étude et optimisation du réseau fibre optique Douala - Yaoundé - Bafoussam, projet de l'entreprise SEEDCOM global LTD.

CHAPITRE III

SIMULATIONS ET INTERPRETATIONS DES

RESULTATS

ETUDE ET OPTIMISATION DU RESEAU FIBRE OPTIQUE DOUALA - YAOUNDE - BAFOUSSAM,
PROJET DE L'ENTREPRISE SEEDCOM GLOBAL LTD

III.1 INTRODUCTION

Ce chapitre sera consacré à une étude de l'influence du débit binaire sur le bilan de liaison optique. Une étude du réseau existant pour 40 canaux de 10 Gb/s sera d'abord faite à l'aide du logiciel OptiSystem, ensuite une tentative d'amélioration sera effectuée pour 40 canaux de 13 Gb/s, et enfin, nous procèderons à une comparaison du réseau sur le terrain au réseau virtuel optimisé.

III.2 ETUDE DU RESEAU EXISTANT

Le Cameroun dispose d'un vaste réseau fibre optique qui couvre toute l'étendue du territoire National. Le réseau fibre optique Douala - Yaoundé - Bafoussam, objet de notre étude se présente comme un réseau haut débit composé de trois(03) backbones (Douala -Yaoundé, Yaoundé - Bafoussam et Bafoussam - Douala). Les tableaux III-1, III-2 et III-3 ci-dessous présentent les paramètres de chaque backbone et la Figure III.1 illustre un aperçu des transmissions de ce réseau.

Paramètres backbone Douala - Yaoundé
Fabricant de la fibre optique	Nexans, Acome, Huawei
Type de câble fibre optique	Monomode
Génération de fibre optique	G652 D
Nombre de Brins	24 /48/96
Longueur Maximale du Backbone	245 km environ
Longueurs d'ondes utilisées	1310 nm et 1550 nm
Fibre de compensation(DCF)	oui
Nombre d'amplificateurs EDFA	4
Bilan optique à 1310nm	110,35dB
Bilan à 1550 nm	74,65dB
Bande passante	100 G
Débit par canal	10 Gb/s
Nombre de canaux	40/80
Débits total	8 Tb/s
Multiplexeurs/Démultipleurs	WDM
Equipement de transmission	Optix OSN 8800/3500 Huawei
Logiciel d'intégration et de supervision	iManager _NetEco_6000_V600R002C00SP00
Tableau III-1 : Paramètres du backbone Douala - Yaoundé
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Paramètres backbone Yaoundé - Bafoussam
Fabricant de la fibre optique	Nexans, Acome, Huawei
Type de câble fibre optique	Monomode
Génération de fibre optique	G652 D
Nombre de Brins	24 /48/96
Longueur maximale du Backbone	325 Km environ
Longueurs d'ondes	1310 nm et 1550 nm
Fibre de compensation(DCF)	oui
Nombre d'amplificateurs EDFA	6
Bilan à 1310nm	126,53 dB
Bilan à 1550 nm	85,53 dB
Bande passante	100 G
Débit par canal	10 Gb/s
Nombre de canaux	40/80
Débit total	Débit total : 8 Tb/s
Multiplexeurs /Demultipleurs	WDM
Equipement de transmission	Optix OSN 8800/3500 Huawei
Logiciel d'intégration et de supervision	iManager_NetEco_6000_V600R002C00SP00

Tableau III-2 : Paramètres du backbone Yaoundé - Bafoussam

Paramètres backbone Bafoussam - Douala
Fabricant de la fibre optique	Nexans, Acome, Huawei
Type de câble fibre optique : Monomode	Monomode
Génération de fibre optique	G652 D
Nombre de Brins	24 /48/96
Longueur maximale du Backbone	266 environ
Longueurs d'ondes utilisées	1310 nm et 1550 nm
Fibre de compensation(DCF)	oui
Nombre d'ampliateurs EDFA	6
Bilan à 1310nm	119,25 dB
Bilan à 1550 nm	80,75 dB
Bande passante	100 G
Débit par canal	10 Gb/s
Nombre de canaux : 40/80	Nombre de canaux : 40/80
Débit total	10 Tb/s
Multiplexeurs/Demultipleurs	WDM
Equipement de transmission	Optix OSN 8800/3500 Huawei
Logiciel d'intégration et de supervision	iManager_NetEco_6000_V600R002C00SP00
Tableau III-3 : Paramètres du backbone Bafoussam - Douala.
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Fibre optique G652 D

