Modelisation des systemes de communications optiques a haut debit (10 gb/s)

par ROELAND JOHANNES NUYTS

Thèse de doctorat en Sciences appliquées

Sous la direction de Philippe Gallion.

Soutenue en 1997

à l'ENST .

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  • Résumé

    Cette these presente des resultats theoriques et experimentaux concernant l'influence de l'effet kerr non-lineaire, de la dispersion chromatique et de l'attenuation des fibres optiques sur les performances des systemes de communications optiques a haut debit (10gb/s) utilisant des impulsions nrz (non-retour a zero). Apres un premier chapitre d'introduction, le deuxieme chapitre presente des resultats relatifs a la compensation de la dispersion chromatique par des fibres a dispersion negatives (dcfs, dispersion compensating fibers) dans un systeme de transmission sans repeteur fonctionnant a 10gb/s. Une description complete des performances du systeme comprenant l'auto-modulation de phase non-lineaire (spm, self-phase modulation) dans les fibres de transmission et les fibres de compensation est presentee. La compensation optimale de dispersion d'une fibre monomode standard (smf, single mode fiber) de 120 km est analysee en utilisant une nouvelle methode de presentation de la marge du diagramme de l'oeil (eye position method). Cette methode presente les performances du systeme plus clairement que la methode conventionnelle de l'ouverture du diagramme de l'oeil. Il est demontre que les meilleures performances du systeme sont obtenues lorsque la dispersion est compensee en extremite de ligne, avant le recepteur. En general, la dispersion de la fibre de transmission doit etre partiellement compensee avant de prendre en compte l'effet de l'auto-modulation de phase dans la fibre compensation. Cet effet peut etre utilise pour ameliorer les performances du systeme, c'est-a-dire de reduire le taux de compensation necessaire pour un taux de l'interference entre-symboles (isi inter symbol interference) donne. Cela conduit a une amelioration des performances du systeme. Le troisieme chapitre decrit les resultats theoriques et experimentaux relatifs a la compensation de dispersion optimale d'un systeme de transmission utilisant des fibres standards et des repeteurs fonctionnant a 10gb/s. Dans le cas d'une liaison de deux et trois troncons de fibre de transmission (240 km et 360 km, respectivement), il est preferable de surcompenser au premier troncon car le signal general presente ainsi une faible sensibilite aux non-linearites dont il resulte une marge de diagramme de l'oeil au niveau de recepteur plus grande. Il est montre qu'une marge de diagramme de l'oeil acceptable (et meme plus faible que dans le cas precedent) peut etre obtenue lorsque la compensation de dispersion de chaque repeteur est identique, ce qui est interessant d'un point de vue pratique. La non-reciprocite des effets non-lineaires de la fibre est aussi demontree. Le quatrieme chapitre presente des resultats theoriques sur l'influence du debit binaire et de la bande passante du recepteur sur la marge du diagramme de l'oeil pour un systeme de transmission a 10gb/s utilisant des impulsions nrz (non-retour a zero). Pour separer les influences du circuit electrique, des non-linearites, de la dispersion de la fibre de transmission, et des bruits dus a l'emission spontanee amplifiee des amplificateurs dopes a erbium (edfas, erbium doped fiber amplifiers) et enfin, la marge du diagramme de l'oeil electrique est calculee dans les trois cas suivants : 1) absence de fibre de transmission (back-to-back), 2) un systeme de transmission de 120 km de long, et enfin 3) pour un systeme de transmission transoceanique, 4140 km de long, employant 61 amplificateurs. Les resultats montrent que (dans ces cas) la bande passante optimale du recepteur est egale au debit binaire (10ghz).


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  • Détails : 116 P.
  • Annexes : 48 REF.

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