Performance issues in metropolitan optical networks (packet format, MAC protocol and QoS)

Aujourd'hui, les points clefs dans l'ingénierie des réseaux métropolitains sont la flexibilité, la mise à l'échelle et les performances au niveau du protocole d'accès. Dans ce contexte, nous identifions la solution la plus simple et la plus rapide, capable de transporter différents types de connexions avec la qualité de service (QoS) demandée, dans les réseaux métropolitains optiques basés sur des architectures en anneau et un protocol d'accès CSMA/CA optique. Dans cette thèse, nous explorons d'abord les aspects liés aux performances et au trafic et nous donnons les arguments nécessaires pour le choix du formant du paquet optique (par exemple fixe ou variable), en s'appuyant sur l'analyse de l'intéraction entre l'interface électro-optique, ainsi que sur l'influence du format du paquet optique sur les performances du protocoles d'accès. Puisque l'un des objectifs est de mettre au point un protocole d'accès capable de supporter différents types de connexions avec la QoS demandée, les problématiques de l'équité et de la garantie de la QoS sont explorées et de nouvelles solutions sont proposées. D'abord nous proposons deux mécanismes, appelés Glue MAC et SPACES (Smart sPACEd tranSmission), qui préviennent de manière efficace les problèmes d'équités, en termes de fragmentation de la bande passante et de priorité positionnelle. Ensuite, nous introduisons une expression analytique pour mesurer quantitativement la distribution de l'équité sur l'ensemble des noeuds de l'anneau. Finalement, nous proposons une technique d'accès hybride qui combine les caractéristiques de l'approche de CSMA/CA et du protocole d'accès à jeton(s).The key problems in networking in metropolitan area are flexibility and performance at MAC level. In this context, we identify the simpler and the faster solution to deliver the client layer information in presence of different QoS demands in metropolitan optical networks, employing ring topology and optical CSMA/CA protocol. The problem of choosing an optical packet format (i. e. fixed or variable is extremely delicate because a large array of arguments for a response to the problem of electing the best approach based on the analysis of interaction between electrical to optical interface and packet format as well as the influence of optical packet format on access protocol performance. Since one of our objectives is to design an access protocol with QoS capabilities, the important aspects of fairness and QoS introduction in metropolitan optical networks are explored and new solutions are designed to deal with these problems. Firstly, we propose two mechanisms, named Glue MAC and SPACES (Smart spACEd tranSmission), Which efficiently prevent from bandwidth fragmentation and positional priority fairness problems. Next, we introduce a quantitative measure of fairness distribution among access points in ring topologies. Finally, we design a hybrid access scheme which combines features of CSMA/CA scheme, and a transparent transport of TDM-based flows.EVRY-BU (912282101) / SudocEVRY-INT (912282302) / SudocSudocFranceF