Sites WDM (OSN 8800/6600/3500) NG - SDH Sites (OSN 3500)

Bafoussam

ü

2*STM-64(WDM), 1*STM-64, 2*STM-4

ü 2*STM-1, 3*E3, 126*E1, 8*FE

15

Bandjoun

Loum

ü 1*STM-16

ü 63 *E1

ü 4*FE

50

40

35

56

Mbanga

ü 1*STM-64(WDM)

ü

65

63 *E1

ü 4*FE

40

Bafang

ü STM-16

ü 63 *E1

ü 4*FE

Nkongsamba

ü 1*STM-64(WDM)

ü 1*STM-16

ü 63 *E1

ü 4*FE

Bangangté

ü 1*STM-64(WDM)

ü 4*FE

58

Makenéné

72 Bafia

ü 1*STM-64

ü 2*STM-4

ü 4*FE

95

60

Douala

ü 3*STM-64(WDM)

ü 2*STM-4

ü 2*STM-4

ü 4*STM-1

ü 2*STM-1, 6*E3

ü 3*E3

ü 63*E1, 1*GE

ü 1*GE, 1*GE1*GE

ü

45

Obala

ü 4*FE

50

12*FE Pouma

35

Matomb

45

60

Mboumnyebel

Edéa

ü 1*STM -64(WDM)

ü

Yaoundé

63 *E1

ü ü 2*STM-64(WDM)

ü 1*STM-64, 2*STM-4, 2*STM-4, 4*STM-1

ü 2*STM-1, 6*E3, 63*E1, 1*GE, 1*GE

ü 1*GE, 12*FE

4*FE

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Figure III.1 : Aperçu sur les transmissions du réseau fibre optique existant.

III.2.1 Présentation du logiciel de simulation OptiSystem

Le logiciel OptiSystem développé par une société canadienne Optiwave ; Optical Communication System Design Software, permet aux ingénieurs et aux chercheurs de concevoir, simuler et d'analyser les systèmes de transmission optique. Le logiciel OptiSystem permet de tester et optimiser pratiquement n'importe quel type de liaison optique, il est basé sur la modélisation réaliste des systèmes de communication par fibre optique. Cette plateforme est constituée des composants virtuels de la bibliothèque capables de reproduire le même comportement et le même effet spécifie en fonction de la précision sélectionnée et leur efficacité reproduite par les composants réels. La bibliothèque de composants permet d'entrer les paramètres qui peuvent être mesurés à partir de périphériques réels, ces composants s'intègrent aux équipements de test et de

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mesure des différents fournisseurs. Les outils de visualisation avancée produisent le signal sonore, les diagrammes de l'oeil, l'état de la polarisation. [14]

Le logiciel est élaboré pour la conception du système de communication optique du composant au niveau de la couche physique, le calcul du taux d'erreur binaire (BER ou TEB) et le calcul du bilan de liaison, la conception des réseaux TDM/WDM et les réseaux optiques passifs (PON), l'espace libre pour les systèmes optiques (OSA) et la conception d'émetteur de canal et d'amplificateurs.

III.2.1.1 Interface du logiciel OptiSystem

Pour lancer OptiSystem, nous devons effectuer l'action suivante : dans le menu démarrer, sélectionnez Programs > Optiwave Software> OptiSystem 16 >, OptiSystem se charge et l'interface utilisateur graphique et une fenêtre principale répartie en plusieurs parties apparaît. La figure III.2 ci-dessous montre l'interface graphique du logiciel OptiSystem. [14]

Figure III.2 : Interface graphique du logiciel OptiSystem.

L'interface graphique de l'OptiSystem contient les fenêtres destinées pour la bibliothèque des composantes qui nous donne accès aux différents composants afin de concevoir et créer le système désiré.

