Les systèmes embarqués communicants sont de plus en plus présents dans notre environnement quotidien sous formes de PDA, téléphones portables, etc. Ces sytèmes se doivent d'être ouverts afin de pouvoir accueillir de nouvelles applications tout au long de leur cycle de vie. Ils possèdent alors des contraintes fortes de types qualité de service, sécurité, tolérance aux fautes, etc. La programmation à base de composants apparaît comme une solution prometteuse pour le développement de tels systèmes. Cependant, un des frein à l'adoption de ce type de programmation est que les modèles à composants n'intègrent pas les aspects de gestion de qualité de service. <br />Ce travail de thèse présente une architecture de gestion de qualité de service pour les systèmes embarqués mobiles à composants. Cette architecture, appelée Qinna, est définie à l'aide de composants Fractal et permet la mise en œuvre, ainsi que la gestion dynamique, de contrats de qualité de service entre les différents composants d'un système. L'originalité de l'approche proposée permet de prendre en compte la qualité de service quelque soit le niveau considéré du système (niveau applicatif, niveau services, niveau système d'exploitation et niveau ressources).<br />L'architecture Qinna a été validée par une évaluation qualitative à base de patrons génériques d'architecture, puis par une évaluation quantitative permettant de montrer que le coût de l'architecture reste faible.<br />Le travail réalisé ouvre de nombreuses perspectives de recherche notamment celle de généraliser l'approche utilisée (définition d'une architecture abstraite de composant pour la prise en charge de la gestion d'une propriété non-fonctionnelle, ici la QdS) à d'autres propriétés non-fonctionnelles (par exemple la sécurité ou la tolérance aux fautes), et d'en tirer des conclusions sur la définition et la génération de conteneurs ouverts.

Cette thèse a pour objectif de proposer de nouvelles approches d'ordonnancement, de coopération et de gestion de la mobilité dans les réseaux sans fil de type IEEE 802.11. Le maintien de la qualité de service (QoS), au niveau MAC, représente la caractéristique fondamentale de ces approches. L'analyse des mécanismes existants nous a conduits à retenir le protocole EDCF, supportant la QoS, comme une base de travail pour l'ensemble de nos propositions. Dans le but de pallier certaines faiblesses du standard 802.11, une nouvelle architecture à base de multi-ordonnanceurs HCF-T, est proposée. Les performances obtenues sont exprimées en termes de gestion du trafic, de maintien du débit, d'élimination de collisions et de réduction de la charge du réseau. Ensuite, un schéma coopératif est présenté et analysé. Il comporte une étude de deux protocoles de relayage AAF et DAF ainsi qu'une évaluation d'un ensemble de techniques de combinaison au niveau du récepteur. Concernant la problématique de la mobilité, nous avons retenu et analysé un scénario prenant en considération les différentes situations rencontrées dans un modèle réel. Un algorithme de résolution multi-couvertures est proposé afin de traiter l'accès dans les zones de recouvrement. Cette étude a mené à distinguer trois régimes de mobilité : faible, moyen et fort. Les performances sont évaluées en fonction des métriques MAC et pour chaque mode de mobilité, un schéma de synthèse est établi

Les télécommunications sans fil ont connu ces dernières années un immense succès à tel point que le spectre des fréquences est désormais surchargé et nécessite la disponibilité de nouvelles ressources. Pour répondre à ce besoin, des techniques de réutilisation dynamique du spectre ont alors vu le jour sous la dénomination de radio cognitive. Elles consistent à partager de manière opportuniste et efficace certaines fréquences ayant été initialement allouées à d'autres systèmes. Cette thèse se place dans le contexte de réseaux sans fil tactiques hétérogènes comportant des segments de radios cognitives. La difficulté provient alors de la garantie de qualité de service de bout en bout : respect du débit négocié, du délai et de la gigue. Nous nous sommes tout d'abord intéressés au contrôle d'admission dans ce type de réseaux en proposant une méthode de calcul de bande passante résiduelle de bout en bout s'appuyant sur un algorithme de complexité polynomiale et pouvant être implanté de manière distribuée. Nous nous sommes ensuite concentrés sur le routage en proposant une nouvelle métrique tenant compte des particularités de ce type de réseaux. Enfin, nous nous focalisons sur la thématique du routage à contraintes multiples en étudiant et implantant en environnement réel des algorithmes d'approximation proposés dans la littérature. / The unprecedented success of wireless telecommunication systems has resulted in the wireless spectrum becoming a scarce resource. Cognitive Radio systems have been proposed as the enabling technology allowing