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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
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Apr 11, 2023
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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PlanPlan
• 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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Apr 11, 2023
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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PlanPlan
• 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