Advances in nonlinear Fourier transform based optical fiber communication

Communications optiques avancées basées sur la transformée de Fourier non-linéaire L’augmentation drastique des débits d’information au cours des dernières années se confronte de plus en plus aux limites de capacité de la fibre optique. Les schémas de communication actuellement employés sont limités par le caractère non linéaire du canal de communication. Une approche prometteusepour surmonter ces limitations est fournie par la transformée de Fourier non linéaire (NFT). Le signal à transmettre est décomposé sur la base de modes spectraux non-linéaires qui se propagent indépendamment, permettant ainsiune transmission de données sans interférence sur une fibre optique.Dans cette thèse, nous élargissons l’applicabilité de la NFT au multiplexage enpolarisation de signaux NFDM (pour multiplexage par répartition en fréquence non linéaire), de qui permet de doubler les débits binaires pouvant être atteints par rapport au modèle NFDM à simple polarisation simple.La NFT conventionnelle s'appuie sur des conditions aux limites nulles pour assurer la propagation indépendante des degrés de liberté non linéaires. Cela oblige à effecteur la transmission en mode rafale, chacune étant séparée par des intervalles de garde pour s’affranchir de l’interférence inter-symbole.Une alternative consiste à la mise en œuvre de signaux de type NFT conçus pour des conditions aux limites périodiques. Dans ce cas,la transmission s'effectue avec un préfixe cyclique : une seule période est traitée aurécepteur, ce qui réduite la puissance de calcul nécessaire. Nous montrons que le spectre d’un signal NFT périodique est préservé expérimentalement et fournissons la première réalisation d’une transmission de données baséesur la NFT périodique.L’un des problèmes majeurs de la conception des signaux basés sur la NFT périodique est d’obtenir des spectres correspondant à des signaux de période non infinie. Les signaux obtenus à partir du NFT périodique permettent une description analytique de ce type de solutions. Nous proposons de l'exploiter pour simplifier le problème de la conception du signal et proposons plusieurs nouveaux schémas de modulation du spectre NFT périodique.