unlicensed equipments to opportunistically access the licensed spectrum when not in use by the licensed users. The focus of this thesis is on heterogeneous tactical networks deploying cognitive radios in parts or in their entirety. Such networks can be organized in multiple sub-networks, each characterized by a specific topology, medium access scheme and spectrum access policy. As a result, providing end-to-end Quality of Service guarantees in terms of bandwidth, delay and jitter, emerges as a key challenge. We first address the admission control in multi-hop cognitive radio networks and propose a polynomial time algorithm that can be implemented in a distributed fashion for estimating the end-to-end bandwidth. Then, we focus on routing and propose a new metric that takes into account the specifics of such networks. Finally, as quality of service requirements can be expressed using multiple metrics, we turn our attention to multi-constrained routing and implement on a real testbed low complexity approximation algorithms.

Les réseaux de capteurs sans fil (RCSFs) ont suscité un grand intérêt scientifique durant cette dernière décennie. Un des grands défis des RCSFs est d'assurer une communication avec la Qualité de Service (QoS) exigée par l'application tout en prenant en considération les contraintes intrinsèques des capteurs. Un autre défi est relatif à la génération des trafics hétérogènes avec des priorités diverses, ce qui impose des contraintes supplémentaires aux différents protocoles de communication. Dans cette thèse, nous nous intéressons aux protocoles de routage dédiés aux RCSFs. Dans un premier temps, nous proposons des améliorations de deux protocoles appartenant à deux catégories différentes de routage. L'objectif est de surmonter les contraintes liées aux caractéristiques des capteurs sans fil et d'assurer de meilleure performance. Dans un deuxième temps, nous proposons une solution pour remédier à la vulnérabilité de la technique des chemins multiples aussi bien dans le cas d'une seule source ou que dans le cas de plusieurs sources. Ainsi, nous avons proposé un protocole de routage à chemins multiples, capable de créer des chemins tout en évitant l'effet du rayon de détection de porteuse. Ce protocole nommé « Carrier Sense Aware Multipath Geographic Routing (CSA-MGR) », satisfait la QoS exigée par les RCSFs. Comme application directe de notre solution, nous avons étudié un scénario d'irrigation par goutte-à-goutte en utilisant les RCSFs. Principalement, nous nous sommes intéressés au cas d'un dysfonctionnement de système, tel que la rupture des tuyaux d'irrigation ou bien le blocage des émetteurs. Ainsi, nous distinguons deux niveaux de priorité pour les informations transmises par le réseau, et en utilisant le protocole CSA-MGR, nous concevons un routage selon la priorité exigée. Notre travail a été validé avec NS2 et TOSSIM ainsi par une implémentation réelle sur des noeuds capteurs TelosB. Les résultats des simulations numériques et des tests expérimentaux montrent l'apport de nos contributions par rapport aux solutions existantes. / Wireless Sensor Networks (WSNs) have aroused great scientific interest during the last decade. One of the greatest challenge of WSNs is to ensure communication with the Quality of Service (QoS) required by the application while taking into account the inherent constraints of the sensor nodes. Another challenge is related to the generation of heterogeneous traffic with different priorities, which imposes additional constraints on different communication protocols. In this thesis, we are interested specifically to routing protocols dedicated to WSNs. First, we propose improvements of protocols based on combinatorial optimization techniques and those based on nodes geographic positions to overcome the related constraints of WSNs. Secondly, we propose a solution to address the vulnerability of the multiple paths technique, whether for the case of a single source or several sources in the network. Thus, our main contribution is to provide a multi-path routing protocol, able to creating paths while avoiding the carrier sense range effect. This protocol denoted "Carrier Sense Aware Multipath Geographic Routing (CSA-MGR)" meets the QoS required by WSNs. As direct application of our solution, we studied a drip irrigation scenario using WSNs. Mainly, we studied the case where a system dysfunctioning occurs, such as irrigation pipe rupture or the emitters blocking. Also, we distinguish two priority levels for the data transmitted over the network, and based on the CSA-MGR, we design routing according to the required priority. Our work in this thesis has been validated through NS2 and TOSSIM simulators and also through a real implementation over the TelosB motes. The results of numerical simulations and experimental results show the advantage of our contributions compared to existing solutions.

