Post-Doc : Analyse de la valeur de l'introduction d'amplis optiques multi-coeurs dans les réseaux de transport longue distance F/H

Description de l'offre

about the role

Effectuer un travail de recherche sur l'analyse de la valeur de l'introduction d'amplis optiques multi-coeurs dans les réseaux de transport longue distance.

Vous trouverez ci-dessous la description du contexte de ce travail de recherche.

La mission et les principaux objectifs scientifiques seront précisés sous le titre "Entité".

Les études développées dans le cadre de ce post-doc auront vocation à alimenter le projet FUI21 EFFLAM (Pôle Images & Réseaux) et à éclairer les choix technologiques d'Orange pour faire face à l'explosion des débits transportés par les réseaux de transport longue distance [1].

Le projet EFFLAM (Evolution des inFrastructures de réseaux de Fibres optiques grâce à L'Amplification à fibres Multi-coeurs) a pour objectif de développer des amplificateurs mutualisés à base de fibre multi-coeur dopée pour les futurs systèmes de transmission optique. Ces amplificateurs auront vocation, d'une part, à assurer l'amplification en ligne dans des systèmes utilisant de multiples fibres monomodes en parallèle et, d'autre part, à permettre la concentration des nombreuses fonctions d'amplification nécessaires dans les équipements d'insertion/extraction optiques.

Compte tenu de l'augmentation du trafic dans les réseaux de transport (~30% par an dans les prochaines années) et des limites des fibres monomodes actuelles, le recours au multiplexage spatial deviendra pertinent à partir du début de la prochaine décennie, pour les artères les plus chargées.

Parmi les diverses solutions envisagées, celles consistant à utiliser des faisceaux de fibres monomodes est la seule applicable à court terme et devrait prédominer dans les deux prochaines décennies. Elle permet aux opérateurs de mieux tirer parti, dans un premier temps, de leur réseau de fibres existant et, dans un deuxième temps, des câbles contenant un grand nombre de fibres monomodes.

La mutualisation des fonctions d'amplification présente un avantage économique certain en réduisant les coûts d'achat et d'exploitation des équipements. La structure des câbles en faisceaux de 12 fibres incite à retenir ce facteur pour la mutualisation.

EFFLAM réalisera des prototypes d'amplificateur optique à base de fibres dopées Erbium-Ytterbium à 12 coeurs, avec pour ambition d'égaler les performances des amplificateurs actuels. Outre la fabrication des fibres dopées, plusieurs amplificateurs multi-coeurs pouvant se raccorder facilement aux fibres monomodes existantes seront produits et testés sur un banc de transmission WDM et au sein d'une maquette de ROADM C/D/C.

EFFLAM évaluera aussi la pertinence économique de l'introduction de telles technologies dans les réseaux de transport longue distance afin de répondre à la croissance capacitaire. Cette étude pourrait intéresser fortement nos collègues d'IMT/OINIS qui quotidiennement doivent répondre à ce challenge.

Les acteurs japonais s'intéressent depuis de nombreuses années à ce sujet, et NTT en particulier a développé des prototypes de fibres multi-coeurs passives pour le transport et actives pour l'amplification optique [2]. Les fabricants de fibres (Corning, OFS, Sumitomo, Furukawa...) s'intéressent aussi fortement à ce sujet, en particulier aux fibres multi-coeurs passives. De son côté, l'ORC à l'Université de Southampton a déjà proposé des prototypes d'amplificateurs optiques multi-coeurs [3].

about you

Vous avez de solides connaissances sur les réseaux de transport optique, afin d'être à même de spécifier les besoins, d'élaborer les scénarios réseaux, de modéliser les éléments qui s'y insèreront, et de mener les études de dimensionnement correspondantes.

Vous appréciez la recherche, êtes tenace et persévérant, et n'hésitez pas à fédérer les compétences de vos encadrants et partenaires du projet EFFLAM pour atteindre vos objectifs. Vous êtes familier des outils relatifs à la simulation des réseaux de transport optique (Networks, OMNET++, VPI TransmissionMaker...) et maîtrisez la manipulation de tableur comme Excel ou d'outils de simulation mathématiques comme Matlab. Vous maîtrisez l'anglais lu, écrit et parlé.

Vous êtes de formation ingénieur ou diplômé(e) d'un master recherche.

