Dissertations / Theses on the topic 'Transmissions à haut débit symbole'

Les transmissions par fibre optique ont permis le développement de réseaux robustes et performants formant la base du système mondial de télécommunications. Alors que les fibres à faibles pertes et les amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA) ont ouvert la voie au multiplexage en longueur d'onde (WDM), la détection cohérente permet l'utilisation de techniques de modulation et de codage avancées et le traitement du signal numérique (DSP) est utilisé pour compenser les effets physiques de propagation. Dans cette thèse, nous nous intéressons à des solutions pour la prochaine génération de systèmes WDM à détection cohérente. Des amplificateurs optiques à semi-conducteurs (SOA) sont utilisés pour fournir une amplification ultra large bande (UWB) sur plus de 100 nm, permettant un plus large débit en comparaison aux systèmes à EDFA avec une largeur de bande inférieure à 40 nm. Nous montrons que des UWB SOA spécifiques permettent une transmission WDM à haute puissance, et nous démontrons expérimentalement des transmissions UWB WDM mettant à profit la bande passante des SOA. En particulier, nous détaillons la conception de schémas d'amplifications et la caractérisation des effets nonlinéaires spécifiques aux transmissions UWB. Par ailleurs, le développement de transmetteurs à haut débit symbole est encouragé par l'industrie afin de limiter le coût des systèmes optiques WDM, en réduisant le nombre de transmetteurs par fibre. Cette thèse étudie la capacité et les limites de transmetteurs de prochaine génération avec des débits symboles jusqu'à 100 GBd. Nous examinons l'impact du phénomène de bruit de phase augmenté par l'égalisation, une dégradation potentiellement dominante à haut débit symbole. Nous démontrons des transmissions à haut débit symbole, pour des configurations en laboratoire allant jusqu'à des distances transocéaniques, ainsi que dans un essai terrain conduit sur un réseau commercial. En utilisant la mise en forme probabiliste de constellation et des codes correcteurs d'erreur performants, nous mettons en évidence la flexibilité permise par les transmetteurs à haut débit symbole pour répondre aux différents scénarios de transmission qui composent le coeur du réseau des communications Internet
Optical fiber transmissions have enabled the development of the high capacity and resilient networks that form the backbone of the modern-day global telecommunication system. Whereas low-loss fibers and erbium doped fiber amplifiers (EDFA) allow wavelength division multiplexing (WDM), coherent detection enables advanced modulation and coding schemes, and digital signal processing (DSP) is used to compensate for physical propagation effects. In this thesis, we address possible solutions for the next generation coherent WDM systems. Semiconductor optical amplifiers (SOA) are used to provide ultra-wideband (UWB) seamless amplification over more than 100 nm, a promising way to scale the throughput compared to conventional systems using EDFA with bandwidth less than 40 nm. We show that custom UWB SOA can enable WDM transmission in high power regime, and we demonstrate UWB WDM experimental transmissions leveraging the SOA bandwidth. In particular, the design of specific amplification schemes is presented, and the nonlinear impairments arising from UWB spectrum transmission are characterized. Furthermore, the industry fosters the development of high symbol rate transceivers to provide cost-efficient optical WDM systems with reduced number of transceivers per fiber link. This work studies the capacity and limitations of next-generation coherent transceivers, operating at symbol-rates up to 100 GBd. We investigate the impact of equalization enhanced phase noise, which is a potentially dominant impairment at high symbol rates. We demonstrate high symbol rate transmissions, from regional distances to ultra-long-haul subsea distances in laboratory conditions, as well as in a field trial over a live commercial traffic network. Using probabilistic constellation shaping and powerful forward error correcting codes, we show the flexibility provided by high symbol rate transceivers to address the different transmission cases that constitute the core of the Internet communication network