Un service Web est un moyen d'offrir des fonctionnalités sur un réseau en utilisant des normes ouvertes pour la description et l'invocation. Les services Web représentent une réalisation importante de l'Architecture Orientée Service (AOS), à l'aide de qui, les applications peuvent être développées rapidement avec un coût bas par couplage faible les services sur un réseau. Cela nécessite la découverte et la composition des ensembles de services interopérables, selon certaines exigences fonctionnelles et non fonctionnelles. Les services Web confrontent de nombreux défis quant à leur découverte et sélection, en raison de plusieurs facteurs tels que: le nombre important de services, le manque de registres publics capables d'offrir des mécanismes efficaces de récupération de service, de leur nature dynamique qui impose divers aspects de QoS tels que la disponibilité, le temps de réponse, etc, et le manque de sémantique dans leurs descriptions d'interface. Dans cette thèse, nous avons deux objectifs principaux. Notre premier objectif est de faciliter la sélection des services Web et d'assurer la continuité du service dans des compositions de services Web. Par conséquent, nous proposons une approche basée sur l'analyse formelle de concepts (AFC) pour classer les services Web dans un premier temps par mots clés, puis par les valeurs de similarité entre leurs opérations. Cette classification est représentée comme un treillis de concepts qui révèle les relations entre les services, ce qui facilite la sélection d'un service nécessaire ainsi que l'identification des potentiels sauvegardes (substitutions en cas de panne). Notre deuxième objectif est de guider l'utilisateur en effectuant une sélection optimisée basée sur des plusieurs critères. Nous définissons un descripteur pour l'utilisateur qui spécifie des exigences fonctionnelles et non fonctionnelles. Dans ce descripteur, les propriétés fonctionnelles sont spécifiées comme un ensemble de mots-clés. Les propriétés non fonctionnelles représentent les niveaux attendus de QoS (bon, mauvais, moyen, ..) ainsi que la composition de services exprimée en tant que liens entre les propriétés fonctionnelles spécifiées. Afin d'atteindre cet objectif, nous proposons une approche basée sur l'analyse relationnelle de concepts (ARC) qui classifie les services Web en treillis de concepts similaires à la AFC, mais enrichis avec les propriétés non-fonctionnelles. Nous proposons également un mécanisme permettant d'interroger le concept de treillis résultant basée sur RCA, selon les exigences spécifiées dans le descripteur. Nous avons validé notre proposition en utilisant des services Web réels extraits de Service-Finder et Seekda (des moteurs de recherche de services Web). Pour l'approche basée sur la AFC, nous avons récupéré un total de 145 services Web que nous avons classés en fonction de leur fonctionnalité. Nous avons montré comment sélectionner efficacement un service offrant les fonctionnalités requises et la manière d'identifier ses sauvegardes. Pour l'approche basée sur RCA, nous avons récupéré 901 services Web que nous avons classés selon leur niveau de QoS et de composabilité. Nous avons vérifié que cette approche permet une sélection efficace des services correspondant aux exigences fonctionnelles et non fonctionnelles spécifiées. / A Web service is a way of offering functionality over a network using open standards for description and invocation. Web services represent an important realization of Service-Oriented Architectures (SOA), using which, applications can be developed rapidly with a low cost by loosely coupling services over a network. This necessitates discovering and composing sets of interoperable services, according to some functional and non-functional requirements.Web services face many challenges regarding their discovery and selection, due to several factors like: the fairly large number of services, the lack of public registries capable of offering efficient service retrieval mechanisms, their dynamic nature which imposes various QoS aspects such as availability, response time, etc., and the lack of semantics in their interface descriptions.In this thesis, we have two main objectives. Our first