1 5-Jun-14 Application du CDMA Optique Temporel aux Réseaux dAccès Hauts Débits Claire GOURSAUD...

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Apr 11, 2023

Application du CDMA Optique Application du CDMA Optique Temporel aux Réseaux d’Accès Temporel aux Réseaux d’Accès

Hauts DébitsHauts Débits

Claire GOURSAUD & Younès ZOUINENaufal M. SAAD, Anne VERGONJEANNE,

Christelle AUPETIT BERTHELEMOT, Jacques ZANNINETTI, Jean Pierre CANCES, Jean Michel DUMAS

UMOP/GESTE CNRS FRE 2701Université de LIMOGES

FRANCE

goursaud@ensil.unilim.fr, zouine@ensil.unilim.fr

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IntroductionIntroduction

• 2010-2015 :– D=155Mbit/s,622Mbit/s,1Gbit/s par utilisateur– 32 utilisateurs– BER (Bit Error Rate) < 10-9

• plusieurs limitations– IAM (Interférence d’Accès Multiple)– bruit dû aux composants optiques et électroniques– dispersion de la fibre

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PlanPlan

• Description d’un système DS-CDMA Optique• Récepteur O-CDMA électrique • Récepteur O-CDMA tout optique

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PlanPlan

• Description d’un système DS-CDMA Optique• Récepteur O-CDMA électrique • Récepteur O-CDMA tout optique

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OptiqueFibre

Coupleur

c1(t)

ck(t)

cN (t)

OptiqueModulateur

OptiqueModulateur

OptiqueModulateur

Système DS-CDMA OptiqueSystème DS-CDMA Optique

• Direct Sequence - Code Division Multiple Access

Recepteur #1

Recepteur #k

Recepteur #N

r(t)

PIN ouAPD

Data bi(1){0,1}

Data bi(k){0,1}

Data bi(N){0,1}

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Système DS-CDMA OptiqueSystème DS-CDMA Optique

• OOC : Optical Orthogonal Codes

• (F,W,λa,λc)

– F : longueur du code– W : poids du code

– λa : contrainte d’auto correlation

– λc : contrainte de cross correlation

• ))...(1(

))...(2)(1(

WWW

FFFN ca

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Système DS-CDMA OptiqueSystème DS-CDMA Optique

• Codage :

Donnée « zéro »Donnée «un »

T

1 2 3 4 5 6 7

1 32

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Système DS-CDMA OptiqueSystème DS-CDMA Optique

• RC : Récepteur Conventionel

)(ˆ kibST

T

0

OOC

ck(t)

r(t)

ST

O E

Recepteur #1

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Système DS-CDMA OptiqueSystème DS-CDMA Optique

Z=0

Donnée « zéro »

Z=3

Donnée « un »

• Cas sans IAM (Interférence d’Accès Multiple) :

T

r(t)

ck(t)

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Système DS-CDMA OptiqueSystème DS-CDMA Optique

• IAM : cas où la donnée envoyée est : “1”

Z=5

Donnée « un »

r(t)

c1(t)

Utilisateur #1

Utilisateur #3

Utilisateur #4

Utilisateur #2

1

1

1

0

Pas d’erreur

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Système DS-CDMA OptiqueSystème DS-CDMA Optique

• IAM : cas où la donnée envoyée est : “0”

r(t)

c1(t)

Z=3

Donnée « un »

Utilisateur #1

Utilisateur #3

Utilisateur #4

Utilisateur #2

0

1

1

1

Erreur

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Système DS-CDMA OptiqueSystème DS-CDMA Optique

• Récapitulatif de l’impact de l’IAM : – cas d’une donnée 1 : pas d’erreur si ST<=W

– cas d’une donnée 0 : • erreur possible

• moins d’erreurs quand ST

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• Description d’un système DS-CDMA Optique• Récepteur O-CDMA électrique • Récepteur O-CDMA tout optique

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Récepteur O-CDMA électriqueRécepteur O-CDMA électrique

• Limitation : bande passante électronique

• Fmax=2*Bs/Db

– Bs=5GHz Db=155Mbit/s

– =>Fmax=64

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Récepteur O-CDMA électriqueRécepteur O-CDMA électrique

W 2 3 4 5N 31 10 5 3

TEB RC 1,2.10 -1 1,10 -2 1,2.10-4 0TEB LO+RC 6,9.10 -2 2,5.10-3 1,10 -5 0

Performances de codes OOC (F=64,W,1,1)

=>Les contraintes ne sont pas respectées

=> Etude de codes avec λ=2

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Récepteur O-CDMA électriqueRécepteur O-CDMA électrique• RAP : Récepteur à Annulation Parallèle d’interférence

c k (t)

c N (t)

c 2 (t)

)2(ˆib

)(ˆ kib

)(ˆ Nib

)1(ˆib

RC #1r(t)

RC # 2

RC #k

RC # N

Fibre-

+

N

jj

ji tcbtrts

2

)( )(ˆ)()(

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Récepteur O-CDMA électriqueRécepteur O-CDMA électrique

• Performances du code (64,4,2,2)

Nombre d’utilisateurs N N=5 N=10 N=30RC 1.10-3 1,5.10-2 2,4.10-1

RAP (résultats de simulation) 1.10-6 1,6.10-6 1,4.10-1

LO+RAP (résultats de simulation) 1.10-8 1.10-6 8.10-3

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• Description d’un système DS-CDMA Optique• Récepteur O-CDMA électrique • Récepteur O-CDMA tout optique

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Récepteur O-CDMA tout optiqueRécepteur O-CDMA tout optique

• Démarche :– simulation d’un récepteur électrique– simulation de la corrélation en optique

Splitter1:W

Porte optique

Coupleur W:1

Code

OOC

F-TC2

F-TC1

F-TC3

F-TC4

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Récepteur O-CDMA tout optiqueRécepteur O-CDMA tout optique

TEB

1,E-04

1,E-03

1,E-02

1,E-01

1,E+00

1 2 3 4Seuil de décision

Simulation système du récepteur optique

Théorie

Simulation système du récepteur éléctrique

Simulation en C du récepteur électrique

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ConclusionConclusion

• 2 solutions– récepteur électrique

• limitation sur F due à l’électronique• moins cher• facilement reprogrammable

– récepteur tout optique• pas de limitation sur F• plus cher• actuellement non reprogrammable

• => 2 hypothèses à étudier

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Merci de votre attention

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Récepteur O-CDMA électriqueRécepteur O-CDMA électrique

• Analyse Théorique (cas synchrone):– contrairement au RC : erreur quand

1

1

1

1

111

1

1

2

2122

1

1 )1()(2

1 N

SN

NN

SWN

NNNI

NI

NNN

NN

N

EPIC

T F

PPCCP

nNnN

Sn

nNI F

W

F

WC

F

WP

T

11

1

2

1

22

1..

0EPICP NSSW TF 1

1)1( ib

–

– si

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100

1 2 3 4

Sf

BE

R

10-1

10-2

10-3

10-4

10-5

Récepteur O-CDMA électriqueRécepteur O-CDMA électrique

• Validation :

St=1 simulation St=2 simulation

St=3 simulation St=4 simulation

St=1 theory St=2 theory

St=3 theory St=4 theory

Upper bound of CCR obtained by Salehi

PIC performances for a (64,4,1,1) OOC