Flexible optical transport networks : benefits of the combination of time and spectral domains to adapt the granularity of optical resources to the needs of operators

Les demandes de trafic de plus en plus importantes lancent un défi aux opérateurs de télécommunications qui souhaitent augmenter plus la capacité des réseaux tout en réduisant les coûts CAPEX et OPEX. Afin de répondre à ces défis, l’amélioration de la flexibilité de l'allocation des ressources réseau, possiblement associée avec un routage du trafic IP directement au niveau de la couche optique ont été identifiés comme un axe de recherche majeur. Dans ce contexte, l’approche « TIme and Spectral Optical Aggregation (TISA) » a été proposée. TISA permet d’effectuer une agrégation purement optique avec une granularité la plus fine possible grâce à la combinaison des domaines temporel et spectral. Le principal objectif de cette thèse était la réalisation en laboratoire de la preuve du concept TISA. Pour ce faire, nous avons conçu et réalisé un émetteur optique OFDM multi-bandes à haute pureté spectrale en utilisant un laser rapidement accordable. Ce laser est mis en œuvre en combinant des lasers à cavité externe à faible bruit de phase et des portes optiques à base de SOAs. Cet émetteur est capable de générer des rafales aux formats DP-QPSK et DP-16QAM portés par la modulation OFDM en introduisant une petite pénalité sur la performance par rapport au mode continu. Ces signaux ont été analysés après transmission à travers un réseau TISA. Les taux d’erreurs binaires obtenus montrent une pénalité inférieure à 1 dB pour les deux formats de modulation. Ces résultats montrent la faisabilité du TISA et sa capacité à effectuer une agrégation tout-optique et un routage transparent tout en offrant une granularité de sous-longueur d'onde dans les domaines temporel et spectral.The ever increasing traffic demand is a big challenge for the operators to increase the network capacity while lowering CAPEX and OPEX. To address these challenges, it is expected to increase flexibility of the network resources allocation while realizing directly the IP traffic routing in the optical layer. In this background, the “TIme and Spectral optical Aggregation (TISA)” approach has thus been proposed to allow a purely optical aggregation with the finest possible granularity thanks to the combination of temporal and spectral domains. The main objective of this thesis was to realize a proof of concept of the TISA concept to demonstrate experimentally the feasibility of the TISA solution. To accomplish this objective, we have designed and realized a multi-band OFDM optical burst transmitter with a narrow linewidth fast tunable laser. This laser has been implemented by combining external cavity lasers with semiconductor optical amplifier based optical gates. The transmitter is able to generate OFDM bursts in both DP-QPSK and DP-16QAM modulation formats while introducing a small penalty compared to the continuous flows configuration. We have performed the transmission of these bursts through the TISA network and have measured the bit error rates, which show less than 1 dB penalty for both modulation formats. Our results clearly show the feasibility of the TISA solution and demonstrate the ability to perform a purely optical aggregation/disaggregation and transparent routing while offering a sub-wavelength granularity in both time and spectral domains at the optical layer level