objective is to facilitate Web service selection and assure service continuity in Web service compositions. Therefore, we propose an approach based on Formal Concept Analysis (FCA) to classify Web services first by keywords then by similarity values between their operations. This classification is represented as a concept lattice that reveals the relations between the services, which facilitates the selection of a needed service as well as the identification of its potential backups (substitution in case of failure).Our second objective is to guide the user towards performing an optimized multi-criteria based selection. We define a user requirements descriptor that specifies the needed functional and non-functional properties. Inside this descriptor, functional properties are specified as a set of keywords. Non-functional properties represent the expected QoS levels (good, bad, medium, ..) as well as the composition of services expressed as links between the specified functional properties. In order to meet this objective, we propose an approach based on Relational Concept Analysis (RCA) that classifies Web services into concept lattices similar to FCA, but enriched with the non-functional properties. We also propose a mechanism to query the resulting RCA-based concept lattices, according to the requirements specified in the descriptor.We validated our proposition using real Web services retrieved from Service-Finder and Seekda Web service search engines. For the FCA-based approach, we retrieved a total of 145 Web services that we classified by their functionality. We showed how to select efficiently a service offering the required functionality and how to identify its backups.For the RCA-based approach, we retrieved 901 Web services that we classified by their QoS and composability levels. We verified that the approach allows an efficient selection of services corresponding to the specified functional and non-functional requirements.

Ce travail de thèse présente trois contributions qui portent sur le routage et la fourniture de qualité de service dans les réseaux maillés sans fil basés sur IEEE 802.11. La première contribution définit une métrique de routage qui permet de sélectionner les chemins empruntant des liens avec de bonnes performances exprimées en termes d’interférences physiques (qui causent des pertes), d’interférences logiques (qui causent des délais) et de capacité. L’évaluation de cette métrique par rapport aux principales métriques de la littérature scientifique montre une amélioration des performances du réseau. La deuxième contribution concerne l’amélioration du mécanisme de maintenance de route le plus souvent utilisé par les protocoles de routage réactifs. Ce mécanisme considère qu'une route est coupée si l'un de ses liens observe plusieurs échecs successifs de retransmission. Nos études montrent que ces échecs sont assez souvent dûs à de problèmes transitoires sur les liens (bruit, interférence etc.). Nous avons donc proposé des algorithmes de maintenance de route qui appréhendent mieux les problèmes ponctuels ou soutenus sur les liens ce qui permet de prendre une décision cohérente et réfléchie quant à la coupure d’un lien (et donc d'une route). Les études de performances montrent une amélioration conséquente des performances globales du réseau. La dernière contribution propose un cadre pour la fourniture de la Qualité de Service (garantie de bande passante) dans les réseaux maillés multi-interfaces, multi-canaux. Ce cadre intègre un protocole de routage réactif couplé à un mécanisme de contrôle d'admission et de partage de charge. Ces derniers exploitent la diversité des liens entre nœuds voisins afin d’améliorer le taux d’admission des flux avec garantie de bande passante / This thesis presents three contributions in the area of routing and Quality of Service for IEEE 802.11-based Wireless Mesh Networks. The first contribution defines a routing metric for the selection of route by taking into consideration the performance of wireless links in terms of physical interference (which causes packet losses), logical interference (which causes delay) and the capacity of the links. The performance evaluation of the proposed