Une méthode originale (appelé méthode OTE) d’extraction du Taux d'Erreur Binaire (TEB) pour les systèmes de télécommunications sur fibres optiques amplifiées à Ultra Haut débit (40 Gb/s) est développée. Ce travail s’inscrit dans le cadre du projet CARRIOCAS réalisant un réseau expérimental à 40 Gb/s. Un banc expérimental de caractérisation de liaisons optiques à 40 Gb/s a été développé à cet effet. La méthode OTE est basée sur une analyse statistique à partir des formes d’ondes échantillonnées d’un signal pseudoaléatoire (PRBS) obtenues avec un oscilloscope haute fréquence. La statistique utilisée prend en compte le bruit ASE des amplificateurs optiques EDFA (bruit Chi² non-centré) et le bruit du photorécepteur (bruit Gaussien). La gigue de phase aléatoire et les interférences entre symboles (ISI) sont aussi intégrées. Les performances de la méthode OTE ont été évaluées numériquement. La méthode OTE permet de mesurer plus rapidement les TEB très faibles (inférieurs à 10-12) que la mesure directe de comptage des erreurs. Cette méthode permet d’obtenir, rapidement, les figures dérivées du TEB telles que les contours du TEB ou encore la courbe de Bathtub. La validation expérimentale a été faite sur le banc de mesure du TEB jusqu’à 43. 2 Gb/s. Cette méthode a aussi été testée sur les modulateurs du projet CARRIOCAS, ainsi que sur des modules VCSEL à 2. 5 Gb/s utilisant des fibres multimodes, montrant ainsi la généralité de l’approche
An original equivalent Bit-Error-Rate (BER) extraction method (named ETO method) is developed for amplified, ultra high bit rate (40 Gb/s), high quality optical communication systems. This work was undertaken in the framework of the CARRIOCAS project which develops a 40 Gb/s experimental network. An experimental 40 Gb/s optical links caracterisation setup was developed for validation of the method. The ETO method is based on the statistical analysis of pseudorandom (PRBS) data waveforms sampled by a high frequency oscilloscope. The statistical analysis takes into account the ASE noise from the optical amplifier (Chi-square statistics) and the photoreceiver noise (Gaussian noise). Random Jitter and Inter-Symbol-Interference are also considered. Our method is faster for very low BER (less than than 10-12), than the direct measurement method of error counting. This method enables to derive the BER associated figures such as the BER contour or the bathtub curves up to 100 times faster than traditional methods. Good agreement in BER results with the direct BER counting method is verified experimentally up to 43. 2 Gb/s. The method has been successfully tested on CARRIOCAS modulators and on 2. 5 Gb/s VCSELs systems with multimodes fibers. These tests show the generality of the ETO method

Nous présentons dans ce rapport de thèse plusieurs études relatives à l'amélioration des signaux optiques d' information numérique dans les systèmes de télécommunications à très haut débit. La première partie du travail de cette thèse porte sur la caractérisation de régénérateurs optiques à l'aide d'un émetteur et récepteur à 10Gbit/s. Un modèle numérique a été développé pour comprendre l'évolution de différents paramètres comme le taux d'erreurs binaires (TEB), le facteur de qualité et la densité de probabilité de la puissance optique à travers un régénérateur optique. Ce modèle a été comparé à des résultats expérimentaux obtenus à l'aide de régénérateurs optiques. La deuxième partie traite de la caractérisation de régénérateurs optiques dans une ligne de transmission. Une étude numérique a permis de comprendre l'évolution du TEB avec le nombre de passages dans le régénérateur. Pour la première fois, une étude expérimentale d'un régénérateur optique 3R testé en boucle à recirculation à 10Gbit/ s a permis de montrer que le TEB évolue linéairement avec le nombre de passage dans le régénérateur. Ce résultat a été également observé avec un régénérateur optique-électronique-optique. Le modèle numérique développé au cours de cette thèse a permis d'évaluer la capacité d'un régénérateur 3R à améliorer la performance d'un système de télécommunication et comprendre l'impact des paramètres de sa fonction de transmission sur l'évolution du TEB. Enfin, il est montré expérimentalement que l'utilisation de la mesure classique du facteur Q n'est pas adaptée au cours des liaisons optiques régénérées.

