yves jaouen, formation tnta, page 1 yves jaouen ecole nationale supérieure des télécommunications...
TRANSCRIPT
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 1
Yves JAOUEN
Ecole Nationale Supérieure des TélécommunicationsGroupe Télécommunications Optiques
Département Communications et Electronique, CNRS UMR 514146 rue Barrault, 75634 Paris
Tel : 01 45 81 77 32Email : [email protected]
SYSTEMES DE COMMUNICATIONS OPTIQUES
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 2
Principes généraux
Accroissement des fréquences porteuses
- Domaine radiofréquence = 37 cm f = 800 MHz - Domaine millimétrique = 1 cm f = 30 GHz
- Domaine optique = 1 µm f = 300 THz
Débits
- Domaine radiofréquence f = 1 GHz B = qques 100 Mb/s - Domaine optique f = 300 THz f = qques Tb/s
Support de propagation
- Espace libre Spectre radioélectrique limité (< 100 GHz)
- Guides d’onde métalliques < 100 dB/km pour f ~1 GHz ( ~ 30 cm )
- Domaine optique < 1 dB/km pour ~1 µm
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 3
Principe d’une transmission optique
+ ––
Emetteur
+ –
Récepteur
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 4
Liaison optique longue distance
Inputdata
Laser Modulateur 50 – 100 km
Amplificateur
N sections = 1000 à 10000 km
LPFOutput
data
Multiplexeur Démultiplexeur
Transmission optique - support fibre - amplification optique
Génération de signaux optiques - transducteur E/O :lasers à semi-conducteurs - transducteur O/E : photodiode
Accroissement des capacités - augmentation du débit limitation par dispersion, circuits électroniques - multiplexage en longueur d’onde (systèmes WDM)
Le traitement tout-optique des signaux pas encore mature
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 5
1975 1980 1985 1990 1995 2000100
102
104
106
* 2 par an5ème
génération
4ème
génération3ème
génération
2ème
génération
1ère
génération
Cap
acit
é *
dis
tan
ce (
Gb
/s.K
m)
Année
1ère génération : fibre multimode (0.85µm)
2ème génération : fibre monomode (1.3 µm)
3ème génération : laser DFB 1.55 µm
4ème génération : amplification optique
5ème génération : systèmes WDM
Evolution des systèmes optiques
Ruptures technologiques
L’accroissement des capacités est « tirée » par l’innovation technologie
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 6
Réseaux optiques trans-océaniques
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 7
Plan
Support de propagation - Principe de guidage
Fibre multimodeFibre monomode
- Phénomène de dispersion - Atténuation
Composants optoélectroniques - Rappel de physique électronique - Structures de laser à semiconducteurs - Photodetecteur
Amplification optique
Limitations physiques et familles de systèmes
Réseaux tout-optiques
Perspectives
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 8
Support de propagation
fibre optique = guide d’onde diélectrique
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 9
Fibre optique
Structure géométrique
Phase 1 : élaboration d’une préforme
Phase 2 : tirage
Cœur en silice
Gaine en silice pureGaine en polymère
Teflon
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 10
Propagation guidée : Approche géométrique
Angle d’injection maximal :
,max cn
sin sinn
10
0
coeur = 50-80 µm
n1
n2
0
c
n0
2 2 20 0 1 1 1 21,max c cNA n sin n sin n cos n n
Ouverture numérique
avec n n n :
n n n n n
n n n
1 2
2 21 2 1 2
21 12
NA n n n n n 2 21 2 2 2
,maxNA . 001 6
,maxnn
n cos cosn
21 2 0
1
Réflexion totale nn sin i 1 2
i
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 11
Fibres multimodes : dispersion intermodale
Profil à saut d’indice