metric compared to the popular existing metrics shows an improvement in the performance of the network. The second contribution improves the route maintenance mechanism most often used by reactive routing protocols. The existing mechanism considers a route as broken if any of the links in the route experiences multiple successive transmission failures. Our study shows that the transmission failures are often caused by transient problems on the wireless link (noise, interference etc). We propose a novel mechanism of route maintenance which distinguishes between links with temporary or transient transmission problems compared to those with sustained problems in order to make a coherent decision about link breakage (and consequently route breakage). The performance evaluation shows a substantial improvement in the performance of the network. The final contribution proposes a framework for providing Quality of Service (bandwidth guarantee) in multi-radio multi-channel wireless mesh networks. The framework integrates a reactive routing protocol coupled with an admission control mechanism and load balancing. The framework exploits link diversity between neighboring nodes to improve the flow admission ratio with bandwidth guarantees

Cette thèse est consacrée au problème d'ordonnancement de tâches qui consiste à minimiser la somme de l'énergie consommée et le temps d'attente pondéré total, et l'aborde de deux différents points de vue : centralisé et décentralisé. Pour l'approche décentralisée, nous avons défini deux types de jeux qui diffèrent dans les actions proposées aux joueurs et avons cherché des moyens de facturer l'énergie consommée aux utilisateurs pour les inciter à adopter un bon comportement. Concrètement nous nous intéressons à l'existence d'équilibres de Nash purs, au temps de convergence vers ces équilibres, et au rapport entre l'énergie consommée et le montant des factures. Pour l'approche centralisée, nous avons réduit le problème de minimisation à un problème d'ordonnancement plus classique avec une fonction de pénalité de retard polynomiale concave, pour lequel peu résultats ont été connus. Après avoir établi un état de l'art sur la famille de problèmes d'ordonnancement pour plusieurs fonctions de pénalité élémentaires et montré qu'une technique de preuve de NP-complétude classique échoue ici, nous nous sommes intéressés à sa résolution exacte. Pour améliorer les performances de l'algorithme A* dans ce contexte, nous avons montré des résultats de règles de dominance. Concrètement, nous avons cherché à déterminer les conditions sous lesquelles une solution optimale devrait ordonnancer une paire de tâches dans un certain ordre. Ces résultats sont appuyés par une étude expérimentale qui évalue l'impact pratique de ces nouvelles règles, par rapport aux règles existantes. / This thesis focuses on a job scheduling problem with the goal of minimizing the sum of energy consumption and the weighted flow time from two different approaches: centralized and decentralized. In the decentralized setting, we defined two games which differ in the strategies players can choose from and designed cost sharing mechanisms, charging the consumed energy to the users in order to incentive a socially desirable behavior. More precisely we were interested in the existence of pure Nash equilibria, in the convergence time, and the ratio between the consumed energy and the total charged amount. On the other side, for the centralized approach, we reduced the minimization problem to a classical scheduling problem with a polynomial concave penalty function, for which little results were known. We established a state of the art for a family of scheduling problems of this form with different penalty functions and showed that a classical NP-completeness proof technique fails here. Finally we addressed the exact resolution of the problem using the algorithm A*. In this context, we showed new order dominance rules. More precisely, we characterized the conditions under which any optimal solution must schedule a job pair in a certain order. In addition we carried out a computational experience to evaluate the practical impact of these new rules compared to the existing ones.

