De la crรฉation du tรฉlรฉgraphe aux mรฉdias actuels en passant par lโavรจnement de lโinternet, le domaine de la tรฉlรฉcommunication et de lโinformatique ont fait un bond considรฉrable. Ces derniรจres dรฉcennies lโรฉvolution trรจs rapide des services de tรฉlรฉcommunication associรฉs ร la lourdeur toujours croissante des volumes de donnรฉes ร รฉchanger contraignent les opรฉrateurs ร rรฉviser leurs infrastructures ; ces mรชmes infrastructures sont trรจs vite devenues obsolรจtes face ร la demande toujours croissante de bande passante et dโune meilleure rรฉactivitรฉ de rรฉseau. Bien que lโADSL, la technologie haut dรฉbit la plus connue de notre รจre, fournit une bande passante bien assez large avec un bon niveau de confort, il se limite quโaux usages actuelles puisque depuis lโoffre Triple Play, la tรฉlรฉvision haute dรฉfinition ou les VOD (vidรฉo on Demand) il se retrouve assez vite dรฉpassรฉ.
Lโaccรจs au rรฉseau doit donc dรฉsormais รฉvoluer vers les ยซ trรจs hauts dรฉbits ยป utilisant les fibres optiques comme support. En effet, dรฉjร largement utilisรฉe dans nos rรฉseaux actuels, la fibre optique permet des dรฉbits รฉlevรฉs qui nโont jamais รฉtรฉ atteint par les technologies classiques. Ses avantages multiples ajoutรฉs ร son coรปt faible fait dโelle le support idรฉal pour tous types de transmission numรฉriques. Mais pour les opรฉrateurs la question demeure : la fibre constitue-t-elle le support รฉvolutif idรฉal pour une infrastructure flexible et durable ?
Trouver une rรฉponse adรฉquate ร cette question est un problรจme des plus complexes car de lourdes incertitudes pรจsent sur les besoins des utilisateurs, de la diversitรฉ du marchรฉ et du rythme toujours plus rapide des progrรจs technologiques. Nรฉanmoins de part le monde, des opรฉrateurs ont dรฉjร intรฉgrรฉ la fibre optique dans leurs rรฉseaux de dessertes. Plusieurs architectures sont possibles soit en dรฉployant la fibre de bout en bout du rรฉseau (la FTTH Fiber To The Home) soit en utilisant des infrastructures mixte oรน la fibre optique constitue seulement une partie du rรฉseau couplรฉ avec dโautre support jusquโร lโutilisateur final.
Dans lโoptique de trouver la rรฉponse ร la question posรฉe, nous allons, dans le cadre de ce mรฉmoire intitulรฉ : ยซ rรฉseau ethernet optique passif ยป, mettre dโavantage en lumiรจre ces rรฉseau dโaccรจs optiques. Pour ce faire nous adopterons le plan qui suit. Dans un premier temps nous รฉtudierons la fibre optique et la transmission par voie optique. Ensuite nous exposerons le rรฉseau dโaccรจs optique passif en objet. Nous poursuivrons par les plans de contrรดle QoS du rรฉseau et enfin en guise de simulation nous proposerons un scรฉnario typique du rรฉseau adoptant lโarchitecture passive.
FIBRE OPTIQUEย
Depuis les premiers essais laser jusquโร aujourdโhui la fibre optique nโa cessรฉ dโoffrir de plus en plus de confort et bien que son utilisation couvre plusieurs domaines aussi vastes que variรฉ (un simple objet dรฉcoratif dans notre quotidien ou un outil indispensable dans la mรฉdecine), cโest son usage dans le domaine de la tรฉlรฉcommunication qui lui a sรปrement value son plus grand mรฉrite. Ce chapitre mettra en lumiรจre les principes essentiels de la fibre optique utilisรฉ en transmission de donnรฉes.
Dรฉfinitions
La fibre optique
La fibre optique est un trรจs mince fil en verre ou en plastique entourรฉ qui a la propriรฉtรฉ de conduire la lumiรจre utilisรฉe gรฉnรฉralement dans les liaisons trรจs longue distances. La fibre optique est formรฉe dโun รฉlรฉment central appelรฉ cลur et dโindice de rรฉfraction n et puis dโune gaine optique entourant le cลur dโindice de rรฉfraction le plus souvent diffรฉrente de celle du cลur.
