La transmission par fibre optique est une transmission offrant un d´ebit th´eorique ´elev´e, dˆu `a son importante largeur de bande [18]. Afin de pouvoir mieux exploiter cette grande largeur de bande cons´equence de l’obtention du tr`es haut d´ebit `a moindre coˆut, de nombreuses recherches ont ´et´e men´ees. C’est alors qu’interviennent les techniques de multiplexage afin d’optimiser la transmission de plusieurs informations simultan´ement `a travers un seul signal. Pour conserver l’int´egrit´e des informations transmises, on distingue le multiplexage par r´epartition en temps, le multiplexage par r´epartition en fr´equence, le multiplexage bas´e sur le code, le multiplexage en lon-gueur d’onde. Ainsi, `a la r´eception, il faut des dispositifs capables de reconnaitre les informations destin´ees `a chaque utilisateur afin d’effectuer le d´emultiplexage. Pour ce faire, il faut proc´eder
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a des techniques de filtrage qui ne seront effectives qu’avec l’usage de d´emultiplexage appropri´e.
Le terme « multiplexage » d´esigne l’ensemble des techniques qui permettent de transmettre si-multan´ement plusieurs signaux ind´ependants via un seul support de transmission. Ainsi `a partir de N signaux `a haut d´ebit D, le multiplexage permet d’atteindre ainsi une transmission `a tr`es haut d´ebit N*D sur un m´edium de communication, ce qui serait difficile `a r´ealiser directement, sans multiplexage en raison des limitations fr´equentielles des composants opto´electroniques de pilotage.
1.6.1 TDM-PON
Le TDM (Time Division Multiplexing), en fran¸cais multiplexage par r´epartition en temps, est une technique de multiplexage qui permet de transmettre au moins deux signaux num´eriques en flux continu sur un canal commun. Il consiste `a affecter `a un utilisateur unique la totalit´e de la bande passante pendant un court instant, ceci `a tour de rˆole pour chaque utilisateur. En FTTH, pour le mode TDM, les signaux entrants dans l’OLT sont divis´es en intervalles de temps ´egaux de longueur fixe appel´es ”Time Slot” et d´edi´es aux multiples abonn´es (ONT) connect´es dans le PON.
A chaque abonn´e est attribu´e un nombre de time slot donn´e. Ainsi, chaque utilisateur (ONT) peut ´emettre en occupant toute la bande passante disponible sur le canal pendant les times slots qui lui sont allou´es. Tous les ONU re¸coivent chacun, la totalit´e du signal provenant du central optique et chaque ONU s´electionne la partie du signal correspondant `a son time-slot (pr´ed´efini) tandis que dans le sens montant, une synchronisation au central est n´ecessaire pour chaque abonn´e afin de savoir quand transmettre son paquet. Par ailleurs, dans un r´eseau bas´e sur le TDM, il est possible d’allouer un ou plusieurs times slots `a un abonn´e, ce qui lui permet d’avoir un d´ebit plus
´elev´e que les abonn´es poss´edant moins de times slots [8]. Cette technique pr´esente cependant des limites : puisque le TDM-PON peut typiquement servir 64 abonn´es et plus, la moyenne de bande passante d´edi´ee `a chaque ONU est d’habitude seulement de quelque pourcentage de la capacit´e du canal. Par ailleurs, les composants `a l’ONU doivent fonctionner `a d´ebit ´egal au d´ebit syst`eme (ce qui impose leur bande passante) alors que le d´ebit r´eel par utilisateur est souvent tr`es inf´erieur
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a cette valeur. De plus, le coˆut des sous-syst`emes ´emetteur-r´ecepteur optique devient ´elev´e avec la mont´ee en d´ebit. La limite en vitesse de l’´electronique pose probl`eme `a des d´ebits ´elev´es.
Figure 1.8 – Structure d’un r´eseau TDM-PON [8].
1.6.2 FDM-PON
Le FDM (Frequency Division Multiplexing), `a l’oppos´e du TDM est un multiplexage par r´epartition en fr´equence. Ainsi, la bande passante disponible sur le canal pour la transmission est divis´ee en plusieurs bandes de fr´equences et chaque ONU ´emet sur des porteuses bien d´efinies.