De nos jours les données ainsi que les applications dans le nuage (cloud) connaissent une forte croissance, ce qui pousse les fournisseurs à chercher des solutions garantissant un lien réseau stable et résilient à leurs utilisateurs. Dans cette thèse on étudie les protocoles réseaux et les stratégies de communication dans un environnement de centre de données distribués. On propose une architecture cloud distribuée, centrée sur l’utilisateur et qui a pour but de: (i) migrer des machines virtuelles entre les centres de données avec un temps d’indisponibilité faible; (ii) fournir un accès résilient aux machines virtuelles; (iii) minimiser le délai d'accès au cloud. On a identifié deux problèmes de décision: le problème d'orchestration de machines virtuelles, prenant en compte la mobilité des utilisateurs, et le problème de basculement et de configuration des localisateurs, prenant en compte les états des liens inter- et intra-centre de données. On évalue notre architecture en utilisant une plate-forme de test avec des centres de données distribués géographiquement et en simulant des scenarios basés sur des traces de mobilités réelles. On montre que, grâce à quelques modifications apportées aux protocoles d'overlay, on peut avoir des temps d'indisponibilité très faibles pendant la migration de machines virtuelles entre deux centres de données. Puis on montre qu’en reliant la mobilité des machines virtuelles aux déplacement géographiques des utilisateurs, on peut augmenter le débit de la connexion. De plus, quand l’objectif est de maximiser le débit entre l’utilisateur et sa ressource, on démontre par des simulations que la décision de l'emplacement des machines virtuelles est plus importante que la décision de basculement de point d'entrée du centre de données. Enfin, grâce à un protocole de transport multi-chemins, on montre comment optimiser les performances de notre architecture et comment à partir des solutions de routage intra-centre de données on peut piloter le basculement des localisateurs. / While many business and personal applications are being pushed to the cloud, offering a reliable and a stable network connectivity to cloud-hosted services becomes an important challenge to face in future networks. In this dissertation, we design advanced network protocols, algorithms and communication strategies to cope with this evolution in distributed data center architectures. We propose a user-centric distributed cloud network architecture that is able to: (i) migrate virtual resources between data centers with an optimized service downtime; (ii) offer resilient access to virtual resources; (iii) minimize the cloud access latency. We identify two main decision making problems: the virtual machine orchestration problem, also taking care of user mobility, and the routing locator switching configuration problem, taking care of both extra and intra data center link states. We evaluate our architecture using real test beds of geographically distributed data centers, and we also simulate realistic scenarios based on real mobility traces. We show that migrating virtual machines between data centers at negligible downtime is possible by enhancing overlay protocols. We then demonstrate that by linking cloud virtual resource mobility to user mobility we can get a considerable gain in the transfer rates. We prove by simulations using real traces that the virtual machine placement decision is more important than the routing locator switching decision problem when the goal is to increase the connection throughput: the cloud access performance is primarily affected by the former decision, while the latter decision can be left to intra data center traffic engineering solutions. Finally, we propose solutions to take profit from multipath transport protocols for accelerating cloud access performance in our architecture, and to let link-state intra data center routing fabrics piloting the cloud access routing locator switching.

