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Etudes de technologies optiques pour la montée en débit dans les réseaux FTTx

Sujet proposé par
Directeur de thèse:
Doctorant: Gael SIMON
Unité de recherche UMR 5141 Laboratoire Traitement et Communication de l'Information

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

Projet

La thèse proposée se situe dans le contexte de déploiement de la fibre optique en France et dans les pays où Orange est présent. Orange compte aujourd’hui 200 000 clients abonnés à une offre FTTH. Un plan de déploiement intitulé "Conquête 2015" est prévu pour couvrir plus de 3600 communes. Cette stratégie qui repose sur un plan d’investissement de 2 milliards d’euros prévoit une couverture de plus de 10 millions de foyers en 2015 et 15 millions de foyers en 2020. L’investissement dans le déploiement de la fibre devra être pérennisé en proposant des systèmes capables d’offrir plus de débit aux clients à l’horizon 2015-2020. Les études de montée en débit dans les architectures FTTH et FTTx sont pertinentes pour nous éclairer sur les avancées technologiques permettant d’atteindre un débit agrégé atteignant 40 Gbit/s afin de fournir plus de débit et de nouvelles fonctionnalités (plus de sécurité, moindre consommation électrique…) aux différents segments de clients. Cette thèse rentre dans le cadre des études menées dans le projet « Optical Networks » du terrain de conquête « Advanced Networks » en lien avec l’évolution du réseau d’accès optique. votre rôle Aujourd’hui des systèmes PON sont déployés dans le monde pour fournir de nouveaux services à très haut débit comme la Télévision 3D, la diffusion vidéo HD, la VOD, les jeux en ligne et le stockage Cloud. Ces systèmes PON sont à un débit maximal de 2,5 Gbit/s. Des standards adressant un débit de 10 Gbit/s ont aussi été finalisés, en particulier les standards XG-PON1 et 10GEPON, et des prototypes industriels sont en cours d’évaluation. Le FSAN qui est un organisme de pré-normalisation rassemblant opérateurs et équipementiers, travaille sur une nouvelle norme (NG-PON2) à un débit agrégé de 40 Gbit/s dans le sens descendant pour répondre aux cas d’usages des opérateurs (backhaul mobile, montée en débit). Des premières discussions ont convergé vers une solution de multiplexage en longueurs d’onde de porteuses optiques à 10 Gbit/s pour obtenir un débit de 40 Gbit/s. Les systèmes basés sur cette norme ne seraient pas disponibles avant 2017. Cependant, cette solution nécessite une avancée technologique pour répondre au besoin de modules d’émission et de réception adaptés à une architecture de multiplexage de plusieurs longueurs d’onde. En effet, des modules accordables en longueur d’onde ou des modules achromatiques devront être utilisés dans les équipements de ligne OLT (côté central) et dans les ONUs chez les clients. Ces modules nécessitent un développement de composants spécifiques dédiés à l’accès pour répondre aux contraintes de performances et de coût. Ainsi de fortes contraintes technologiques sur la réalisation de ces systèmes restent à lever pour aboutir à des solutions bas coûts nécessaires pour l'accès optique.

Enfin, le travail dans les projets coopératifs vous permettra de nouer des échanges avec d’autres opérateurs, industriels et laboratoires de recherche en Europe.

Enjeux

L’objectif de la thèse est de proposer et d’étudier des solutions innovantes pour des systèmes d’accès optique bas coûts et qui permettent la montée en débit par canal à 40 Gbit/s. La thèse sera menée en s’appuyant sur l’évaluation expérimentale des performances de transmission de composants et dispositifs basés sur des technologies innovantes : transceiver optique intégré sur substrat en silicium (technologie hybrides), laser à puits quantiques, récepteurs avec préamplificateur... Les pistes investiguées seront par exemple : la modulation multiniveaux, les techniques de code correcteur d'erreurs, la précorrection, l’égalisation, la détection cohérente... La difficulté technique à résoudre pour la montée en débit au-delà de 10Gbit/s consistera à s’affranchir des pénalités de transmission et devra garantir la pérennité de l'infrastructure optique déjà installée et donc co-exister sur la même infrastructure que les systèmes existants. D’autre part, les solutions proposées devront répondre aux exigences des clients résidentiels mais aussi "business" et la collecte mobile. Un autre objectif de la thèse sera de définir l’utilisation de ces technologies dans les architectures du réseau d’accès optique et d’utiliser les résultats de ces études pour alimenter les travaux de normalisation sur les systèmes de transmission pour l’accès optique. Le candidat doit étudier l’état de l’art des solutions de montée en débit au-delà de 10 Gbit/s dans des architectures de réseau d’accès et s’appuiera des dernières publications dans ce domaine. Une analyse des technologies devra être menée pour en déduire les fonctionnalités et composants clés à explorer. Le candidat contribuera au montage de bancs expérimentaux visant à évaluer les performances des composants dans de systèmes cibles. Des solutions d’amélioration des performances en tenant compte des pénalités liées à la fibre devront être proposées et évaluées expérimentalement, par exemple les codes correcteurs d’erreurs (FEC), la précorrection et l’égalisation qui sont des techniques qui devraient permettre de conserver un réseau d’accès optique passif. votre profil

Ouverture à l'international

Le travail dans les projets coopératifs permettra de nouer des échanges avec d’autres opérateurs, industriels et laboratoires de recherche en Europe.

Remarques additionnelles

Thèse en collaboration avec Orange Labs Lannion. Le doctorant exercera une partie de son activité dans les laboratoires de Lannion.

Vous êtes diplômé d’une école d’ingénieur ou titulaire d’un Master Recherche (pas obligatoire mais souhaitable) en réseaux & télécommunications. Vous avez des connaissances en théorie des transmissions optiques, en réseaux de télécommunication et en communications numériques. Une première expérience du monde de l’optique par un stage dans ce domaine est souhaitable, aisni qu'une première expérience dans la transmission optique sur fibre avec une connaissance des équipements de laboratoire. Vous devez également avoir des compétences expérimentales, notamment une connaissance des instruments de mesure optique? vous devez être capable de monter un banc de mesure expérimental. Une connaissance des composants optiques/opto-électroniques est un prérequis ainsi que des compétences de modélisation en utilisant des logiciels (MATLAB, C++, …). Votre autonomie, votre curioité et votre ouverture d’esprit seront utiles pour la phase de recherche. Votre dynamisme, votre force de proposition et vos qualités de communication sont un plus dans votre mission. Pour finir, l’anglais sera prépondérant tout au long de la thèse, aussi bien en lecture (état de l’art), en écriture (rédaction d’articles) qu’à l’oral (présentation des résultats lors de conférences internationales). Un bon niveau est donc souhaité. le plus de l'offre Le contenu de la thèse est fortement innovant et en anticipation sur l’évolution des réseaux fixes très haut débit. Les sujets abordés permettront au candidat d’acquérir un profil transverse et pluridisciplinaire. Vous aurez la possibilité de travailler dans un environnement et une équipe très dynamiques avec un laboratoire très bien équipé pour le réseau d’accès fixe.