Le navigateur du Projet (Projet en cours) est la fenêtre qui contient tous les composants utilisés lors du projet afin de pouvoir accéder plus rapidement aux différents composants, particulièrement dans le cas d'un projet complexe qui contient un nombre important de composants.

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L'éditeur du layout est la fenêtre principale dans laquelle on insère des composants dans la mise en page, modifiez les composants et créez des connexions entre les composants. Il permet l'édition et la configuration du schéma en cours de conception.

Pour exécuter une simulation on procède suivant la figure III.3 suivante. [14]

Figure III.3 : lancement de la simulation.

III.3 SIMULATIONS DE L'EXISTANT POUR 40 CANAUX DE 10 Gb/s ET RESULTATS Backbone Douala - Yaoundé : 245 Km environ

· Le Bloc émission (transmetteur WDM, WDM Mux 40 x 1)

Les paramètres du transmetteur WDM sont dressés dans le tableau III-4 ci-dessus.

Transmetteur WDM			Paramètres
Valeurs		Fréquence centrale
193.1 TH		Espace entre canal
100 GHz		Débit binaire par canal
10 Gb/s		Puissance
0 dB		Modulation
RZ

Tableau III-4 : Paramètres du transmetteur WDM Backbone Douala - Yaoundé. Le WDM Mux 40 x 1 est un multiplexeur 40 entrées et une sortie.

· Bloc transmission( SMF, EDFA, DCF, Contrôle de boucle)

Le bloc de transmission est constitué de la fibre optique monomode G652 D de longueur 245 Km environ répartie en deux tronçons, des amplificateurs EDFA, des fibres compensatrices et d'une boucle de contrôle. Les paramètres de simulation de ce bloc sont représentés dans le tableau III-5 suivant.

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	1er Tronçon					2^ème Tronçon				Paramètres
SMF-1	DCF-1		G1	G2	SMF-2	DCF-2	G3	G4	Longueur(Km)
125	26,6				120	25,5			Atténuation (dB/Km)
0,2	0,5				0,2	0,5			Dispersion (ps/ ( nm.km))
17	-80				17	-80			Gain EDFA-1 (dB)
			25						Gain EDFA-2 (dB)
				13,3					Gain EDFA-3 (dB)
							24		Gain EDFA-4 (dB)
								12 ,7

Tableau III-5 : Paramètres de simulation du bloc de transmission Douala - Yaoundé.

Notons que la longueur de la fibre compensatrice est déterminée par la relation suivante : LSMF x DSMF = LDCF x DDCF, les spécifications techniques de ces deux fibres se trouvent en annexe du document.

Le gain de chaque amplificateur EDFA est obtenu en multipliant l'atténuation linéique par la longueur de la fibre considérée. L'amplificateur EDFA-1 compense les atténuations de la fibre SMF-1, l'amplificateur EDFA-2 compense les atténuations de la fibre DCF-1 pour le premier tronçon. Les amplificateurs EDFA-3 et EDFA-4 compensent respectivement les atténuations de la fibre SMF-2 et DCF-2 dans le deuxième tronçon.

Le contrôle de boucle permet de définir le nombre de fois où le signal se propage dans les composants connectés entre les ports d'entrée et de sortie du contrôle de boucle.

· Bloc de réception (WDM Démux ES, Récepteur optique (Rx), Analyseur BER). Les paramètres du démultiplexeur sont dressés dans le tableau III-6 ci-dessus :

WDM Démux ES
Paramètres	Valeur
Fréquence centrale	1555 nm
Espace entre canal	100 GHz
Largeur de bande	80 GHz

Tableau III- 6 : Paramètres du démultiplexeur WDM Démux ES Douala - Yaoundé.

Le récepteur optique(Rx) est constitué des photodiodes avalanche (APD), des filtres, etc. L'analyseur BER est utilisé pour analyser les performances du système. La figure III-4 illustre le schéma bloc du système.

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Figure III- 4 : Schéma bloc du système 40 x 10 Gb/s Backbone Douala - Yaoundé (245 Km).