Dans cette thèse, nous étudions le problème de l'allocation de ressources dans le cadre des réseaux 4G LTE. La méthode d'accès OFDMA qui est utilisée partage les ressources radios à la fois dans le domaine fréquentiel et temporel. En raison des déficiences du canal, les utilisateurs ne bénéficient pas toujours des mêmes débits d'émission/réception sur chacune des ressources. Dans ce cadre, notre problème consiste à distribuer ces ressources radios aux mobiles afin de leur permettre de transmettre/recevoir des données. L'algorithme utilisé pour allouer les ressources a une importance fondamentale sur les performances du système. La norme LTE ajoute des contraintes supplémentaires à ce problème et rend l'exploitation de la diversité fréquentielle et de la diversité multi-utilisateurs plus difficile. En effet, sous ces contraintes, nous montrons que le problème de l'allocation de ressources fait alors partie de la classe des problèmes « difficiles ». Par conséquent, les algorithmes classiques de la littérature sont souvent inadaptés à un réseau LTE réel. Nous proposons des algorithmes d'allocation de ressources à la fois pour le sens montant et descendant de LTE. Les contraintes de la norme sont rigoureusement prises en compte afin de construire des solutions efficaces. De plus, les algorithmes proposés sont génériques et peuvent donc s'adapter à une grande variété d'objectifs. En particulier, nous nous attachons à prendre en charge les trafics multimédias dont les débits et les besoins en qualité de service sont très hétérogènes (taux d’erreurs binaires, retard, gigue, etc.). En effet, l'augmentation progressive des débits et la forte popularité des équipements mobiles intelligents amènent à une utilisation toujours plus massive des applications multimédias. Tous nos algorithmes sont validés par simulation. Par ce biais, nous montrons que la prise en compte des contraintes de LTE est essentielle à l'obtention de performances élevées. / In this thesis, we study the resource allocation problem within the framework of 4G LTE networks. The OFDMA access method divides the radio resources both in the frequency and time domains. Due to channel impairments, users do not always have the same transmit/receive rates on each resource. In this context, our problem is to share the radio resources between users and enable them to transmit/receive data. The algorithm used to allocate resources is of fundamental importance on system performance. The LTE standard adds constraints to this problem and makes harder the exploitation of the frequency and the multi-user diversity. Indeed, under these constraints, we show that the resource allocation problem becomes part of the « most difficult » problems. Therefore, the conventional algorithms are often not adapted to a real LTE network. We provide resource allocation algorithms for both the uplink and downlink of LTE. The constraints of the standard are rigorously taken into account in order to build effective solutions. In addition, the proposed algorithms are generic and can adapt to a wide variety of objectives. In particular, we focus on the support of multimedia traffic with heterogeneous quality of service requirements (bit error rate, delay, jitter, etc.). Indeed, the gradual increase of the offered throughput and the strong popularity of smart mobile devices lead to a massive use of multimedia applications. Our algorithms are validated through extensive simulation. By this means, we show that the inclusion of LTE constraints is essential to achieving high performance.

La croissance rapide des applications interactives et ses demandes en termes de bande passante et de (QoS), a motivé le déploiement de la technologie optique aux réseaux métropolitains. Beaucoup de dispositifs optiques intelligents sont créés pour gérer efficacement la capacité énorme du réseau. L'explosion de la bande passante est principalement attribuable à la croissance du trafic de données dont la nature devient de plus en plus complexe. Actuellement, la plupart des trafics de données sont transportés dans les réseaux qui sont dominées par la technologie de commutation de circuit optique. Néanmoins, cette technique a quelques inconvénients tels que les propriétés inflexibles. Technologie de commutation de paquets optiques (OPS), qui offre des gains significatifs en termes de capacité de passage à l’échelle et d'efficacité de gestion des ressources du réseau, peut surmonter ces limitations. Cela a motivé l'orientation de la commutation de circuit optique à la commutation de paquet optique dans l’infrastructure future du réseau. En réalité, un réseau en anneau à commutation de paquet optique ( OPSR), qui combinent la flexibilité et la mise à l’échelle de la technologie de commutation de paquet avec les avantages de la topologie en anneau tels que la restitution rapide du service en cas de panne et un bon gain de multiplexage statistique du trafic, promettraient une bonne solution pour les réseaux MAN du future. Une nouvelle architecture du réseau OPSR qui se base sur l’infrastructure tout