Vous avez soutenu avec succès votre thèse dans un domaine proche du sujet de postdoc (réseaux de transport optique).

additional information

Vous intégrerez l'un des labos de recherche d'opérateurs les plus actifs et performants qui a déjà conduit de nombreux doctorant(e)s et postdocs au succès (publications, brevets...). Vous aurez accès à des outils de simulations performants au meilleur niveau de l'état de l'art. Vous bénéficierez d'un encadrement de qualité qui a fait ses preuves. Au travers du large spectre technique du sujet proposé, vous acquerrez des compétences variées qui seront facilement valorisables à la fin du postdoc. Vous aurez aussi la possibilité de collaborer avec d'autres chercheurs du domaine au travers de la participation d'Orange au projet collaboratif FUI21 EFFLAM.

Références

[1] A.D. Ellis, J. Zhao, and D. Cotter, “Approaching the non-linear Shannon limit”, IEEE Journal of Lightwave Technology, Vol. 28, n°4, pp. 423-433 (2010).

[2] H. Ono et al., “12-Core Double-Clad Er/Yb-Doped Fiber Amplifier Employing Free-space Coupling Pump/Signal Combiner Module,” European Conference on Optical Communications, Paper We.4.A.4, London, September 2013.

[3] S. Jain et al., “12-Core Inline Multicore Fiber Amplifier for Dense Space Division Multiplexed Transmission Systems,” European Conference on Optical Communications, Postdeadline Paper, Düsseldorf, September 2016.

department

Ce postdoc aura lieu dans l'équipe SOAN (Synchronisation and Optical Agile Network) du laboratoire TEA (Transport Equipment and Architecture for Optical and Multilayer Networks). L'équipe SOAN est composée d'une vingtaine de personnes (ingénieurs, techniciens, thésards, post-docs) dont une dizaine sur les activités de recherche en systèmes de transmission et réseaux optiques terrestres et sous-marins. Elle dispose de bancs expérimentaux (dédiés à chacun de ces sujets) offrant de nombreuses possibilités de tests et en évolution permanente de façon à intégrer les dernières innovations dans le domaine aussi bien d'un point de vue composants que d'un point de vue appareils de mesure.

* Description de la mission et des principales activités associées à la thèse

Ce post-doc a pour objectif d'évaluer les impacts de l'introduction de l'amplification optique à fibre multi-coeurs dans le réseau de transport.

Le premier aspect concerne la conception des systèmes (systèmes de transmission sur faisceaux de fibres et brasseurs optiques intégrant des amplificateurs mutualisés) tandis que le second porte sur les impacts de la mutualisation des fonctions d'amplification dans les réseaux brassés. Plusieurs types d'études seront conduites, allant de la spécification des besoins et de l'élaboration des scénarios réseau, à la modélisation des éléments de réseau jusqu'aux études de dimensionnement.

Les travaux iront de la définition d'une méthodologie de comparaison entre designs de réseau à base d'amplificateurs mono-coeur ou multi-coeurs sous différentes hypothèses de trafic ou de type de ROADM, jusqu'à la réalisation d'un prototype d'outil de comparaison et son utilisation dans des réseaux de transport d'architecture simplifiée.

La première tâche sera dédiée à l'étude de l'impact de l'amplification à fibre multi-coeurs sur les équipements de transmission (systèmes de ligne et ROADM). Cette tâche regroupera l'ensemble des études menées dans le cas où les amplificateurs optiques multi-coeurs sont utilisés pour mutualiser les fonctions d'amplification entre plusieurs fibres de ligne. Elle a notamment pour objectif d'identifier les modifications principales apportées au niveau des fonctionnalités des équipements.

Les activités porteront sur :

ol'étude de la mutualisation selon la position des amplificateurs : booster, site amplification seule, site ROADM ;

ol'analyse de l'impact sur les possibilités de brassage (aux niveaux canal optique, fibre, faisceau de fibres) et la proposition de règles d'ingénierie associées.

La seconde tâche étudiera plus spécifiquement l'impact de l'amplification à fibre multi-coeurs sur l'architecture des réseaux optiques brassés. On y analysera l'impact fonctionnel de l'usage de l'amplificateur à fibre multi-coeurs sur la couche physique des réseaux brassés. Ces travaux seront menés en s'appuyant sur des topologies de réseau représentatives d'un réseau national ou continental. Les études prendront en compte une phase initiale d'introduction des amplificateurs multi-coeurs sur la base du réseau de câbles existant. Elles décriront ensuite des phases successives de déploiement de ce type d'amplificateurs selon l'évolution des infrastructures de câbles.

Les activités porteront sur:

oLa définition des hypothèses (modèles de coût, type de réseaux, trafic, fonctionnalités des équipements en lien avec la 1ère tâche);

oEtudes de dimensionnement intégrant les règles d'ingénierie proposées dans la 1ère tâche;

oAnalyse multicritère (coût, énergie, facilité d'exploitation) des solutions.

contract

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