Study of the potentialities of multicarrier modulation techniques for future WDM and TDM passive optical access networks

Abstract

Malgré son succès dans le domaine des radio-fréquences, l OFDM n a que récemment commencé à attirer l attention de la communauté optique grâce à une remarquable évolution de l électronique et aux demandes de débit de plus en plus élévées dans les réseaux d accès. OFDM apparaît comme un très fort candidat pour fournir la flexibilité tant attendue dans les réseaux d accès optiques "rigides" d aujourd hui ayant aussi le potentiel de permettre une évolution vers des débits, portées et nombre d abonnés plus élévés. Dans cette thèse, nous nous concentrons sur une approche de modulation en intensité et détection directe (IMDD) qui permet de conserver la simplicité sur le plan optique en transférant la complexité de la transmission au domaine du traitement numérique du signal. Ce travail se base sur deux axes principaux. Dans le premier, nous étudions l influence de la réponse fréquentielle du canal, caracterisée par l interaction entre la dispersion chromatique de la fibre optique et la modulation parasite en phase provenant de la source optique et les moyens d optimiser le débit du système avec des algorithmes d allocation de puissance et modulation. Deuxièmement, nous évaluons l approche IMDD OFDM sous différentes architectures et techniques de partage des ressources du réseau entre les abonnées, à savoir les multiplexages en temps, longueur d onde et fréquence.Despite its success in radio-frequency applications, OFDM has only recently started to draw the attention of the optical community owing principally to the outstanding advancements in electronics and the increasing demands in terms of bit-rates in the last miles of the network. OFDM appears as one possible solution to cost-effectively provide the long-awaited flexibility that lacks on today s somewhat "rigid" passive optical networks (PON). It may also allow their evolution towards higher bit-rates, longer transmission distances and increased number of subscribers per PON tree. Here, we focus on the IMDD approach, which can manage to keep the simplicity and cost-effectiveness at the optical plane by transferring the "hard work" to the digital signal processing domain. We focus this work on two main axes. In the first one, we study the influence of the dispersive IMDD channel frequency response characterized by the interplay between fiber chromatic dispersion and the parasite phase modulation of the light source (chirp) and the ways of optimizing the system s throughput by means of bit and power loading algorithms. Secondly, we evaluate the IMDD OFDM approach under different architectures. Those architectures characterize distinct solutions to share the network ressources between the subscribers, namely time, wavelength and frequency multiplexing.LIMOGES-BU Sciences (870852109) / SudocSudocFranceF