L’attribution de bande peut ˆetre faite soit en variant le d´ebit par sous-porteuse, soit en allouant plusieurs sous-porteuses `a un mˆeme abonn´e. Par rapport au TDM, l’avantage du FDM est que les composants `a l’ONU peuvent fonctionner au d´ebit r´eel utilisateur. De plus, ´etant donn´e que chaque sous-porteuse dispose d’une bande passante plus ´etroite que celle du signal complet, cette technique s’av`ere robuste face `a la dispersion chromatique dans la fibre. Par contre, l’utilisation de la FDM n´ecessite un certain nombre d’´el´ements ( Convertisseur Analogique-Num´erique (CAN), des Convertisseur Num´erique-Analogique (CNA)) pour g´en´erer et d´emoduler les signaux Radio Fr´equence (RF) ou encore d’oscillateurs locaux accordables en fr´equence, en plus des composants optiques pr´esents dans les ONU et les CO.
1.6.3 WDM-PON
Le WDM (Wavelength Division Multiplexing) est un multiplexage par r´epartition en longueur d’onde. Cette technique s’affiche comme un point capital des transmissions optiques aujourd’hui
en ce sens qu’elle repr´esente une r´eponse au probl`eme de mont´ee en d´ebit sur de longues dis-tances. La capacit´e totale de la bande passante du syst`eme d’acc`es est multipli´ee par le nombre de longueurs d’onde multiplex´ees sur la fibre.
Ce type de multiplexage consiste `a attribuer (Statiquement ou Dynamiquement) diff´erentes lon-gueurs d’onde `a chaque abonn´e ou groupe d’abonn´es dans un r´eseau optique de type PON en occurrence. Cette technique permet de b´en´eficier `a la fois des avantages des architectures P2P et P2MP afin d’obtenir le plus haut d´ebit possible au niveau des ONT. Ainsi, plusieurs transmis-sions peuvent ˆetre faites simultan´ement, chacune sur une bande de fr´equences particuli`eres. En liaison descendante (DL), toutes les longueurs d’onde sont achemin´ees vers chacun des abonn´es.
Ceci n´ecessite alors la pr´esence de filtres au niveau des ONUs entraˆınant ainsi la complexit´e de cette technique du fait que les composants ´emetteurs/r´ecepteurs doivent int´egrer en plus de leur fonction intrins`eque, la gestion des diff´erentes longueurs d’ondes utilis´ees.
Afin de mettre en place un syst`eme de filtrage peu couteux et induisant moins de pertes optiques, l’usage d’un multiplexeur/- d´emultiplexeur WDM en lieu et place du conventionnel point d’´ eclate-ment dans l’ODN s’av`ere indispensable. Afin d’´eviter les perturbations (interf´erences, diaphonie, etc) li´ees `a la cohabitation de plusieurs canaux WDM impl´ement´es, il est important de pr´evoir un espacement ∆λ¸ entre les canaux. Compte tenu de cet espacement choisi, on distingue diff´erents types de WDM dont le Coarse Wavelength Division Multiplexing (CWDM) dont l’espacement
∆λ est de 20 nm et le Dense Wavelength Division Multiplexing (DWDM) dont l’espacement ∆λ est de 0.8 nm et qui permet d’avoir plus de canaux que dans le cas CWDM. Par ailleurs, d’autres
´etudes se poursuivent pour l’utilisation d’un espacement ∆λ de 0.2 nm, ce qui donnera naissance
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a l’Ultra Dense Wavelength Division Multiplexing (UDWDM).
Figure 1.9 – Principe d’une liaison WDM [24].
En somme, dans ce chapitre, il a ´et´e question des g´en´eralit´es sur les r´eseaux optiques. Nous
y avons donc pr´esent´e les diff´erents types de r´eseaux optiques leurs architectures en mettant une attention particuli`ere sur les r´eseaux d’acc`es optiques et surtout sur la FTTH. Nous avons
´egalement pass´e en revue quelques techniques de transmission. La suite de notre document fera la lumi`ere sur les diff´erents syst`emes de transmission, les composants d’une liaison optique et les techniques de modulation.