Transpondeurs temps-réel flexibles pour les télécommunications optiques et virtualisés

Real-time flexible and virtualized transponders for optical telecommunications

• Auteur / Autrice : Alexandre Gouin
• Direction : Fabienne Uzel-Nouvel, Patricia Layec
• Type : Thèse de doctorat
• Discipline(s) : Télécommunications
• Date : Soutenance le 31/05/2022
• Etablissement(s) : Rennes, INSA
• Ecole(s) doctorale(s) : École doctorale Mathématiques et sciences et technologies de l'information et de la communication (Rennes)
• Partenaire(s) de recherche : Entreprise : Nokia Bell Labs France (Nozay, Essonne ; 2005-....)
• Partenaire(s) de recherche : Laboratoire : Institut d'Électronique et de Télécommunications (Rennes)
• Jury : Président / Présidente : Christelle Aupetit-Berthelemot
• Jury : Examinateurs / Examinatrices : Fabienne Uzel-Nouvel, Patricia Layec, Christelle Aupetit-Berthelemot, Olivier Romain, Cédric Ware, Matthieu Gautier, Angélique Rissons, Jean-Christophe Prévotet
• Jury : Rapporteurs / Rapporteuses : Olivier Romain, Cédric Ware

Mots clés

Mots clés contrôlés

Réseaux neuronaux (informatique)

Temps réel (informatique)

Télécommunications optiques

Mots clés libres

Transpondeur optique

Temps-réel

Flexibilité

Monitoring

Optical transponder

Real time

Flexibility

Monitoring

Résumé

Les réseaux de transport optique subissent énormément de pression pour satisfaire les besoins croissants en capacité et en réduction de latence. Ces dernières années, l'adoption des concepts de flexibilité et de virtualisation a permis d'augmenter le débit et la réactivité du réseau. Dans ce manuscrit, nous nous concentrons sur le transpondeur optique. Les développements récents ont rendu cet équipement flexible et virtualisable, mais les reconfigurations forcent la mise en arrêt temporaire du transpondeur et demeurent encore rares. L'hyper concentration des prises de décision dans le plan de contrôle centralisé réduit aussi la réactivité du réseau en cas de dégradation du lien optique. Tout d'abord nous présentons un protocole d'auto-négociation pour transpondeur optique qui permet des changements de paramètres rapides et synchronisés. Intégré avec un transpondeur commercial et une solution de monitoring et de prise de décision embarquée, nous avons validé notre solution face à un plan de contrôle centralisé dans un banc de test réseau. Ensuite nous présentons ne solution de monitoring embarqué employant un réseau de neurones pour le plan de données optiques. Nous permettons avec notre solution de reconfigurer le poids des neurones et nous pensons que cette solution peut permettre des détection et résolutions de dégradation plus intelligentes et mettre a disposition du plan de contrôle des ressources computationnelles pour accélérer la prise de décision dans l'entièreté du réseau.

Optical transport networks are under a lot of pressure to satisfy the demands in capacity and in reduction of latency. The adoption of flexibility and virtualization concepts in recent years has helped increase the overall throughput and the reactivity of the network. In this manuscript, we focus on the optical transponder. Efforts have been made to make the device more flexible and virtualized, but reconfigurations of the hardware provoke interruptions of service and are still rare overall. Overcentralization of the decision making hinders the reactivity in case of a degradation in the optical link. Firstly, we provide in this thesis work an auto-negotiation protocol for optical transponders that allows for fast synchronous change of parameters. Integrated with a commercial transponder and an embedded monitoring and decision-making solution we have validated our solution against a centralized control plane in a network testbed. Secondly, we provide a neural network solution for embedded monitoring in the optical data plane. By allowing for a reconfiguration of the neurons weights of the network we believe that this solution can allow smarter fault detection and reconfigurations in the data plane and provide computational resources for the optical control plane for remote monitoring which would accelerate decision making for the whole network.