Introduction aux réseaux télécommunications optiques

Le développement rapide des nouvelles technologies de l‟information et le trafic de données transporté par les réseaux de communication est en augmentation intéressante .Cela a encouragé les opérateurs de télécommunications à développer des systèmes de télécommunications à haut débit et à grande capacité de multiplexage. Il est prévu que les différentes techniques d‟accès haut débit, développé sur le réseau cuivré, utilisent la fibre optique comme support de transmission à travers le monde. Dans un réseau de télécommunications, la chaîne de transmission d’un signal, depuis le point d’émission jusqu’au point de destination, comporte trois maillons principaux : WAN, MAN et LAN. Plusieurs techniques d‟accès multiple existent afin d‟augmenter le trafic des données : le partage des ressources en temps en fréquence, Longueur d‟onde et la technique de différentiation des utilisateurs par l‟attribution d‟un code à chaque utilisateur.

Les réseaux optiques

Les réseaux longue distance WAN (Wide Area Network)

Un réseau étendu WAN permet de communiquer à l’échelle d’un pays, ou de la planète entière, les infrastructures physiques pouvant être terrestres (infrastructures au niveau sol), ou spatiales à l’aide de satellites de télécommunications c‟est le cas de l‟Internet. La conversion Optique/Electronique/Optique (O/E/O) est nécessaire pour resynchroniser, remettre en forme et ré-amplifier le signal (appelé régénération 3R : Retime, Reshape, Reamplify) sur les longues distances. C‟est la raison pour laquelle ces réseaux sont relativement coûteux à mettre en œuvre et sont donc des investissements à long terme [1].

Les réseaux métropolitains MAN (Metropolitan Area Network)

C‟est un réseau qui s’étend sur plusieurs kilomètres, dans une ville par exemple les réseaux locaux sont interconnectés via des liaisons téléphoniques à haut débit ou à l’aide d’équipements spéciaux comme des transmissions hertziennes (FH: faisceaux Hertziens). L‟infrastructure du réseau métropolitain peut être privée (sécurisée) ou publique. Fondamentalement, on peut distinguer les réseaux métropolitains structurants et métropolitains d‟accès:
◆ Les réseaux métropolitains sont généralement constitués d‟anneaux de 80 à 150 km de circonférence avec six à huit nœuds.
◆ les réseaux métropolitains d‟accès sont des anneaux de 10 à 40 km de circonférence dotés de trois ou quatre nœuds avec des embranchements vers des sites distants.

A la différence des réseaux longue distance, les réseaux métropolitains doivent prendre en charge des formats, des protocoles et des débits de transmission très divers, mêlant les trafics de la hiérarchie numérique synchrone (SDH) ou du réseau optique synchrone (SONET) ou autres encore pour supporter cette diversité [1].

Les réseaux locaux LAN (Local Area Network)

Un réseau local est un réseau regroupant des entités situées sur un même site. Les communications sur ce type de réseau ont généralement un débit élevé (100 Mbits/s ou 1Gbits/s) et elles sont gratuites puisqu’elles ne passent pas par les services d’un opérateur de télécommunication. La diminution du coût de la fibre optique et des composants optiques actifs et passifs, conjuguée à l‟accroissement des besoins multiservices et aux exigences d‟un réseau moderne, capable d‟assurer disponibilité, qualité, évolutivité et réactivité, expliquent pour l‟essentiel l‟introduction de la fibre optique. Cependant, le débat entre la fibre optique, le câble coaxial et la distribution radiofréquence est toujours d‟actualité. Le réseau local optique est encore souvent constitué par une partie en fibre optique suivie d‟une partie en conducteur métallique qui va jusqu‟au terminal de l‟abonné. Selon la localisation de la terminaison de réseau optique, différentes configurations sont envisageables:

◆ FTTH / FTTO (Fiber To The Home / Fiber To The Office) : La terminaison du réseau optique, propre à un abonné, est implantée dans ses locaux. La fibre optique va donc jusqu‟au domicile ou au bureau.
◆ FTTB (Fiber To The Building) : La terminaison optique est localisée soit au pied de l‟immeuble, soit dans un local technique, soit dans une armoire ou un conduit sur le palier. Elle est généralement partagée entre plusieurs abonnés qui lui sont raccordés par des liaisons en fil de cuivre.
◆ FTTC (Fiber To The Curb) : La terminaison de réseau optique est localisée soit dans une chambre souterraine, soit dans une armoire sur la voie publique, soit dans un centre de télécommunications, soit sur un poteau. Selon le cas, il est envisagé de réutiliser le réseau terminal en cuivre existant ou de mettre en œuvre une distribution terminale par voie radioélectrique [2].

Techniques de multiplexage

Les systèmes de communications point à point étaient initialement conçus en affectant, à chaque couple émetteur/ récepteur, un canal de transmission ʺphysiqueʺ. Afin d‟augmenter la capacité d‟un réseau de communication en nombre des utilisateurs et d‟optimiser l‟utilisation des ressources, différentes techniques d‟accès multiples ont fait leur apparition.

Ainsi, l‟accès multiple à répartition dans le temps (TDMA), l‟accès multiple par répartition de fréquences (FDMA), le multiplexage par longueur d‟onde (WDM) et l‟accès multiple par répartition de code (CDMA), sont des techniques de multiplexage déjà mises en place dans les réseaux radiofréquences ou les systèmes optiques .

Accès multiple par répartition de fréquence (FDMA)

Ce type d‟accès multiple, consiste à attribuer à chaque utilisateur une bande de fréquence  . L‟ensemble est juxtaposé et transmis sur un même canal de transmission. En réception, un filtre sélectif accordé sur la bande de fréquence de l‟utilisateur désiré permet de récupérer les données [3].

Accès multiple par répartition de temps (TDMA) 

TDMA est la première technique utilisée en télécommunications optiques. Cette technique consiste à attribuer à chaque utilisateur un intervalle de temps de manière périodique. Les utilisateurs partagent la même bande passante et émettent les données à transmettre dans les différents intervalles de temps ou «time slot» qui sont alloués  . Pour la récupération des données, le récepteur effectue l‟opération de démultiplexage temporel en utilisant un signal de synchronisation [3].