Analyse de données de monitoring de performance dans les réseaux optiques cohérents

Résumé

L’application conjointe de la détection cohérente, de formats de modulation en amplitude et phase, ainsi que de techniques avancées de traitement numérique du signal (Digital Signal Processing, DSP) et de correction des erreurs (Forward Error Correction, FEC), a permis d’augmenter le débit binaire par canal portant ainsi la capacité de transmission des systèmes optiques à plus de 10 Tb/s par lien. De tels systèmes permet aux opérateurs de réseaux de répondre aux besoins de plus en plus croissant et exigeant des utilisateurs. Cependant, il n’est pas suffisant d’offrir une connexion haut débit aux clients; les opérateurs doivent aussi s’assurer de leur garantir les accords de service (Service Level Agreement, SLA). Dans ce contexte, les systèmes de contrôle du réseau (Network Management System, NMS) mesure en permanence la santé du réseau en recueillant des données à partir des dispositifs déployés dans le réseau. Ces données permettent d’analyser les causes de dégradation de performance dans le réseau et les défaillances des équipements, de gérer les pannes et les interventions de maintenance, et sont utilisées par les planificateurs de réseau pour planifier les déploiements futurs en fonction de la croissance du trafic. D’un autre côté, la disponibilité des données due au développement de l’internet des objets et de la quantité de sources de données connectées a donné naissance à la science des données déjà mise en application dans de nombreux domaines. Avec l’arrivée des systèmes cohérents qui amassent des données via les modules DSP et les moyens de stockage et de traitement de données massives, la science des données est apparue récemment dans le domaine des télécommunications optiques. L’idée centrale de la thèse est de tirer le maximum d’informations et de connaissances en utilisant les techniques de l’analyse des données de performance de 155 connexions optiques collectées sur une période d’un an dans le réseau de production d’un opérateur dans le but de développer une meilleure compréhension des mécanismes de dégradation de performance et de migrer vers des approches proactives de gestion de réseau. La première partie de cette thèse consiste à caractériser les anomalies de performance détectées durant la période d’observation avec pour objectif d’établir des corrélations entre les paramètres. Un regroupement des 155 circuits basé sur leurs caractéristiques statistiques est ensuite fait en appliquant une méthode évolutive de regroupement de séries temporelles afin de découvrir des informations sousjacentes aux données. Enfin, une méthode de détection de dégradation de perte optique dans une liaison optique, basée sur l’utilisation de trois méthodes statistiques complémentaires – Seasonal-Trend decomposition using LOESS, STL, test de Mann-Kendall et Sen’s slope – est proposée et validée avec des données de terrain.

Date	23 juil. 2021
langue originale	Français
Établissement diplômant	École de technologie supérieure
Superviseur	Christine Tremblay (Directeur(-trice)) & Maurice O'Sullivan (Codirecteur(-trice))