Profil à gradient d’indice (profil parabolique)
LnT
c 1
LnT
c
21
8
Influence de la dispersion
SI : n = 10-2 BL = 10 Mb/s * km
GI : profil parabolique, n = 10-2 BL > 1 Gb/s * km
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 12
Propagation guidée : Approche électromagnétique
oE n k E 2 2 2 0
Equation de propagation
Solutions : modes TE, TH, EH, EH
Propagation monomode : mode fondamental HE11
coeur = 9 µm, n = 5 10-3Domaine spectral 1.2 – 1.7 µm
Dimensions du guide imposées pour maintenir propagation monomode
2 21 1
2 aV n n
2
1 2
onkB
n n
(fréquence normalisée)
(constante de propagation normalisée)
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 13
Fibres monomodes : dispersion chromatique
Dispersion chromatique
- dispersion matériau (nSI = f())
- dispersion « guide » (profil du mode = f()) BL ~ 1/(D )
g
Lv
gvd L* * d
1
D en ps/nm/km
=
+
=
+
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 14
Dispersion dans les fibres monomodes
Dispersion dans les fibres standard Familles de fibres
D1.3 µm ~ 1 ps/nmm/km BL = 100 Gb/s * km
D1.55 µm ~ 17 ps/nmm/km BL = 5 Gb/s * km
Influence de la dispersion
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 15
Origine
- Diffusion Rayleigh (la silice est un milieu amorphe)
- Absorption (résonance du matériau à différents )
• Silice : Absorption IR• Ions OH- : 1.24 µm & 1.39 µm• Ions métalliques
Atténuation dans les fibres optiques
44 µm/dB2.17.0CavecC
)Lexp(PPPdz
dPinout
)kmen()log(encoreSoit km/dB1
1010
44 2170 µm/dB..CavecC
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 16
Composants optiques d’extrémités
Lasers à semi-conducteurs & photodiodes
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 17
Sources à semi-conducteurs (1)
Concepts de base : Interactions onde-matière
3 types de transitions entre le niveau fondamental E1 et le niveau excité E2
entre 2 niveaux d’énergie d’un atome
E2
E1
E2
E1
E2
E1
Absorption stimulée Emission spontanée - Direction aléatoire - Phase aléatoire
Emission stimulée - Cohérence spatiale - Cohérence temporelle
Taux d’émission
Spontanée (proportionnelle à la population du niveau E2)
Stimulée (gain stimulé proportionnel à la population du niveau E2)
spsp
NR 2
stimR gN 2
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 18
Sources à semi-conducteurs (2)
Recombinaison radiative dans les semi-conducteurs
- Structure de bande d’énergie : bande de valence (trous libres), bande de conduction (e- libres)
- Une transition radiative est possible si :Conservation de l’énergieConservation de la quantité de mouvement
Semiconducteur à gap-direct (AlGaAs, InP, …)
Ec
Ev
EgEne
rgie
Vecteur d’onde
Bande de conduction
Bande de valence
Ene
rgie
Vecteur d’onde
Bande de conduction
Bande de valence
Electrons
trous
Gap direct Gap indirect
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 19
Diodes électroluminescentes (DEL)
Zone P
Zone N
Emission spontanée obtenue par recombinaison radiative
Bande passante limitée par la durée de vie des porteurs (porteur = e- + trou)
Diagramme de rayonnement lambertien ( rdt de couplage source-fibre = qques %) qques 10 à 100 µW de puissance optique couplée
2
12
1 21
cCW sp
spspsp
fPdN I NP
dt eV avec ns
Contactsélectriques
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 20
En régime établi onde stationnaire
condition sur le gain :
condition sur la phase :
Zone active = Milieu amplificateur Confinement optique zone active = structure optique guidante
Confinement électronique inversion de population
Cavité résonnante optique Miroirs externe Faces clivées du matériau (n ~ 3-3.5)
Diodes laser (1)
