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Chapitre 1 I.1. Introduction Les réseaux d’accès optique permettent aux utilisa

Chapitre 1 I.1. Introduction Les réseaux d’accès optique permettent aux utilisateurs d’accéder aux réseaux des données avec un très haut débit. En effet, la fibre optique, le meilleur support de transmission en termes de : bande de passante et perte, a permis d’améliorer la qualité de la transmission sur de longues distances. Dans ce chapitre nous étudions les réseaux d’accès optiques, ses principaux constituants, . [] references I.2.1 présentation des réseaux d’accès optiques Le réseau d’accès optique est souvent constitué par une partie en fibre optique suivie d’une partie en conducteur métallique qui va jusqu’au terminal de l’abonné. Ce réseau assure l'accès au réseau téléphonique public pour les applications vocales, comme il permet l'accès aux applications de transfert de données (voix et vidéo) grâce à l'emploi des techniques numériques. On distingue les techniques FTTx (Fiber To The x) qui consistent à amener la fibre optique au plus près de l'utilisateur afin d'augmenter la qualité de service en particulier le débit. I.2.2 La technologie PON (Point à Multipoint/P2M) I.2.2.1 Présentation d’un réseau PON Le réseau PON (Passive Optical Network) se traduit par « réseau d'accès optique passif». L'appellation "Passive" vient du fait que l’on n’utilise que des équipements passifs dans l’infrastructure du réseau d’accès. L'élément clé de l'architecture est un coupleur optique passif. L’architecture d’un réseau PON est illustrée par la figure 1.1 Figure 1.1 réseau d’accès PON. Aujourd'hui, dans le réseau d'accès optique, le PON est la solution la plus rentable si on veut déployer la fibre à la maison. [1] I.2.2. Les composants d’un réseau PON : Réseau optique passif PON est constitué quatre éléments essentiels (voir figure 1.1) : OLT (Optical Line Terminal, ou Terminaison de Ligne Optique) la fibre optique le coupleur ONU (Optical Network Unit ou Unité de réseau optique) I.2.4.2 OLT (Optical Line Terminal): 1.2.1.1. Présentation L’OLT (voir figure 1.2) est l’équipement maitre pour les clients connectés au réseau d’accès. Un serveur de collecte permet de distribuer des services tel que : l’internet, la téléphonie et la vidéo. Cet équipement est placé au central des prestataires de services numériques. Il envoie et reçoit des signaux lumineux porteurs des données, et il assure les fonctionnalités suivantes : La coordination de multiplexage entre les différentes unités ONUs (Optical Network Unit). Le contrôle de la bande passante. Le contrôle de flux et des VLANs. 1.2.1.1. Constituants L’OLT est composé principalement de : a) Modulateur optique : permet de moduler le signal électrique en signal électrique. On distingue deux différents types de modulateurs optiques : Modulateur optique interne (directe) : il s’agit du LASER (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation). Ce composant est un semi-conducteur, qui module directement le signal électrique en signal optique. Il est utilisé pour des débits inférieurs à 10 Gbit/s Modulateur optique externe (indirecte) : module indirectement le signal électrique en optique. Il est utilisé pour des débits supérieurs à 10 Gbits/s au détriment d’un coût plus élevé. b) Récepteur optique : constitué de : Un module photodiode : permet de convertir le signal optique en signal électrique Un module d’aide à la décision pour adapter le seuil de la photodiode en fonction des paquets de données reçues. [2] Figure II.2. Optical line terminal. 1.2.4 La fibre optique 1.2.4.1. Définition La fibre optique est un guide d’onde cylindrique qui conduit la lumière entre deux points distants. Il existe deux catégories de fibre optique : la monomode et la multimode. Dans notre mémoire Nous étudions que la fibre monomode puisque le système WDM fonctionne qu’avec celle-ci. La fibre monomode véhicule seulement le mode fondamental d’où l’intérêt de diminuer la dispersion modale propre à la fibre multimodale, et par conséquent, augmenter la distance de transmission. En effet, ce phénomène engendre un étalement de spectre du signal optique d’autant que sa longueur augmente. 1.2.4.2. Caractéristiques La fibre optique monomodale est avantageusement connue par son importante bande passante et son faible affaiblissement avoisinant le 0,2 db/Km voir 0,15 db/Km []. Cependant, on distingue d’autres phénomènes propres à celles-ci qui affectent la qualité de la transmission à savoir : Effets linéaires : Dispersion chromatique : se traduit par un étalement de spectre et peut être diminuée par l’utilisation d’un compensateur de dispersion ou d’une fibre à dispersion décalée. PMD (Polarisation mode dispersion) : les imperfections de fabrication entrainent un changement de polarisation. Ce phénomène est remarqué dans les grandes distances. L’atténuation : très petite par rapport à celle de cuivres. Des amplificateurs optiques sont utilisés pour augmenter la puissance signal optique affaiblit. Effet non linéaire : Effet Kerr : apparaît lorsque l’intensité du signal devient si importante, qu’elle peut modifier significativement l’indice de réfraction n de la fibre. L’effet Brillouin  L’effet Raman 1. 