Réalisation d'un convertisseur de formats de modulation tout-fibre destiné aux télécommunications à très haut-débit

par Guillaume Ducournau

Thèse de doctorat en Physique

Sous la direction de Mohamed Kétata.

Soutenue en 2005

à Rouen .


  • Résumé

    Les télécommunications optiques, en plein essor depuis plus de 20 ans, sont arrivées à un virage technologique. Tous les liens optiques commerciaux installés aujourd'hui utilisent la modulation de lumière la plus simple OOK (On Off Keying), et aussi la plus facile à mettre en place. Ce type de modulation a permis depuis ses débuts et jusque dans la fin des années 90 à transmettre de plus en plus vite les informations. Pour encore augmenter la vitesse de l'information, on doit nécessairement monter en débit binaire, en puissance, en nombre de canaux. Le problème est que ces améliorations ne sont plus possibles avec la OOK, des effets physiques s'y opposant. A l'heure où les besoins en capacité de transport, elles, n'ont pas de limites, une solution est de changer le type de modulation de lumière utilisé, afin de repousser encore un peu plus loin les limites physiques de la transmission. Les formats de modulation DPSK, DQPSK et PSBT sont de très bons candidats mais nécessitent d'ajouter dans les systèmes de réception ou d'émission des composants optiques de démodulation: les interféromètres de Mach-Zehnder (MZI). Ces composants ont donc un avenir prometteur dans les futurs liens de communication optiques. Aujourd'hui, la fabrication de ce type de composant repose sur la connaissance précise de son fonctionnement et des paramètres caractéristiques s'y rapportant. La fabrication des MZIs nécessite aussi de connaître les caractéristiques minimales à garantir pour que le composant soit viable dans un système de transmission entier, une stabilisation thermique poussée étant aussi un élément incontournable. Cette thèse tente donc de répondre à ces problématiques, en confirmant d'abord les performances supérieures de la DPSK par rapport à la OOK. Ensuite, les structures MZIs et leur fabrication sont étudiées pour d'une part obtenir par simulation l'ordre de grandeur des performances requises, et d'autre part pour établir un protocole de fabrication adapté. Plusieurs structures MZIs ont été fabriquées, caractérisées et testées sur un système de transmission PSBT 43 Gbit/s, donnant des résultats très prometteurs.


  • Résumé

    Optical communications have grown very fast over the past 20 years, and are now faced with a technology gap. The modulation format On Off Keying (OOK) is the simplest to implement and so is the most of used in commercial links. This modulation format can provide high speed transmissions. In order to develop faster transmissions, bit rate, channel power and channel number must be increased. The physical effects associated with OOK mean that such increases can no longer be obtained with OOK. But there is a continuing need for increased transmission capacity and so one solution to push back physical limits is to use new modulation formats. DPSK, DQPSK and PSBT formats can be efficient solutions, but they require new optical components (Mach Zehnder Interferometers, MZI), located in reception or emission devices. Therefore, MZIs have a promising future in optical communication systems. MZI manufacture requires a precise knowledge of their behaviour and characteristics. In order to obtain operational devices, tolerance levels must be determined and considered during the fabrication process. A highly accurate thermal stabilisation must also be contained in the device so that it can be used efficiently. This PhD thesis tries to answer these questions, first with a confirmation of the superior performances of the DPSK compared to OOK. Then, MZI structures and their fabrication are studied, and some computer simulations give numerical values for the required performances of the MZI components. Several MZI structures have been produced, characterized and tested in a real PSBT 43 Gbit/s transmission system, with promising results.

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Informations

  • Détails : 204p.
  • Notes : Publication autorisée par le jury
  • Annexes : Bibliogr. 61 réf.

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  • Bibliothèque : Université de Rouen. Service commun de la documentation. Section sciences site Madrillet.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 05/ROUE/S017
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