matériaudupropriétéN
gavecNN
N
gNg th
oint21o EikL2expLexpRRgLexpE
Courant injecté
R1R2
L
21int RR
1lnL2
1g
nL2mcm2kL2
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 21
Diodes laser (2)
Caractéristique P (I)
Structure typique Boitier
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 22
2 familles de diodes laser
Laser Fabry-Pérot Laser DFB
nB
2
Conditiond’accord de phase
laser mono-
gain
Modes de cavité
Plusieurs modes se situent dans la courbe de gain
laser multi-
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 23
Modulation du champ optique
Photodiode = détecteur quadratique Modulation NRZ
Modulation directe Modulation externe
☺ Simplicité de mise en œuvre ☹ Influence de la dispersion
☹ Complexité de mise en œuvre ☺ Influence de la dispersion minimale
courantd’injection
Diode laser
données
Modulateurexterne
Diode laser
données
Pui
ssan
ce
Temps
1 1 0 1 0 1
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 24
Equations d’évolutions
• porteurs
• photons
• fréquence
Modulation directe d’un laser à semi-conducteur
GPN
e
)t(I
dt
dN
sp
P)t(Gdt
dP
sp
1
dt
dP)t(
4
Variation de la puissance optique P(t)(par la variation du gain du milieu)
Variation de la fréquence optique optique (t)(par la variation de l’indice de réfraction)
Indice de réfraction complexe
0 1 2 3 4 5 60
5
10
15
20
Pui
ssan
ce (
mW
)Temps (ns)
-20-10
010203040
Fré
quen
ce (
GH
z)
Rb = 2.5 Gb/s
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 25
Modulation externe
Modulateur de Mach-Zehnder
Principe :
- Modulateur de phase
- Interféromètre MZ → 1(t) = - 2(t) = ± /2
Possibilité de suppression du chirp
Modulateur à Electro-absorption
Pas de Chirp adiabatique
Chirp transitoire ajustable
2(t) n V(t) L
Data
1(t)
2(t)
1 2
1 2( ) cos2
jinout
EE t e
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 26
Photodiode
ZCE
Zone P Zone N
h
)Watt(Pe)A(I
( ~ 1 A/W à 1.55 µm) ⊕ ⊖
I
Signal : 1 photon 1 e- I = P
Bruits : - Bruit thermique Nth = 4kT/Rch
- Bruit de grenaille Nqn = 2e P
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 27
Réception optique
En réception, un comparateur à seuil régénère le signal
La présence de bruit engendre l’apparition d’erreur
Seuil de réception typique
Diagramme de l’oeil
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 28
3ème partie :
Amplification optique
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 29
Pré-amplification optique
2( ) ( ) ( )s bI t E t E t
* * *( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )s s s b b b
Signal Battement BattementSignal Ase ASE ASE
I t E t E t E t E t cc E t E t
Conclusion : pré-amplification optique
Apparition de nouvelles composantes de bruit
Emetteur
AmpliFiltre optique
Signal Emission spontanée
Bo
Signal
GPin Pout
photodétecteurfibre
Be
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 30
Sources supplémentaires de bruit
Battement Signal-ASE Battement ASE-ASE
2 24S Ase in sp eGP N B 2 2 24Ase Ase sp o eN B B
Signal Emissionspontanée
Signal
OPTIQUE
ELECTRIQUE= 42
OPTIQUE
ELECTRIQUE
GPinBo
Emission spontanée
Nsp
Bo/2
* GPin Nsp
Bo
Emission spontanée
Nsp
Emission
spontanée
Bo
BeBe
= 42 * NspNspBo
sp spRappel N G h n: ( 1)
o
o
Bo
o 1 o 2
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 31
Pré-amplification optique : sensibilité du récepteur
Si le gain de l ’amplificateur optique est suffisant :
2 2 2th S Ase Ase Aseet
1/ 22 2
2'
S Ase Ase Ase Ase Ase
G Pd où Q
Sensibilité du récepteur
2
2o
e
BFN Q Q
B
0
100
200
300
400
500
1 10Ph
oton
s/bi
t100 1000
F = 6 dB
4 dB
Bo/Rb
5 dB
3 dB
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 32