2.5 Coupleur optique : Un coupleur optique est un composant passif, qui divise une puissance optique apportée, par une fibre, sur son entrée sur plusieurs fibres optiques sur sa sorties. Un composant est dit passif, si son fonctionnement est constant dans le temps, et ne nécessite pas de signal (électrique ou optique) de commande. [2] Figure II.3. Coupleur optique. 1.2.6 ONU (Optical Network Unit) : L’unité optique du réseau (ONU) est installée au niveau de l’abonné, et est constituée essentiellement d’un récepteur optique et d’un modulateur optique. Ils assurent les mêmes fonctions des composants de l’OLT [2] Figure II.1. Optical network terminal. 1.2. la technologie PON : Principe de fonctionnement d'un réseau PON Un réseau PON comporte un nœud de raccordement optique (NRO), sur lequel sont connectées des sources multiples de services (vidéo, Internet et téléphonie classique). Ce NRO est interconnecté, via la fibre optique, aux utilisateurs finals. Figure 1.5 Principe de fonction de la technologie PON a-sens descendant Dans le sens descendant ,illustré pqr lq figure 1.5, chaque abonné ne reçoit que les informations dont elles lui sont destinées. Tous les ONT reçoivent l’ensemble des données mais seul l’ONT concerné les retransmet dans le réseau interne de l’abonné. Figure 1.4 Architecture du sens descendant b- Sens montant Les ONTs utilisent la même longueur d’onde pour émettre les données. Dans le cas où les signaux émis par deux ONT parviennent simultanément au coupleur, ils seront mélangés et l’OLT ne pourra pas les dissocier. Pour remédier à ce problème, un partage de temps s’impose. Il s’agit de la technique TDM (Time Division Multiplexing) L’OLT attribue un intervalle de temps (quelques micro-secondes) à chaque abonné et à tour de rôle. Dans cet intervalle de temps un seul ONT est autorisé à émettre (figure 1.4). l’OLT attribuera du temps supplémentaires pour les ONTs qui désirent émettre d’avantages, et il le réduira pour ceux qui l’exploite peu .[4] Figure 1.5 Architecture du sens montant 1.2.2. Les différents types de PON : ils existe plusieurs différents types d’architecture basé sur la technologie PON, à savoir : le FTTH ( Fiber To The Home); le FTTB ( Fiber To The Building) et FTTC ( Fiber To The Cabinet). 1.2.2.2 FTTB (Fiber to the Building) FTTB (fibre to the building), la fibre va au pied de l'immeuble, soit dans un local technique, Dans une armoire ou un conduit sur le palier. Elle est généralement partagée entre plusieurs abonnés. Les câbles de cuivres entre le répartiteur et PC (point de concentration) seront remplacés par des câbles de fibres optiques pour augmenter la bande passante et la portée (voir figure 1.7). [5] Figure 1 Structure d'un réseau FTTB. 1.2.2.3 FTTC (Fiber to the Curb /fiber to the Cabinet) La terminaison du réseau optique est localisée soit dans une chambre souterraine, soit dans une armoire sur la voie publique (sous répartiteur), soit dans un centre de télécommunication, soit sur un poteau. Dans le cas où la fibre arrive jusqu’au trottoir, on appelle cette configuration Fiber to the Curb (FTTC), et si elle arrive jusqu’au sous répartiteur, on l’appelle Fiber to the Cabinet (FTTCab).(Figure 1.8)[5] Figure 2 Structure d'un réseau FTTC. 1.2.2.1. FTTH (Fiber to the Home) La fibre optique est déployée de bout en bout du réseau, jusqu'au domicile de l’usager. C'est la technologie la plus intéressante en termes de débit pour l'abonné mais la plus onéreuse en termes de coût de déploiement pour l'opérateur. La fibre optique va donc jusqu’au domicile ou au bureau (débit jusqu’à 1Gbits/s). Cette configuration est appelée FTTH ou FTTO, la figure 1.5. Représente les différents composants d’un réseau FTTH/FTTO. [5] Figure 3 Structure d'un réseau FTTH. 1.3 Limitations de coupleur dans les réseaux GPON : la limite en vitesse de l'électronique posera problème, notamment les récepteurs en mode rafale (burst). Le multiplexage en longueur d’onde WDM PON rencontre des limites au niveau de la synchronisation et des modules de réceptions à l'OLT. Débit limité inférieur à 2,5 Gbits/s La sécurité des données n’est pas assurée. Le nombre des abonnés est limité [6] 1.4. Conclusion : Le WDM-PON pourrait être considéré comme une solution attractive uniquement pour un débit inférieur ou égal à 2,5 Gbits/s. Cependant l’évolution rapide des TIC et particulièrement le déploiement d’internet des objets et la virtualisation des ressources informatiques nécessitent des débits plus importants. La technologie WDM a permis d’augmenter le débit des réseaux de transmission uploads/Ingenierie_Lourd/ ch1-2.pdf