L’augmentation des débits dans les systèmes de télécommunications par fibre optique a pour principale conséquence une intégration toujours plus forte des différents composants constituant les dispositifs d’émission et de réception. En partant de ce constat, le travail développé dans ce mémoire a pour objectif d’aider le concepteur à faire les choix appropriés quant aux technologies d’interconnexion puis de proposer quelques règles à respecter lors de l’intégration de ces technologies. Dès lors, les deux premiers chapitres sont l’occasion de détailler les architectures couramment déployées pour les transmissions longues distances sur fibre optique. Les principaux composants intégrés dans les dispositifs d’émission et de réception sont également présentés ainsi que leurs paramètres caractéristiques. La suite du travail porte sur le choix d’une technologie d’interconnexion appropriée aux contraintes d’intégration et de performances. Une étude théorique, appuyée par la caractérisation des structures de propagation, permet de valider ce choix qui se porte sur la ligne coplanaire à plan de masse inférieur. Enfin, la dernière partie aborde la notion d’intégration d’une structure classique telle qu’un driver de modulateur dans un boîtier et son influence sur les performances d’un point de vue système (en terme d’évolution des paramètres du diagramme de l’œil et de l’estimation du taux d’erreur binaire). L’analyse des résultats de simulation électromagnétiques des structures nous conduit à proposer des schémas électriques équivalents des transitions étudiées pouvant être intégrés dans les simulateurs circuits
The main consequence of rising data rates in high density optical fibre telecommunications systems is the need for ever increasing component integration in both receiver and transmitter front ends. This observation has governed the work of this thesis which is devoted to helping the designer to make the right choice in the key area of interconnection technologies and to propose design rules for implementing these technologies. The first two chapters of this thesis describe the architectures of commonly deployed high data rate optical fibre systems. The principal components used in these systems are also presented as are their main characteristics. The second part concerns the selection of the right interconnection technology taking into consideration the system performances required and the constraints imposed by the necessities of component integration. A theoretical electromagnetic study of appropriate propagating structures is backed up by measurement of these structures and confirms the interest of conductor backed coplanar waveguide structures for this application. The final part of this work introduces the notion of integration with regard to a classical component such as a packaged Mach-Zehnder modulation driver and the resulting influence on the overall optical fibre system performance as measured by eye diagram and Bit Error Ratio. The analysis of the results of the electromagnetic simulation of the proposed structures allows us to propose equivalent circuit models of the transitions developed, which can be readily integrated into circuit simulators

Dans ce travail, nous nous intéressons au problème du codage canal, dont le but est de corriger les erreurs dûes au canal lors d'une transmission numérique. En particulier, les turbo codes constituent la dernière avancée dans ce domaine et atteignent la borne prédite par C.E. Shannon en 1948. Nous présentons une simplification de la mise en oeuvre du turbo décodeur de R. Pyndiah, ainsi que des systèmes de synchronisation profitant des informations apportées par le turbo décodeur.

Les liaisons optiques a une longueur d'onde de 1,55 micrometres necessitent des sources a faible fluctuations de frequences. Un laser de type dfb integre avec un modulateur externe a electro-absorption est un composant-cle pour ces transmissions. La section laser, utilisee en continu, doit constituer une source monomode a forte puissance. La modulation externe peut etre obtenue par effet stark confine au moyen d'un ruban haut debit de type v-loaded stripe ou ridge. Les deux sections sont integrees par couplage direct ; une methodologie est mise en oeuvre pour analyser la qualite de la zone de couplage. Les fluctuations de longueurs d'onde, induites par la realimentation du laser, constituent egalement un point critique qui est etudie theoriquement et experimentalement.

La particularité des systèmes xDSL (Digital Subscriber Line) et CPL (Courants Porteurs en ligne) est de réutiliser des supports de transmission existants, à savoir l'infrastructure téléphonique et le réseau électrique domestique. Ces deux techniques présentent ainsi l'avantage d'optimiser l'utilisation de ces media de communication. Néanmoins les supports filaires utilisés n'étaient pas initialement destinés à la transmission d'informations à haut débit et des problèmes de Compatibilité Electromagnétique (CEM) se posent inévitablement. Dans ce contexte, ce travail de thèse étudie les problèmes de CEM dans les réseaux filaires supports des hauts débits, à partir des caractéristiques physiques des supports de transmission. Des solutions innovantes sont proposées pour la réduction de la diaphonie dans les réseaux téléphoniques multifilaires transportant les signaux xDSL; puis pour l'amélioration de la fonction de transfert du réseau électrique domestique, support des CPL
The specificity of xDSL (Digital Subscriber Line) and PLC (Power Line Communications) systems lies in the fact that they reuse the existing networks such as telephonic infrastructure and power line network. These techniques have the significant advantage of optimizing the use of these media of communication. Nevertheless, those last were not initially intended to transmit high bit rate signals and their use at higher frequencies involves some problems of Electromagnetic Compatibility (EMC). This way the main concern of this PhD work consists in studying EMC aspects in wire networks that support high bit rate signals, considering the physical characteristics of the various media of transmission. Some innovative solutions are proposed for reducing crosstalk in multiconductor telephonic networks transmitting xDSL signals and for improving the transfer function of power line networks supporting PLC systems