Systèmes optiques amplifiés (1)
Amplificateur
, , 1
(2 )
2 1
ASE
out i i out i i sp o
P polarisations
P G LP G n h B
Le S/B se dégrade avec le nombre d’amplificateurs
…
Chaine d’amplificateurs
ASE
GPin
Pout
Modélisation d’un amplificateur
Puissance de sortie constante (fonction de puissance de pompe)
auto-contrôle automatique du gain
ASEN ampli = N ASE1 ampli
Puissance signal diminuée (GL < 1)
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 33
Systèmes optiques amplifiés (2)
Accumulation de l’ASE
/
S Ase sp eS Ase Ase Ase Ase Ase
G PG P G PQ ~ Q
N B1 22 2
2 2
2
1 amplificateur :
N amplificateurs :
ASE sp oP G h n B2( 1)
ASE sp onm
ASE nmopre amplificateur
ASE accumulée
GPP G h n B
BOSNR B0.1
0.1
2( 1)*
0.1 0.1
2*sp elec
nm nm
PQ
Pn h B
OSNR B
2 zones de fonctionnement
0.1 0.10.1 0.1
** nm nm
nm nm plancherelec
OSNR BP OSNR B Q
B
0.1 0.1
1*
2nm nmsp elec
PP OSNR B Q
n h B
Zone linéaire
Plancher d’erreur
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 34
Systèmes optiques amplifiés (3)
0.1 0.1
1*
12
*sp elecnm nm
r PQ
r Pn h B
OSNR B
S Ase S Ase
G P G PQ ~
(' ') (' ')1 0
1 0
-45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -51E-19
1E-16
1E-13
1E-10
1E-7
1E-4
Belec
= 6.5 dBT
Ex = 15 dB
TE
B
Input power (dB)
OSNR = 15 dB OSNR = 18 dB OSNR = 20 dB OSNR = 25 dB OSNR = 30 dB
Rapport S/N requis en extrémité
-45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -51E-19
1E-16
1E-13
1E-10
1E-7
1E-4
TEx
= 15 dBOSNR = 18 dB
TE
B
Belec
= 6.5 GHz B
elec = 7.5 GHz
Belec
= 10 GHz
-45 -40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -51E-19
1E-16
1E-13
1E-10
1E-7
1E-4
Belec
= 6.5 dBOSNR = 18 dB
TE
B
Input power (dBm)
TEx
= 10 dB T
Ex = 15 dB
TEx
= 20 dB T
Ex = 25 dB
TEx
= 30 dB
(Influence du taux d’extinction)
10 Gb/s : OSNR0.1nm = 18-21 dB
40 Gb/s : OSNR0.1nm = 25-28 dBInfluence TEx & Belec
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 35
Système optiques amplifiés (4)
. nm outà dB nbred ' ampliG en dBFonction du débit
OSNR (endB) P (endBm) SpanLoss NF log(N )0 15 6
10 58
0 1 2 3 4 5 610
15
20
25
30
OSNR10 Gb/S
Pout
= 0dBm, NF = 5dB, loss = 0.2 dB/km
OS
NR
(dB
)
Distance (Mm)
Perte/tronçon 13 dB Perte/tronçon 18 dB Perte/tronçon 23 dB Perte/tronçon 28 dB Perte/tronçon 33 dB
out
. nmsp . nm
POSNR
N(G )h n B0 10 12 1
10 100-20
-10
0
10
20
Po
ut (
dBm
)
Tronçon de fibre (Km)
1000 Km 10000 Km
La dégradation de OSNR est une fonction de pertes/tronçon 10 Gb/s / 1000 Km : pas 100 km10 Gb/s / 10000 Km : pas < 50 km
OSNR = 20 dB
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 36
Amplificateur à fibre dopée Erbium
Niveaux d’énergiede l’ion Erbium
Architecture
L’absorption d’un photon de pompe permet la transition entre les états d’énergie E1 E3
Transition rapide E3 E2
Population E2 > population E1 (inversion) émission stimulée
Gain = 20-30 dB
Pout = 13 – 23 dBm
Bande de gain• 1530-1562 nm (bande C)• 1530-1605 nm (bande L)
Transition rapide
Pompage980 & 1480 nm
EmissionStimulée1550 nm
E3
E2
E1
mux mux
Fibre dopée Er5-15 m
PinPout
Diode de pompe(50 – 350 mW)
Diode de pompe(50 – 350 mW)
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 37
Amplificateur à fibre dopée Er3+
ka e
k k
N N P NN N
t t h A2 1 2
1 221
1500 1550 16000,0
0,2
0,4
0,6
0,8
Se
ctio
ns
eff
ica
ces
(* 1
0-24 )
Longueur d'onde (nm)
Absorption Emission
a et e : sections efficaces d’absorption/émission
Evolution des populations
e a
a e a Er
g N N
soit g N N
2 1
2
Gain par unité de longueur
La courbe de gain est dépendante de l’inversion de population n2 = N2/NEr
1500 1550 1600
inversion de population
gain > 1
gain < 1
1
ga
in (
u.a
.)