Lumiรจre
Selon bien des considรฉrations de la lumiรจre les ondes lumineuse peuvent se dรฉfinir de plusieurs maniรจres. La lumiรจre, ร sa plus simple expression, se dรฉfinit comme รฉtant lโensemble des rayonnements รฉlectromagnรฉtiques visible dont les longueurs dโonde sont comprise entre 400 et 780 nm. Toutefois cette dรฉfinition sโรฉtend le plus souvent ร des parties invisible du spectre notamment lโultraviolet et lโinfrarouge dont les propriรฉtรฉs sont trรจs voisines de celle de la lumiรจre visible. La thรฉorie quantique, par un tout autre approche, suppose la lumiรจre en tant quโensemble de plusieurs photons (particules รฉlementaires de masse au repos nulle. Dans cette dรฉfinition dโune faรงon gรฉnรฉrale l’รฉmission de lumiรจre correspond ร la libรฉration de quanta d’รฉnergie (sous forme de photons), on use de cette dรฉfinition que lors de lโรฉtude des interractions de la lumiรจre avec la matiรจre. Dans la thรฉorie รฉlectromagnรฉtique, la lumiรจre apparaรฎt comme un phรฉnomรจne ondulatoire pรฉriodique pouvant se propager dans le vide avec une vitesse finie de c=299 792 458 m/s et donnant lieux ร des intรฉrfรฉrences. Elle peut รชtre dite monochromatique lorsquโelle ne prรฉsente quโun seul longueur dโonde, dans le cas contraire elle sera polychromatique.
Les lois optiques
Dโaprรจs les principes gรฉnรฉraux de lโoptique gรฉomรฉtriques, la propagation de la lumiรจre est soumise, principalement ร trois lois : la premiรจre est celle de la propagation rรฉctiligne de la lumiรจre, la seconde indique que les faisceaux lumineux se propagent indรฉpendamment les uns des autres et enfin la troisiรจme parle des diffรฉrents phรฉnomรจnes de rรฉflรฉxion et de rรฉfractions.
Rรฉflexion
Phรฉnomรจne optique observรฉ lorsquโun rayon lumineux vient frapper une surface rรฉflรฉchissante. La rรฉflexion totale intervient lorsque ce rayon frappe la frontiรจre entre deux milieux dโindice diffรฉrents avec un angle supรฉrieur ร un certain angle dit angle critique. Dans le cadre dโune rรฉflexion spรฉculaire, le rayon incident donne naissance ร un rayon rรฉflรฉchi unique qui, idรฉalement, hรฉrite intรฉgralement de son รฉnergie.
Rรฉfraction
Phรฉnomรจne optique consistant en la dรฉviation de la trajectoire dโun rayon lumineux lors de son passage dโun milieu plus ou moins rรฉfringent ร un autre. Comme les lois de Snell Descartes le prรฉcisent : le rayon rรฉfractรฉ se trouve dans le plan dโincidence.
Interfรฉrences
On parle dโinterfรฉrence lors de la rencontre de deux ondes de mรชmes types qui interagissent lโun sur lโautre. Lโinterfรฉrence intervient uniquement quand les deux ondes ont la mรชme frรฉquence, on parle de battement dans le cas contraire. On modรฉlise mathรฉmatiquement ce phรฉnomรจne par la somme des sinusoรฏdes : soient pour ?1(?) = ?01cos(?? โ ?1) et ?2 (?) = ?02 cos(?? โ ?2) lโonde rรฉsultante est :
?(?) = ?1(?) + ?2(?) = ?0 cos(?? โ ?) (1.05).
Principe dโun guide dโonde plan
Un guide dโonde plan est une lame diรฉlectrique de section rectangulaire, dโรฉpaisseur d et dโindice de rรฉfraction n1.
