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Etude de composants d'émission optique pour les réseaux d'accès de nouvelles générations

Sujet proposé par
Directeur de thèse:
Encadré par
Doctorant: Mohamed Essghair CHAIBI
Unité de recherche UMR 5141 Laboratoire Traitement et Communication de l'Information

Domaine: Sciences et technologies de l'information et de la communication

Projet

Contexte : le besoin incessant de débits élevés dans les systèmes de télécommunications a un impact sur tous les éléments et tous les maillons des systèmes et réseaux de transmissions. Le réseaux optique d’accès, qu’ils concernent les services domestiques (par exemple les technologies fiber-to-the-home) ou professionnels (liaison dans ou entre « data centers »), sont concernés directement par les évolutions nécessaires : l’augmentation en débit et en portée. Les contraintes sur le coût de équipements (partagés par un nombre restreints d’utilisateurs), sur la consommation qui doit être maitrisée, sur l’encombrement nécessairement réduit ajoutent des paramètres nouveaux à l’équation industrielle. Les composants d’émission (lasers, modulateurs,…) doivent s’adapter à cette contrainte. Fort de ses collaborations bien établies avec des concepteurs de composantier tels que 3-5 labs, des opérateurs et des laboratoires publics en France et à l’étranger, et de ses plateformes expréimentales groupe Télécommunications optiques de Télécom ParisTech- CNRS-LTCI 5141, prolonge ses activités de recherche sur les composants d’émission.

Travail demandé : La thèse proposée concentre son activité sur des composants de nouvelle génération dénommés D-EML (Dual electo-absorption modulated laser) dont les performances ont été démontrés précédemment1. Le composant, grâce à un double accès de la modulation sur le laser et le modulateur, combat la dispersion e la fibre optique et permet d’atteindre de distances de transmission élevées pour des débits numériques importants (jusqu’à 40Gbit/s). Des études récentes ont démontrées que le potentiel du composant s’étendait à la génération de modulation en bande latérale unique ou en suppression de porteuse pouvant être exploiter par des format de modulation de type OFDM et/ou pour des applications radio-sur-fibre. Le travail consistera en

• une modélisation théorique du composant qui permettra de déterminer ses performances ultimes. Cette étude est déjà largement initiée mais devra être approfondie en vue de la compréhension des conséquences de l’application des nouveaux formats de modulation ;

• Une étude expérimentale poussée permettant de déterminer les performances en transmission dans les différentes applications visées et des générations successives de composants. Les expériences seront effectuées sur la plateforme de Télécom ParisTech ou grâce à nos collaborations. Le réseau Européen NoE EURO-FOS qui s’est construit dans le cadre du programme européen FP7 pourra être mis à contribution afin de diversifier les réalisations et évaluations expérimentales ;

• Des études en simulation systèmes qui permettront d’analyser l’influence des diverses caractéristiques du signal produit par le composant lors de sa propagation sur les fibres optiques dispersives de différente nature.

Connaissance requise : bonnes connaissances en physique, optique et optoélectronique. Connaissances sur les systèmes de communications, goût avéré pour le travail expérimental.

Enjeux

Participation à la conception de nouvelles sources optiques à semi-conducteur (laser, modulateur) permettant de répondre aux besoin des systèmes d'accès optiques nouveaux : hauts débits, portée accrues, bas coût, consommation réduite

Ouverture à l'international

Le réseau d'excellence du programme européen FP7 - EUROFOS (2018-2012), prolonge son activité de "networking" au delà de la fin du projet. Par ce biais, le laboratoire d'accueil propose une ouverture vers plusieurs laboratoire européen du domaine avec lesquels des expériences pourront être envisagées.