Dispersion uncompensated IM/DD transmissions of 12GHz-wide multi-band OFDM over 100km with a D-EML

International audienceGeneration of optical SSB signals by a D-EML is extended to its whole bandwidth. In an SSB context, 12GHz multi-band OFDM signal is transmitted through 100km intensity modulation/direct detection dispersive channel without frequency fading

Subsystems for future access networks

Current evolution and tendencies of Telecom Networks in general and more specifically optical Metro and Access Networks and their convergence are reported. Based on this evolution, a set of research lines are foreseen regarding subsystems and devices as: high speed optical sources, modulators and receivers, for the next generation of Passive Optical Networks. The ICT project EURO-FOS is achieving European level cooperative research among academia and industry, enabling future telecommunication networks

Caractérisation des circuits intégrés micro-onde à base d'Arséniure de Gallium par sondage électro-optique utilisant un faisceau laser continu

PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Etudes des solutions d'accès optique exploitant une extension de portée

Dans le but d'optimiser le déploiement du réseau fibré, cette thèse a pour objectif d'étudier les solutions d'extension de portée du réseau d'accès optique. Le premier chapitre décrit le contexte du réseau d'accès dans lequel s'inscrit cette thématique. Le fonctionnement des systèmes GPON (Gigabit Passive Optical Network) déployés aujourd'hui pour amener la fibre jusqu'à la maison (FTTH : Fibre To The Home) est détaillé ainsi que les nouvelles générations de PON (NGPON : Next Generation PON). Ces dernières promettent de nouvelles architectures à plus ou moins long terme (NGPON1 et NGPON 2), dont l'objectif commun est la montée en débit. Le principe d'extension de portée est également introduit par la description des travaux de normalisation pour lesquels l'insertion d'Extender Box est proposée pour le réseau d'accès optique. Le deuxième chapitre présente différentes solutions d'extension du budget optique de systèmes GPON. Les résultats d'évaluation technique d'Extender Box, à base d'amplification optique ou de régénération Optique-Electrique-Optique, sont présentés suivant plusieurs configurations. De plus, des études technico-économiques et énergétiques sur la réduction du nombre de centraux optiques montrent l'importance de la mutualisation des fibres inter-centraux. Dans ce contexte, des Extender Box intégrant des fonctions de multiplexage en longueur d'onde ou de duplication de port PON sont proposées. Enfin, le troisième chapitre traite de l'extension de portée de systèmes NGPON. L'amplification optique est mise en place sur des systèmes de future génération et dont la normalisation est en cours : 10GPON, WDM PON, et OFDM PON. Le comportement de SOA et d'EDFA est étudié sur des plateformes de laboratoire reproduisant ces systèmes.In order to optimize the fiber network deployment, this thesis has the objective to study solutions to extend the reach of the access optical network. The first Chapter describes the optical access network context: from GPON (Gigabit Passive Optical Network) systems deployed today for FTTH (Fiber To The Home), to the Next Generation PON (NGPON) which is mainly driven by a rising bit rate as a mid or long term issue. Reach extension is also introduced in this chapter with the description of standardization works proposing the insertion of Extender Boxes in the optical access network. The second Chapter presents several solutions to extend the optical budget of a GPON system. Technical evaluations of Extender Boxes based on optical amplification or optoelectronic regeneration are made trough several configurations. Further studies regarding the economical aspect and expenditure of energy lead to other options for Extender Boxes such as wavelength multiplexing function and PON port duplicator. Finally, the third chapter deals with reach extension of NGPON systems. Optical amplification is evaluated over 10GPON, WDM PON and OFDM PON: SOA or EDFA are inserted on test platforms reproducing each type of networks.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Étude d'un régénérateur 3R optique fondé sur des dispositifs convertisseurs de longueur d'onde à base d'amplificateurs optiques à semi-conducteurs à 10 et 40 Gbit/s.

PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Etude des effets de biréfringence induite dans les amplificateurs optiques à semi-conducteurs (applications dans les systèmes de communications optiques)

PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

"Dual electroabsorption modulated laser" (étude et caractérisation d'une nouvelle source optique laser-modulateur intégrés pour les transmissions numériques à haut débit et les applications radio-sur-fibre)