Approche optique gรฉomรฉtrique
Ce type dโapproche est le plus simple : les conditions de guidage du rayon lumineux sโobtiennent par les lois optiques classiques.Dans le guide dโonde plan, un rayon lumineux se propage e zigzag par rรฉflexion successives sur les interfaces. Les interfaces consistent en deux rรฉgions semi-infinies placรฉes aux extrรฉmitรฉs du diรฉlectrique, et dโindice de rรฉfractions respectives nII et nIII infรฉrieures lโindice de rรฉfraction n1. Le guide dโonde sera dit symรฉtrique si lโindice de rรฉfraction des deux interfaces sont รฉgales, il sera dit asymรฉtrique dans le cas contraire. Dans le cadre de cette รฉtude nous considรจrerons notre guide dโonde symรฉtrique et que le rayon lumineux : monochromatique.
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Table des matiรจres
INTRODUCTION
CHAPITRE 1: FIBRE OPTIQUE
1.1 Introduction
1.2 Dรฉfinitions
1.2.1 La fibre optique
1.2.2 Lumiรจre
1.3 Les lois optiques
1.3.1 Rรฉflexion
1.3.2 Rรฉfraction
1.3.3 Interfรฉrences
1.4 Principe dโun guide dโonde plan
1.4.1 Approche optique gรฉomรฉtrique
1.4.2 Ouverture Numรฉrique
1.4.3 Approche รฉlectromagnรฉtique
1.5 Diffรฉrents types de fibre
1.5.1 fibre multimode
1.5.2 fibre monomode
1.6 Les รฉlรฉments dโune liaison optique
1.6.1 Emetteurs optiques
1.6.2 Rรฉcepteurs optiques
1.6.3 Les modulateurs
1.6.4 Les amplificateur ร fibre dopรฉes
1.7 Dispersion dans les fibres
1.7.1 Dispersion chromatiques
1.7.2 Dispersion intermodales
1.8 Pertes dans les fibres optiques
1.8.1 Les pertes intrinsรจques
1.8.2 Les ondes รฉvanescentes
1.8.3 Les pertes liรฉes ร la distorsion de la fibre
1.8.4 Les pertes liรฉes ร la connectique
1.9 Avantages des liaisons optiques
1.9.1 Large bande passante
1.9.2 Dรฉbit dโinformation รฉlevรฉe
1.9.3 Faible taux dโattรฉnuation
1.10 Conclusion
CHAPITRE 2: LE RESEAU DโACCES OPTIQUE EPON
2.1 Introduction
2.2 Situation de lโaccรจs dans un rรฉseau de tรฉlรฉcommunication
2.3 Le rรฉseau dโaccรจs ethernet optique passif
2.3.1 Dรฉfinition de la norme 802.3ah de lโIEEE
2.3.2 Architectures
2.3.3 Les รฉquipements de lโ EPON
2.3.4 Technologie dโaccรจs multiple associรฉs
2.3.5 Principe et opรฉration de lโEPON
2.3.6 Protocole MPCP (Multipoints Control Protocol)
2.4 Avantages de lโEPON
2.5 Conclusion
CHAPITRE 3: MODELE ANALYTIQUE ET PLAN DE CONTROLE QoS POUR LโEPON
3.1 Introduction
3.2 Introduction ร la notion de QoS
3.2.1 Gรฉnรฉralitรฉs
3.2.2 Modรจle Diffserv appliquรฉ ร lโEPON
3.3 Plan de contrรดle QoS pour lโEPON
3.3.1 Modรจles gestion des ressources : DBA
3.3.2 Ordonnancement des classes de services au niveau de lโONU
3.3.3 IPACT (Interleaved Polling with Adaptative Cycle Time)
3.3.4 Implรฉmentation du ยซ Conformance control ยป
3.4 Conclusion
CHAPITRE 4: LES SERVICES ENVISAGES SUR LโEPON
4.1 Introduction
4.2 Prรฉsentation du triple play
4.3 Cahier de charge des services
4.4 Le service VOIP
4.4.1 Architecture et principe
4.4.2 Les protocoles
4.4.3 Avantages du VOIP
4.5 La tรฉlรฉvision sur IP (TVIP)
4.5.1 Architecture et principe
4.5.2 Le HDTV
4.5.3 Les protocoles
4.5.4 Les avantages du TVIP
4.6 Lโinternet
4.6.1 Architecture
4.6.2 Les protocoles
4.7 Evolution du service triple play : vers le quad-play
4.8 Conclusion
CONCLUSION