La particularité des systèmes xDSL (Digital Subscriber Line) et CPL (Courants Porteurs en ligne) est de réutiliser des supports de transmission existants, à savoir l'infrastructure téléphonique et le réseau électrique domestique. Ces deux techniques présentent ainsi l'avantage d'optimiser l'utilisation de ces media de communication. Néanmoins les supports filaires utilisés n'étaient pas initialement destinés à la transmission d'informations à haut débit et des problèmes de Compatibilité Electromagnétique (CEM) se posent inévitablement. Dans ce contexte, ce travail de thèse étudie les problèmes de CEM dans les réseaux filaires supports des hauts débits, à partir des caractéristiques physiques des supports de transmission. Des solutions innovantes sont proposées pour la réduction de la diaphonie dans les réseaux téléphoniques multifilaires transportant les signaux xDSL; puis pour l'amélioration de la fonction de transfert du réseau électrique domestique, support des CPL.

Ce travail de thèse est articulé autour de la conception, du développement, et de la validation d'un nouveau régénérateur tout-optique passif compatible avec les signaux de très haut débit. L'approche suivie est basée sur les composants à absorbants saturables à puits quantiques irradiés par des ions et insérés dans une micro-cavité verticale. Nous avons tout d'abord réussi à concevoir une nouvelle génération de composants à absorbants saturables performants en ce qui concerne leur puissance de commutation tout en gardant une bande passante spectrale compatible avec les systèmes WDM. Cette optimisation nous a permis d'étendre le domaine de fonctionnement de nos composants à des signaux de plus haut débit (de 20 à 40 Gbit/s). Cette nouvelle génération de composants a pu apporter les améliorations escomptées grâce à un procédé de fabrication original, fiable et reproductible. Le développement de cette nouvelle technologie nous a permis de franchir un pas important dans la maîtrise du procédé de fabrication de nos composants. Outre la reproductibilité de ce procédé, une très bonne homogénéité des composants fabriqués a été démontrée. Une caractérisation expérimentale approfondie (à faible et à haut débit) nous a permis de déterminer les points de fonctionnement optimaux des composants développés ainsi que l'environnement "système" idéal (puissance en ligne, longueur d'onde. . ). Grâce à leur énergie de commutation réduite, les nouveaux composants intégrés dans un schéma de régénérateur 2R ont permis de réaliser une transmission quasi-transocéanique à 40 Gbit/s, avec un facteur Q=11,3. L'optimisation, la fabrication, ainsi que la validation des caractéristiques fonctionnelles d'un module à absorbant saturable à 4 canaux fibrés ont également été démontrées
This work of thesis is articulated around the design, the development, and the validation of a new passive all-optical regenerator compatible with high bit rate signals. The followed approach is based on ion irradiated quantum wells saturable absorber component inserted in a vertical microcavity. We first of all succeeded in conceiving a new generation of components with high-performance saturable absorber with regard to their commutation power while keeping a spectral band-width compatible with WDM systems. This optimization enabled us to extend the operation range of our components to signals of higher bit rate (from 20 to 40 Gbit/s). This new generation of components could make the improvements discounted thanks to an original fabrication process, reliable and reproducible. This original technology enabled us to cross a significant step in the control of the fabrication process of our components. In addition to the reproducibility of this process, an excellent homogeneity of the fabricated components was shown. An experimental characterization (at low and high rates) enabled us to determine the optimal points of operation of the components as well as the ideal system parameters (power, wavelength, etc). Thanks to their reduced commutation energy, the new components integrated in a 2R regenerator diagram make it possible to carry out a quasi-transoceanic transmission at 40 Gbit/s and Q=11,3. Optimizations, design as well as the validation of the functional characteristics of a saturable absorber module with 4 fibered channels were also shown

