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Auteurs indexés : Tarek Eldahrawy. Source : tel-05768822, version 1.

Les réseaux de communication cohérente par fibre optique constituent l'épine dorsale des infrastructures modernes de communication. Une surveillance précise des paramètres des liens est essentielle pour estimer et optimiser la qualité de transmission. Parmi les techniques émergentes, le suivi longitudinal de la puissance côté récepteur (LPM) suscite un intérêt croissant en raison de sa capacité à reconstruire les profils de puissance distribués et à inférer les caractéristiques des liens en utilisant uniquement le traitement numérique du signal côté récepteur (DSP), en exploitant l'interaction non commutative entre la dispersion chromatique et la non-linéarité de la fibre.Cette thèse présente une étude approfondie du LPM à travers des simulations numériques et des validations expérimentales. Elle introduit le LPM à découpage spectral et démontre son efficacité pour la détection de l'inclinaison spectrale intra-bande. De plus, il est montré que le LPM permet l'identification du type de fibre via une cartographie de la dispersion sur plusieurs longueurs d'onde. D'autres applications, validées expérimentalement, incluent la surveillance des fluctuations de gain des amplificateurs Raman contrapropagatifs ainsi que la caractérisation du transfert de puissance dans les systems en bande C+L induit par la diffusion Raman stimulée inter-canaux.Une contribution majeure de ce travail réside dans l'analyse des non-linéarités des amplificateurs optiques à semi-conducteur (SOA) et de leur impact sur l'estimation des profils de puissance basée sur le LPM. Des études numériques approfondies évaluent l'influence des paramètres clés des SOA, conduisant au développement d'une méthode de correction basée sur un modèle, améliorant significativement la précision des estimations. L'approche proposée est validée expérimentalement à l'aide d'un module amplificateur de puissance à semi-conducteur.Enfin, la thèse propose une méthode innovante basée sur le traitement numérique du signal pour la caractérisation rapide des SOA à l'aide d'un récepteur cohérent. Cette technique permet d'estimer la durée de vie des porteurs et le facteur d'élargissement de raie, et se montre robuste pour des amplificateurs en diversité de polarisation avec des états de polarisation d'entrée aléatoires. La validation expérimentale est réalisée sur un prototype d'amplificateur de puissance à semi-conducteur, mettant en évidence la pertinence et l'efficacité de la méthode.

Auteurs indexés : Tarek Eldahrawy. Source : tel-05768822, version 1.

Coherent optical fiber communication networks constitute the backbone of modern communication infrastructure. Accurate monitoring of link parameters is critical for estimating and optimizing quality of transmission. Among emerging techniques, receiver-side longitudinal power monitoring (LPM) has gained significant attention due to its ability to reconstruct distributed fiber power profiles and infer link characteristics using only receiver-side digital signal processing (DSP) by exploiting the non-commutative interaction between chromatic dispersion and fiber nonlinearity.This thesis presents a comprehensive investigation of LPM through numerical simulations and experimental validations. It introduces spectrally sliced LPM and demonstrates its effectiveness in detecting intra-band spectral tilt. Furthermore, LPM is shown to enable blind fiber-type identification via multi-wavelength dispersion mapping. Additional applications which have been experimentally demonstrated include the monitoring of backward Raman amplifier gain ripple and the characterization of power transfer in C+L band systems induced by inter-channel stimulated Raman scattering.A central contribution of this work is the analysis of semiconductor optical amplifier (SOA) nonlinearities and their impact on LPM-based power profile estimation. Extensive numerical studies evaluate the influence of key SOA parameters, leading to the development of a model-based correction method that significantly improves estimation accuracy.The proposed approach is experimentally demonstrated using a booster SOA module. Finally, the thesis proposes a novel DSP-based method for rapid SOA characterization using a coherent receiver. The technique enables the estimation of carrier lifetime and linewidth enhancement factor, and is robust to polarization-diversity operation with random input states of polarization. Experimental validation is conducted on a prototype SOA booster, highlighting the practicality and effectiveness of the approach.