Etude de dispositifs de régénération tout-optique du signal à ultra haut débit (40 Gbit/s) pour des applications de transmission par fibre optique
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Abstract EN:
This thesis is dedicated to theorical and experimental study of optical 2R regeneration (Re-amplifying and Reshaping) aiming to have applications for ultra long haul transmission system at 40Gbit/s. In a first part, and after an overview of the optical telecommunication market, we introduce the main physical effects governing light propagation along optical fiber. We then compare the different techniques of optical 2R regeneration considering compatible with ultra high bit rate (40Gbit/s) and answered to industrial constraints. In chapter III, we study an optical 2R regenerator architecture based on fast semiconductor saturable absorber (SA). Numerical and experimental investigations reveal the performance limitations of this structure for 40Gbit/s transmission. Chapter IV is dedicated to study of the NOLM (self commuted), identified as an alternative solution for optical 2R regeneration alleviating previous limitations. As an illustration, we experimentally demonstrate for first time a 40Gbit/s transmission over 20000km with a NOLM as the optical 2R regenerator. The final part of the manuscript (chapter V) is dedicated to an analysis of optical 2R regeneration mechanisms conducted by means of a numerical study. As to deepen such an analysis, we propose and validate an original numerical model of optical 2R regenerator which can reproduce the dynamic effects occurring in such sub-systems.
Abstract FR:
Le travail de thèse présenté dans ce manuscrit est consacré à l’étude théorique et expérimentale de la régénération optique 2R (Ré-amplification et Remise en forme) destinée aux systèmes de transport longue distance par fibre optique fonctionnant à 40Gbit/s. Après une description succincte du marché des télécommunications optiques et une introduction aux principes physiques régissant la propagation de la lumière le long d’une fibre optique, nous comparons (chapitre II) les différentes techniques de régénération optiques compatibles à 40Gbit/s en prenant en compte pour chacune l’adéquation aux contraintes industrielles. Nous étudions ensuite (chapitre III) une architecture de régénérateur optique 2R à base d’absorbant saturable (AS) à semi-conducteurs rapides et mettons en évidence expérimentalement et numériquement les limitations en performance de cette structure pour les transmissions à 40Gbit/s. Un chapitre (chapitre IV) est consacré à l’étude complète d’une solution alternative permettant de lever les limitations de la solution à base d’absorbants saturables : le NOLM en auto-commutation. A ce titre, nous démontrons expérimentalement sa grande efficacité comme régénérateur 2R au travers d’une transmission à 40Gbit/s sur 20000km qui représente une première mondiale. Dans une dernière partie (chapitre V), une étude numérique destinée à mieux comprendre les mécanismes de la régénération 2R est conduite avec notamment la proposition et la validation d’un modèle numérique original prenant en compte le temps de réponse des régénérateurs 2R.