Thèse de doctorat : « Systèmes de transmission ultra large bande et à haut débit symbole pour communications par fibre optique de prochaine génération »

L'Ecole Doctorale de l'Institut Polytechnique de Paris et le Laboratoire de recherche SAMOVAR - Services répartis, Architectures, MOdélisation, Validation, Administration des Réseaux présentent l’AVIS DE SOUTENANCE de Monsieur Aymeric ARNOULD, autorisé à présenter ses travaux en vue de l’obtention du Doctorat de l'Institut Polytechnique de Paris, préparé à Télécom SudParis en : Électronique et Optoélectronique.

« Systèmes de transmission ultra large bande et à haut débit symbole pour communications par fibre optique de prochaine génération »

Le LUNDI 28 JUIN 2021 à 15h00 (Soutenance en visio - Covid-19),

Membres du jury :

• M. Badr-Eddine BENKELFAT, Professeur, Télécom SudParis, FRANCE - Directeur de thèse
• M. Alberto BONONI, Professeur, Università degli Studi di Parma, ITALIE - Rapporteur
• Mme Leslie RUSCH, Professeure, Université Laval, CANADA - Rapporteur
• M. Liam BARRY, Professeur, Dublin City University, IRLANDE - Examinateur
• M. Yves JAOUEN, Professeur, Télécom Paris, FRANCE - Examinateur
• M. Amirhossein GHAZISAEIDI, Docteur, Nokia Bell Labs, FRANCE - Co-encadrant de thèse

Résumé :

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 non-linéaires 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 cœur du réseau des communications Internet.