La systématisation de la conversion analogique/numérique a eu pour effet d'uniformiser le mode de transmission de données aux transmissions numériques ; et notamment sur fibre optique. Dans ce cadre, cette thèse traite des méthodologies de conception et faisabilité de circuits amplificateurs de signaux rapides. Après l'étude de l'effet des éléments parasites sur les structures amplificatrices de base (spécifiquement, les problèmes de chemins de masse, et de référencement de signaux d'entrée), la théorie de distribution est appliquée à la technologie coplanaire InP ; où via une méthodologie que nous avons cherché à systématiser (notamment pour les conditions d'égalité et de faible variation des délais de groupe), sont réalisés des amplificateurs large bande avec Fc=92GHz et entre autres, un produit gain-bande à l'état de l'art de 410 GHz. Au delà des problèmes posés par la technologie coplanaire tels que les discontinuités de masse et la nécessité de préserver le mode de propagation coplanaire, elle ouvre de nouvelles possibilités telles que des lignes artificielles d'entrée/sortie à longueurs identiques, et permet une compacité plus élevée que celle des techniques micro-ruban. Les limites de l'amplification différentielle sont ensuite investies et repoussées, en proposant une structure innovante : la paire différentielle distribuée ; alliant ainsi le fonctionnement à courant constant du mode différentiel (donc avec un degré de liberté supplémentaire, pour le potentiel DC en sortie), à l'aspect large bande du distribué. Des amplificateurs avec 4 Vpp en sortie à 40 Gbit/s ont ainsi été réalisés en pHEMT GaAs. Ce résultat, permettrait à terme, l'élimination des capacités de passage dans les modules driver et la conception de drivers de modulateur mono-puce.

Pour augmenter la quantité d'information transmise par les réseaux de télécommunications optiques, les équipementiers souhaitent étendre la bande spectrale utilisée. Ceci nécessite de nouveaux amplificateurs optiques. Les amplificateurs paramétriques à fibre optique présentent l'avantage de produire une large bande de gain. Au cours de cette thèse, leurs conditions de fonctionnement ont été étudiées afin de vérifier leur adéquation aux systèmes de transmission optique. Cette étude a montré qu'un amplificateur paramétrique peut produire une bande de gain répondant aux exigences des transmissions multiplexées en longueur d'onde. De plus, un facteur de bruit de 4 dB a été mesuré électriquement. Par contre, une attention particulière doit être portée au dispositif de pompage optique. Ce travail a permis de mieux définir ses caractéristiques essentielles pour résister à l'effet néfaste de la diffusion Brillouin et assurer une amplification faible bruit et sans distorsion des canaux
To increase the quantity of information transmitted in optical telecommunications networks, equipment suppliers wish to extend the spectral band, which requires new optical amplifiers. Fibre optical parametric amplifiers can provide a broadband gain. During this thesis work, the operating conditions have been studied so as to check their adequacy with the constraints of optical transmission systems. This study showed that a parametric amplifier could produce a band of gain that fulfils the requirements of wavelength-multiplexed transmissions. However interactions between channels should be further studied. Besides, cautious attention must be paid to the optical pumping device. This work aimed in better defining its essential characteristics to resist the harmful effect of the Brillouin diffusion and to ensure low noise amplification without distortions of the channels