Longueur d'onde (nm)
0 % 20 % 40 % 60 % 80 % 100 %
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 38
• Pré-égalisation
• Fibre dopée à verre fluoré EDFA
• Filtre-égaliseur passif
Amplification Erbium en régime WDM
1520 1530 1540 1550 1560 1570 1580-30
-25
-20
-15
-10
-5
0
5
10
15
1 ampli 5 ampli
G = 2.5 dB
1529-1562 nm
Ga
in f
luct
ua
tion
(d
B)
Longueur d'onde (nm)
Non-uniformité de la courbe de gaindes amplificateur EDFA
Solutions :
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 39
Techniques d’égalisation de gain
Pré-égalisation des signaux
Egalisation du gain de l’amplificateur
Mux
Input
Pompe
Mux
Output
Pompe PompePompe
Mux Mux
Techniques : réseaux photo-inscrits, films diélectriques, …
Atténuation : 1 à 10 dB en fonction de la longueur d’onde et de l’architecture de
l’EDFANFtotal = NF1 + NF2 /(G1 . T) ~ NF1 si G1T >> 1
Entrée Sortie de chaîne d’EDFA
Sans pré-égalisation
Avec pré-égalisation
Nbre d’EDFA et bande de gain réduits
1530 1540 1550 1560-6
-4
-2
0Transmission
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 40
Multiplexage en longueur d’onde
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 41
Plan de fréquence
EDFABan
de C
EDFABan
de L
Spectre d’absorptioncyanure d’hydrogène (H13C14N)
Système de stabilisation d’une source laser(laser DFB, laser à cavité externe)
Longueur d’ondede référence
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 42
Technologies de multiplexage
Exemple : Multiplexeur 40 canaux, 100 GHz
Caractéristiques typiques
- Espacements: 25 (?), 50, 100 & 200 GHz
- Nbr de canaux variables : 100GHz / 8 à 80 Ch
- Gabarit de filtre : flat-top ou gaussien
- pertes d’insertion : 2-3 dB
- PDL < 0.2 dB
- Pas de dépendance à la température
Kylia 100GHz spacing < 18 ch. < 45 ch.
Insertion loss < 2.5 dB < 3 dB
PDL < 0.1 dB < 0.2 dB
IL uniformity < 0.3 dB < 0.7 dB
Adjacent X-talk > 33 dB
Cumulative X-talk > 30 dB
Channel width@-1dB > 14 GHz
Channel width@-3dB > 24 GHZ
PMD < 0.2 ps
Chromatic dispersion ±10 ps/nm
Operating °C range -5 to 70 °C
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 43
Familles de systèmes optique
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 44
Familles de systèmes
Fenêtre I (0.85 µm) Fibre multimode (2.5 dB/km) / Laser FP AsGa
Fenêtre II (1.3 µm) Fibre monomode (0.5 dB/km) / Laser FP InP minimum de dispersion chromatique
Fenêtre III (1.55 µm) Fibre monomode (0.2 dB/km) / Laser DFB minimum d’atténuation, amplification optique
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 45
Fibre multimode dispersion intermodale
• Saut d’indice BL = c/(2n1) = 10-2 BL = 10 Mb/s * km
• Gradient d’indice BL = 2c/(n1) = 10-2 BL = 1 Gb/s * km
Fibre monomode dispersion chromatique f = D L
E = m(t) . exp(jot + (t)) Sopt(f)= Slaser(f) Sm(f)
• Laser FP : Slaser >> Sm (spectre d’émission Slaser ~2-4 nm)
BL < (4D )-1
D = 1 ps/nm/km, = 2 nm BL = 125 Gb/s * km
• Laser DFB : Slaser << Sm (spectre d’émission Sm = Rb)
B2L < c /(4D ) (avec ~ Rb * 2/c)
D = 17 ps/nm/km, B2L = 6000 Gb2/s * km
Dispersion : limitation du produit débit*distance (1)
Critère : élargissement de l’impulsion f < Tb/4 (Rb = 1/Tb)
Tb22fbT
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 46
Dispersion : limitation du produit débit*distance (2)
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 47
Familles de systèmes
1ère génération : fibre multimode 0.85 µm R < 50 Mb/s liaisons très courtes distances
• Limitation par l’atténuation• Faible bande passante
Application : réseaux locaux ( technologies bas coût)
2ème génération : fibre monomode R < 560 Mb/s Liaisons courtes distances
• Dispersion chromatique faible à 1.3 µm• Utilisation de laser FP
Application: réseaux d’accès (< 50 km)
3ème génération : laser mono-longueur d’onde (structure DFB)
R < 2.5 Gb/s Liaison moyennes distances
• Dispersion chromatique élevée à 1.55 µm• Modulation directe de laser DFB
Application: réseaux métropolitains (< 150 km)
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 48
Minimisation de la dispersion chromatique
La distance maximale transmissible d’une liaison amplifiéeest limitée par la dispersion chromatique de la fibre.
