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Projet ANR (programme INFRA 2011)

FAON : Réseau d’accès optique passif basé sur le partage de fréquence

janvier 2012 – mai 2015

Le projet FAON se propose de démontrer la technologie et la faisabilité d’un nouveau type de réseau optique passif (PON) pour l’accès à large bande.

Contexte

Pour répondre à la problématique de l’augmentation de capacité prévue en PON, dont on prévoit aujourd’hui qu’elle puisse aller de 100 Mbps à 1 Gbps par utilisateur, il est aujourd’hui important d’avoir plus de débit mais également plus de flexibilité dans le réseau PON. Une technique d’accès partagé basée sur la fréquence, connue sous le nom de FDM dans le sens descendant (du central à l’utilisateur), et FDMA dans le sens montant (de l’utilisateur vers le central) peut permettre de répondre à cette demande. L’objectif du projet est de démontrer la faisabilité de cette technique avec les technologies existantes.

Objectifs

Pour atteindre les objectifs du projet, deux principales voies seront étudiées :

  • la première est la réalisation d’un modulateur électro-optique permettant l’indépendance à la polarisation réfléchie du signal et la suppression de la modulation sur la porteuse optique. Ce dispositif sera conçu et un prototype fabriqué, pour servir à la fois de preuve expérimentale du concept, mais aussi de démontrer la faisabilité technologique et la possibilité d’une production de masse puisqu’il utilisera les technologies III-V reportés sur silicium ;
  • la seconde est la conception d’un mécanisme d’allocation dynamique de bande passante (DBA) efficace, permettant à la gestion du partage de l’accès à la bande passante entre utilisateurs (en termes de capacité et de qualité de service) et de la qualité du canal de transmission entre les différents utilisateurs et le central. L’algorithme sera conçu dans une première phase et implémenté sur un démonstrateur qui sera optimisé et validé.
Résultats majeurs


- Réalisation et expérimentation d’un récepteur FDM temps réel 1Gbps implémenté sur un FPGA intégrant des interfaces hyperfréquences pour la conversion en bande de base. Les économies en termes d’énergie et de coût matériel comparés à des équipements TDM qui doivent travailler au débit ligne (par exemple 10-40 Gbps) sont conséquentes. (ECOC 2015)

Retombées

Sur un plan plus technique les résultats obtenus sont :
- une architecture système définie, dimensionnée, entièrement modélisée, capable de transporter 40 Gbps dans le sens montant et descendant sur une seule paire de longueur d’onde ;
- un mécanisme d’allocation dynamique de ressource qui permet d’allouer à chaque utilisateur le débit dont il a besoin tout en maximisant la capacité transportée, c’est-à-dire en minimisant les coûts d’investissement et de fonctionnement. ;
- un mécanisme de traitement de l’information qui permet aux modules clients de ne gérer qu’une petite partie de l’information véhiculée sur le réseau (par exemple 1 Gbps, c’est-à-dire 1/40 du débit total transporté) et donc de n’utiliser qu’un taux d’échantillonnage et de traitement du signal faible (1 GS/s) ;
- un prototype de modulateur réflectif fabriqué sur Silicium, indépendant de la polarisation d’entrée, qui supprime la porteuse optique et agit comme un miroir de Faraday. Ce prototype valide la modulation bidirectionnelle au sein d’un modulateur de Mach-Zehnder implanté sur Silicium.

Production scientifique

Voir dans la collection Foton sur HAL

Partenaires

France Télécom / Orange Labs – CEA-LETILab-STICC – Université de Rennes I

Coordinateur

France Télécom / Orange Labs (Benoit CHARBONNIER)
(responsable Foton : Laurent BRAMERIE)

Financements

ANR