This thesis is related to the physical layer of a terrestrial optical transmission system for a metropolitan network. Our first investigation deals with an optical device, the Electroabsorption Modulated Laser (EML) which is used to constitute the optical source of medium span optical link thanks to its low price, low consumption and small foot print. The work is done in collaboration with an industrial optoelectronics maker, the GIE Alcatel-Thales III-V Lab, We propose an original technique of pre-chirping obtained by modulating the laser in addition to the electro-absorption modulator (MEA). The purpose of this thesis is to develop a novel modulation scheme of the EML in order to overcome the limits set by the chromatic dispersion and nonlinear effects in the transmission fibre. The principle has been demonstrated in the literature with a separate laser and a modulator but never with an integrated device. The technique is based on a pre-compensation of the chromatic dispersion by applying a modulation to the laser of the EML and then the signal is modulated by the MEA. Within the scope of this research work, we have demonstrated experimentally the first increment of the usual distances from around 80 km upto 160 km with a monolithic component and no dispersion compensating element. Radio-over-Fiber application for optical access networks has also been explored, it is also based on an analogue dual modulation, this time tuned so as supress one modulation sideband. This modulation format can carry very high-speed IQ signals over 100 km excluding the periodic degradation of the data signal induced by chromatic dispersion obtained with double-sideband modulation.Cette étude se situe au niveau de la couche physique d'un système de transmission optique terrestre de type réseau métropolitain. Il s'agit d'y intégrer un composant, le laser modulateur intégrés (Electroabsorption Modulated Laser ou EML) du III-V Lab Alcatel-Thales, un laboratoire industriel de composants optoélectroniques. Et ceci pour en diminuer la complexité par pré-distorsion apportée par la modulation du laser. Les distances de transmission étant limités par des phénomènes physiques intrinsèques aux fibres optiques, le but est de développer un schéma de fonctionnement des EML pouvant dépasser les limites fixées par la dispersion chromatique des fibres et ses effets non-linéaires, principe qui a été démontré avec un laser et un modulateur discret mais jamais avec un composant intégré. La technique est basée sur une pré-compensation de la dispersion chromatique en appliquant une modulation sur le laser de l'EML qui génère la porteuse optique préchirpée qui est ensuite modulée par le modulateur à électro-absorption, raison du nom donné à l'EML : Dual Electroabsorption Modulated Laser ou D-EML. C'est l'axe majeur de recherche car il met en évidence le principe de la compensation de dispersion permettant d'incrémenter les distances de transmission de 80 km à 160 km pour la première fois avec un composant monolithique. Une application Radio-sur-Fibre pour les réseaux d'accès a été explorée, elle est basée sur une modulation duale analogique, permettant l'extinction d'une raie de modulation optique générant ainsi un signal à bande latérale unique Single Side Band. Ce format permet de transporter des signaux I-Q très haut-débit sur des distances de plus de 100 km.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Commutation de paquets dans les réseaux optiques transparents à partir de fonctions logiques tout-optiques

L objectif de ce travail était double: d une part la reconnaissance de label des paquets optiques en utilisant les fonctions logiques tout-optiques, et d autre part la conception et la réalisation partielle des commutateurs (optoélectronique et tout-optique) de paquet. Le commutateur optoélectronique est composé d un convertisseur de temps-longueur d ondes de 4-bit. Les bits ont été ralentis, parallélisés, puis convertis en électronique via les photo-détecteurs. Un convertisseur analogique-numérique est utilisé pour chaque bit afin de le digitaliser et de l égaliser. Les bits digitalisés du label sont traités dans un FPGA afin de produire les signaux de commande correspondant pour le commutateur. Dans le commutateur tout-optique, 3-bits du label, parallélisés via le convertisseur temps-longueur d onde, sont traités par un décodeur tout optique afin de produire 8 impulsions différentes de la commande. Ces impulsions de commandes ont servi dans huit bascules optiques afin de générer huit longueurs d ondes différentes. Ainsi, pour chaque combinaison de bits du label, une seule longueur d ondes différente est produite. De nouvelles architectures optiques permettant de réaliser les fonctions logiques à 10 Gbit/s avec l amplificateur optique à semiconducteur (SOA) sont présentées. Des fonctions logiques complexes telles que le demi-additionneur, le convertisseur temps-longueur d onde et le décodeur ont été démontrées à base de ces fonctions logiques. Les phénomènes non-linéaires dans un SOA tels que le mélange à quatre ondes, la modulation croisée de phase, la modulation croisée de la polarisation ont été utilisés pour réaliser ces portes et ces fonctions logiques.The objective of this research is twofold; first, the optical packet label recognition using all-optical logic functions and second, the design and partially implementation of optoelectronic and all-optical packet switching systems. The optoelectronic packet switch is composed of a 4-bit time-to-wavelength converter in order to slow down a 4-bit subset of the packet label. The slowed down bits are transformed in electronics via photo-detectors. Next, an analog-to-digital converter is employed for each bit to be amplified, equalized and digitized. Finally, the digitized bits are processed within a FPGA in order to provide the corresponding command signals of the optical switch. In the all-optical packet switch a 3-bit of label is parallelized via the time-to-wavelength converter and is processed through an optical decoder in order to provide 8 command pulses. These command pulses are used to drive 8 optical flip-flops (to activate 8 distinct wavelengths). Thus, for each bit combination of the label a distinct wavelength will be generated. New architectures for realization the optical logic gates at 10 Gbit/s using semiconductor optical amplifiers (SOA) are presented. Furthermore, some more advanced logic function such as half-adder, time-to-wavelength converter and decoder are demonstrated based on these logic gates. Non-linear effects in SOA such as four wave mixing, cross phase modulation, cross polarisation modulation are used for realisation these logic gates and functions.PARIS-Télécom ParisTech (751132302) / SudocSudocFranceF

Dispersion-Uncompensated Transmission of NRZ and PAM-4 Single-Sideband Signals using D-EML

International audienceThe generation of optical SSB signals using a D-EML is demonstrated for NRZ and PAM-4 modulations. Transmission at 10.7 Gb/s of NRZ signals over 100-km SSMF and at 21.4 Gb/s of PAM-4 signals over 50 km is reported