Utilisation de fibres à dispersion décalées :• Dguide et Dmatériau sont de signe opposé
• La dispersion guide est déterminée par le profil d’indice du cœur
La dispersion guide est « exacerbée » dispersion totale faible
1.55 µm
SMF 17 ps/nm/km
DSF < 0.1 ps/nm/kmNZ-DSF 4-8 ps/nm/km
DCF ~ -100 ps/nm/km
4ème génération : systèmes mono-amplification en ligne, fibre DSF) Systèmes trans-océaniques 5 Gb/s > 10 000 km
1200 1300 1400 1500 1600 1700-10
-5
0
5
10
15
20
D (
ps/n
m/k
m)
Longueur d'onde (nm)
Fibre standard Fibre DSF Fibre NZ-DSF
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 49
Systèmes WDM à gestion de dispersion
Suppression de la dispersion accumulée
D L + Dcomp*Lcomp = 0
Fibre de ligne Fibre de compensation
5ème génération : systèmes WDM longue distance
Limitation : bruits des EDFAs, effets non-linéaires (interaction NL entre canauxPerformances : 1000 à >10000 km en fonction du pas d’amplification
50 – 100 km
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 50
Réseaux tout optiques
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 51
Réseaux tout optiques
Global Network
Wide Area Network
Metropolitan/Regional Area Optical Network
Corporate/Enterprise Clients
Cable modemNetworks
Client/Access Networks
FTTHMobile
SDH/SONET
ATM
PSTN/IP
ISPGigabit Ethernet
Cable
FTTB
ATM
< 10000 km< 10 Tbit/s
< 100 km< 1 Tbit/s
< 20 km100M - 10 Gbit/s
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 52
1
Commutateur tout optique
-Demux - Mux
1
N
1
N
1
1 1
M M
M M
Management,Signaling
OXC Controller
OpticalSwitchMatrix
NM×NM(MEMS)
Tunable wavelength converter
Technology
• Multiplexeurs/Demultiplexeurs adressage mono-
• Commutateurs spatiaux routage fibre m vers fibre m
• Convertisseurs en matrice sans blocage
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 53
Perspectives
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 54
Les communications optiques « tirées » par les évolutions technologiques
• Fibres
• optical amplifiers
• sources WDM
• Filière d’optique intégrée pour dispositifs HD-WDM
• Brasseurs WDM
• Systèmes point-à-points
• Transmission mono- > 10000 km
• Systèmes WDM
• Systèmes HD-WDM anneaux WDM, …
• Brasseurs WDM
Yves JAOUEN, Formation TNTA, page 55
Accroissement de la bande spectrale
Rayleigh
CurvatureFIBRE
AMPLIFIERS
XS band S+ band S band C band L band L+ band
EDF(F)A
EDFA + gain equalizing filter
EDF(F)A + gain equalizing filter + Raman amplification
Telluride EDFA
RAMAN
30nm 40nm
47nm52nm
75nm
76nm
80nm
SOAs achievable range
Multi-pump Raman achievable range
P(praseodymium)DFA
36nm38nmTm(thullium)DFA Multi-pump RAMAN
22nm 36nm
After Nakagawa : ref.1 1390 nm
-OH
Ref.2
1250 1350 1450 1490 1530 1570 1610 1650
EDFA
} }