: Optical Network Unit management and Control Interface
OLT: Optical Local Terminal ONU: Optical Network Unit
ONT: Optical Network Termination
OOC: Optical Orthogonal Code
P
PON: Passive Optical NetworkPC: Prime Code
p to p: Pointe to Pointe
S
SLM: Spatial Light Modulator SDH:Synchronous Digital HierarchyT
TH-CDMA: Time Hopping Code Division Multiple Access
U
UMTS: Universal Mobile Telecommunications System
V
69
VoD: Vidéo à la demande
W
70
Bibliographies
[1]
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[6]Yaduvir SINGH ‘Performance Analysis of Optical CDMA using fuzzy logic generator’, Athesis, Tharpar University Patiala (Punjab)-147004, July-2008
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[11]Dr.Seddik BOUTIOUTA ‘VERY SMALL APERATURE TERMINAL (VSAT)’, INTTIC, 2012/2013.
[12] Khalil Marzouk ‘Etude d’un système bas cout de transmission optique par multiplexage temporel’, Institut National Polytechnique de Grenoble - INPG, 1 Avril 2009.
71
[13] Mr.BOREGAA Mouweffeq ‘Etuse comparative des codes CDMA optiques’, thèse, Faculté de technologie, 2011.
PROTONS Projet fin d’étude 2015-2016
Annexe
1. La liste du nombre premier avec ses racines primitives:
Voici une table donnant les plus petites racines primitives r des nombres premiers p inférieurs à 1000 p r p r p r p r p r p r p r p r p r p r p r p r 2 1 47 5 109 6 191 19 269 2 353 3 439 15 523 2 617 3 709 2 811 3 907 2 3 2 53 2 113 3 193 5 271 6 359 7 443 2 541 2 619 2 719 11 821 2 911 17 5 2 59 2 127 3 197 2 277 5 367 6 449 3 547 2 631 3 727 5 823 3 919 7 7 3 61 2 131 2 199 3 281 3 373 2 457 13 557 2 641 3 733 6 827 2 929 3 11 2 67 2 137 3 211 2 283 3 379 2 461 2 563 2 643 11 739 3 829 2 937 5 13 2 71 7 139 2 223 3 293 2 383 5 463 3 569 3 647 5 743 5 839 11 941 2 17 3 73 5 149 2 227 2 307 5 389 2 467 2 571 3 653 2 751 3 853 2 947 2 19 2 79 3 151 6 229 6 311 17 397 5 479 13 577 5 659 2 757 2 857 3 953 3 23 5 83 2 157 5 233 3 313 10 401 3 487 3 587 2 661 2 761 6 859 2 967 5 29 2 89 3 163 2 239 7 317 2 409 21 491 2 593 3 673 5 769 11 863 5 971 6 31 3 97 5 167 5 241 7 331 3 419 2 499 7 599 7 677 2 773 2 877 2 977 3 37 2 101 2 173 2 251 6 337 10 421 2 503 5 601 7 683 5 787 2 881 3 983 5 41 6 103 5 179 2 257 3 347 2 431 7 509 2 607 3 691 3 797 2 883 2 991 6 43 3 107 2 181 2 263 5 349 2 433 5 521 3 613 2 701 2 809 3 887 5 997 7
Ce travail de thèse s’inscrit dans le cadre des systèmes d’accès optiques haut débit ou le débit de la bande passante de la fibre est partagé entre plusieurs utilisateurs. Ce type de systèmes conduit à s’intéresser aux techniques d’accès multiple déjà bien connues en communication radiofréquences pour le partage des ressources. L’accès multiple par répartition de code optiques (OCDMA : Optical Code Division Multiple Access) est considéré aujourd’hui dans ce contexte comme une solution attractive. Cependant dans le domaine optique, cette technique a pour inconvénients d’être limité en termes de capacité de multiplexage et de subir des interférences dues aux utilisateurs non désiré.
Notre travail a pour objectif de l’évaluation des performances d’une liaison CDMA optique incohérente à séquence directe (DS-OCDMA) en utilisant les codes optiques orthogonaux (OOC). Dans le but d’augmenter le nombre d’utilisateurs de ce système, nous proposons deux types de récepteurs: le récepteur conventionnel par corrélation (CCR) et le récepteur conventionnel par corrélation avec limiteur optique (HL-CCR).
Mots clés:
Réseau optique, CDMA, DS-OCDMA, Codes Optiques Orthogonaux (OOC), Récepteur Conventionnel par Corrélation (CCR), Récepteur Conventionnel par Corrélation avec Limiteur Optique (HL-CCR).
Abstract:
This thesis is part of optical access systems or broadband throughput bandwidth of the fiber is shared between multiple users. Such systems led to focus on the multiple access techniques already well known in radio frequency communication for sharing resources. The optical multiple access code division (OCDMA: Optical Code Division Multiple Access) is now considered in this context as an attractive solution. However in the optical domain, this technique has the disadvantages of being limited in terms of multiplexing capability and suffers interference from unwanted users.
Our work aims to evaluating the performance of optical CDMA connection incoherent direct sequence (DS-OCDMA) using optical orthogonal codes (OOC). In order to increase the number of users of this system, we offer two types of receptors: the conventional receiver by correlation (CCR) and the conventional receiver by correlation with optical limiter (HL-CCR).
Key Word :
Optical Network, CDMA, DS-OCDMA, Optical Orthogonal Code (OOC), Conventional Correlation Receptor (CCR), Hard Limiter- Conventional Correlation Receptor –HL-CCR).