Cette thèse a pour objectif l'étude et l'optimisation de quelques techniques de réduction de bruit impulsif de type asynchrone pour transmission large bande sur courants porteurs en lignes (PLC) en contexte résidentiel. En effet, outre les propriétés physiques assez particulières qui caractérisent ce type de canal de transmission, le bruit impulsif asynchrone demeure la cause principale de perte drastique de débit en PLC. Pour pallier à des dégradations de cette nature, les techniques dites de retransmission sont très souvent utilisées. Bien que robustes aux perturbations de nature impulsive, ces techniques de retransmission conduisent inévitablement à une réduction de débit et à l'introduction de délais de traitement supplémentaires pouvant être critiques pour des applications temps réel. D'un autre côté, plusieurs solutions alternatives sont proposées dans la littérature pour contrecarrer les effets nocifs du bruit impulsif sur les transmissions en PLC. Cependant, seules très peu d'entre elles présentent une complexité acceptable pour un récepteur PLC. En particulier, les techniques d'écrêtage et d'effacement sont d'une efficacité remarquable dans la mesure où elles offrent un très bon compromis entre complexité et amélioration des performances en présence de bruit impulsif. Dans cette thèse, une optimisation de la détermination du seuil de chacune des deux non-linéarités, qui se fait très souvent de manière empirique, est réalisée de manière analytique. Des structures adaptatives de réduction de bruit impulsif asynchrone sont également proposées au niveau du récepteur PLC. D'autre part, compte tenu de ses très bonnes propriétés de sélectivité fréquentielle et de son gain en efficacité spectrale par rapport à l'OFDM avec préfixe cyclique (CP-OFDM), l'OFDM/Offset QAM (OFDM/OQAM) peut être vue comme une modulation multiporteurse alternative pour les transmissions haut débit sur PLC. Cependant, aucune étude ne s'est réellement intéressée aux performances d'une telle modulation en environnement impulsif. Dans cette thèse, une analyse du comportement d'un système OFDM/OQAM en présence de bruit impulsif asynchrone est effectuée. Une évaluation théorique de l'expression du rapport logarithmique de vraisemblance (LLR) pour ce type de modulation, en transmission codée, est également proposée. Les performances en terme de taux d'erreur binaire sont évaluées en environnement PLC réalistes et comparées avec celles obtenues en CP-OFDM codé. Enfin, un nouveau point de vue sur une diversité supplémentaire de l'OFDM/OQAM est présenté
This thesis aims at improving some asynchronous impulsive noise reduction techniques for broadband transmissions over indoor power lines. Indeed, beside the particular physical properties of this type of medium, asynchronous impulsive noise remains one of the main causes of performance degradation in powerline communications (PLC). Such an impairment is usually coped with retransmission strategies at the price of a spectral efficiency loss. Although several other countering strategies are proposed in the literature, only very few of them exhibit a reasonable complexity. In particular, the clipping and the blanking approaches present a very good trade-off between the impulsive noise mitigation and the complexity of the implementation. In this thesis, an optimization of the threshold determination, which is usually empirically done, is performed analytically both for the clipping and the blanking non-linearities. Moreover, some adaptive receiver structures for asynchronous impulsive noise reduction over PLC are proposed. On the other hand, because of its good frequency selectivity features and its spectral efficiency gain compared to cyclic-prefix OFDM (CP-OFDM), the OFDM/Offset QAM (OFDM/OQAM) can be seen as an alternative multicarrier modulation scheme for transmission over power lines. Since no study was dedicated to analyze such a modulation in an impulsive environment, this thesis investigates the performance behavior of an OFDM/OQAM modulated system corrupted by asynchronous impulsive noise. Furthermore, a thorough Log-Likelihood Ratio (LLR) computation is derived for coded OFDM/OQAM transmissions under realistic PLC conditions, and the performance results are compared with those obtained with coded CP-OFDM. Finally, a new diversity of the OFDM/OQAM modulation is pointed out in this work

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.

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
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

Les systemes de transmission par fibre optique apportent aujourd'hui une solution interessante pour le transport d'information a des debits de plus en plus eleves. Dans cet objectif, ce travail a pour objet d'apporter une contribution a la conception de circuit de commande laser et il s'inscrit dans le cadre du developpement au lest du pole optoelectronique. L'objectif principal de ce travail correspond a la conception de reseaux d'adaptation places entre la diode laser et le circuit de commande hyperfrequence. En vue d'ameliorer les performances de la modulation interne du laser, ces reseaux d'adaptation sont indispensables compte tenu d'une part de la reponse intrinseque du laser et d'autre part de la grande difference d'impedance entre les elements. Sur la base de la methode des frequences reelles, nous avons developpe et adapte la methode a une structure differentielle pour une application de transmission analogique. Nous avons donc mis au point deux logiciels d'analyse, d'optimisation et de synthese permettant d'aboutir a la conception du circuit de commande. Ces logiciels correspondent respectivement aux modes impair et pair de la structure differentielle. Pour le premier, l'objectif est d'atteindre une puissance optique de sortie constante en frequence, par contre pour le second, l'objectif est de le rejecter au maximum par la conception d'une charge active afin d'aboutir a un fonctionnement global de la structure equivalent a celui du mode impair. Nous avons alors developpe un exemple de conception pour une application de deport d'antenne dans la bande 10. 7-14. 5 ghz, puis nous avons realise un circuit correspondant au seul mode impair de la structure dans une bande de frequence allant de 0. 1 a 4 ghz. Malgre quelques legeres variations, notamment au-dela de la bande passante, les mesures sont suffisamment proche de la theorie pour valider la methode de conception. Pour la seconde application concernant la conception de circuit de commande laser pour des applications de transmission numerique a tres haut debit, nous avons developpe une methode d'analyse purement temporelle, ceci compte tenu des caracteristiques fortement non lineaires de la diode laser en regime grand signal, du caractere aleatoire des sequences du signal electrique appliquees a l'entree du circuit. L'efficacite du formalisme developpe liee a la simplicite des parametres s temporels des lignes elementaires du quadripole d'adaptation, nous a permis de disposer d'un outil d'analyse temporelle de circuit non lineaire precis et rapide et debouchant sur la construction du diagramme de l'il. Nous avons alors demontre sur plusieurs exemples et pour differents debits, l'importance du reseau d'adaptation dans un circuit de commande laser.