Résultats de simulation

Figure III.5 : Evolution de Q liaison 40 x 10 Gb/s Backbone Douala - Yaoundé.

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Figure III.6: Diagramme de l'oeil liaison 40 x 10 Gb/s Backbone Douala - Yaoundé.

Simulation Backbone Bafoussam - Douala : 266 Km environ.

Les blocs d'émission et de réception restent inchangés, seul le bloc de transmission subit des modifications majeures pour une distance de 266 Km. Les paramètres de simulation de ce bloc sont représentés dans le tableau III-7 suivant.

Paramètres 1^er Tronçon	SMF-1	DCF-1	G1	G2
Longueur(Km)	90	19,12
Atténuation (dB/Km)	0,2	0,5
Dispersion (ps/ ( nm.km))	17	-80
Gain amplificateur EDFA-1(dB)			18
Gain amplificateur EDFA-2(dB)				9,56
Paramètres 2^èmeTronçon	SMF-2	DCF-2	G3	G4
Longueur(Km)	90	19,12
Atténuation (dB/Km)	0,2	0,5
Dispersion (ps/ ( nm.km))	17	-80
Gain amplificateur EDFA-3(dB)			18
Gain amplificateur EDFA-4(dB)				9,56
Paramètres 3^ème Tronçon	SMF-3	DCF-3	G5	G6
Longueur(Km)	86	18,27
Atténuation (dB/Km)	0,2	0,5
Dispersion (ps/ ( nm.km))	17	-80
Gain amplificateur EDFA-5(dB)			17,2
Gain amplificateur EDFA-6(dB)				9,13

Tableau III-7 : Paramètres de simulation bloc de transmission Backbone Bafoussam - Douala.

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La figure III-7 illustre le schéma bloc du système

Figure III-7: Schéma bloc du système 40 x 10 Gb/s Backbone Bafoussam - Douala (266 Km).
Résultats de simulation

Figure III.8 : Evolution de Q liaison 40 x 10 Gb/s Backbone Bafoussam -Douala.

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Figure III.9 : Diagramme de l'oeil liaison 40 x 10 Gb/s Backbone Bafoussam -Douala.

Simulation de la Dorsale Yaoundé - Bafoussam : 325 Km environ

Les blocs d'émission et de réception restent inchangés, seul le bloc de transmission subit des modifications majeures pour une distance de 325 Km. Les paramètres de simulation de ce bloc sont représentés dans le tableau III-8 suivant.

Paramètres 1^er Tronçon	SMF-1	DCF-1	G1	G2
Longueur(Km)	108	22,95
Atténuation (dB/Km)	0,2	0,5
Dispersion (ps/ ( nm.km))	17	-80
Gain amplificateur EDFA-1(dB)			21,6
Gain amplificateur EDFA-2(dB)				11,47
Paramètres 2^èmeTronçon	SMF-2	DCF-2	G3	G4
Longueur(Km)	108	22,95
Atténuation (dB/Km)	0,2	0,5
Dispersion (ps/ ( nm.km))	17	-80
Gain amplificateur EDFA-3(dB)			21,6
Gain amplificateur EDFA-4(dB)				11,47
Paramètres 3^ème Tronçon	SMF-3	DCF-3	G5	G6
Longueur(Km)	109	23,16
Atténuation (dB/Km)	0,2	0,5
Dispersion (ps/ ( nm.km))	17	-80
Gain amplificateur EDFA-5(dB)			21,8
Gain amplificateur EDFA-6(dB)				11,58

Tableau III-8:Paramètres de simulation bloc de transmission Backbone Yaoundé -Bafoussam.

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La figure III-10 illustre le schéma bloc du système.

Figure III-10: Schéma bloc du système 40 x 10 Gb/s Backbone Yaoundé - Bafoussam (325 Km). Résultats de simulation

Figure III.11 : Evolution de Q liaison 40 x 10 Gb/s Backbone Yaoundé - Bafoussam.

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Figure III.12: Diagramme de l'oeil liaison 40 x 10 Gb/s Backbone Yaoundé- Bafoussam.