optique a proposé par des équipes de recherche chez Alcatel-Lucent. La nouvelle architecture offre des fonctions intelligentes, avec un coût moins élevé en optimisant le temps de traitement. Elle est envisagée de remplacer les architectures optoélectroniques existantes tels que Resilient Packet Ring. L'élément fondamental du réseau est Packet Optical Add/Drop Multiplexer (POADM) qui est implémenté à l'intérieur des nœuds d’accès, permettant aux nœuds d'exploiter la transparence optique. Cette thèse se concentre donc sur l'évaluation des performances de la nouvelle génération des réseaux optiques métropolitains. Dans cette thèse, nous avons analysé des performances (en termes de délais d’accès et de la distribution du taux de l’occupation au tampon local des nœuds d'accès) d'un bus optique synchrone qui soutient des paquets à taille fixe. Nous avons modélisé chaque nœud d'accès par une chaîne de Markov à temps discret (EDTMC). La solution de l'EDTMC nous permet de calculer la probabilité approximative où les nœuds d'accès dans le bus peuvent "voir" slots libres dans la ligne de transit. En utilisant une technique d'analyse récursive, nous déduisons une formule mesurant le temps moyen d'attente des paquets du client venant de la couche supérieure, ainsi que la distribution du taux de l’occupation au tampon local des nœuds d'accès pour les deux cas: avec et sans garantie QoS). Pour caractériser des performances d'un réseau OPSR asynchrone, nous avons évalué l'impact de la création de containeur optique à taille fixe sur les performances du réseau. L’analyse des performances de ce système nous a permis d'identifier une combinaison raisonnable de certains paramètres (la durée de timeslot, les valeurs d’expiration des temporisateurs, le profil du trafic client, la charge du réseau) qui peuvent améliorer l'utilisation de la bande passante du réseau. Le point le plus important que nous avons mentionné dans la thèse est la comparaison entre deux approches architecturales: le modèle de Variable Length - Optical Packet Format (VL-OPF) versus le modèle de Fixed Length - Optical Packet Format (FL-OPF). En plus de Cos-Upgrade Mécanisme (CUM) qui est proposé d'améliorer le taux de remplissage du conteneur optique, nous avons proposé un nouveau mécanisme appelé Dynamic Upgrade Cos-Mécanisme (DCUM), où les valeurs des temporisateurs sont modifiés dynamiquement en fonction de l'état des tampons locaux aux nœuds d’accès et le trafic circulant dans le réseau / The rapid growth in client application demands, in terms of bandwidth and (QoS), has motivated the deployment of the optical technology at Metro Access and Metro Core Networks. More diverse and more intelligent optic devices are required for efficiently management of huge capacity in the network. The explosion in demand for network bandwidth is mainly due to the growth in data traffic whose nature is also becoming more and more complex. In general, most of service-based traffics are transported in networks which are now being dominated by the optical switching technology. Nevertheless, such technology has some drawbacks such as inflexible and non-scalable properties. (OPS), which offers significant benefits in terms of both network efficiency and control scalability, may overcome these limitations. This has motivated the orientation from optical circuit switching to optical packet switching in the future network infrastructure. In reality, optical packet switching ring (OPSR) networks, which combine the packet switching technology with the well-known advantages of ring topology such as fast service restoration in cases of failure and high gain of statistical traffic multiplexing over the ring, appear to be the technology of choice for the next generation of Metro Area Networks. A new OPSR architecture which is based on the all-optical infrastructure that offers intelligent features with lower cost while maximizing processing time and is now considering being replaced existing opto-electronic architectures such as Resilient Packet Ring, have been presented in the scope of the dissertation. The key element of such network is Packet Optical Add/Drop Multiplexer (POADM) which is implemented inside a ring node, allowing the node to exploit the optical transparency. This dissertation hence focuses on the performance evaluation of the new generation of OPSR network. In this dissertation, we have investigated the performance analysis (in terms of packet delay and queue-length distribution of access nodes) of an optical synchronous bus-based metropolitan network supporting fixed-size packets. We have modeled each access node by an embedded discrete time Markov chain (EDTMC). The solution of the EDTMC allows us to compute the approximate probability that access nodes on the bus “see” free slots in the transit line. Using a recursive analysis technique, we approximately outline the mean waiting time of client packets coming from the upper layer as well as an approximate queue-length distribution of local buffers at access nodes in two cases: with and without QoS guarantees. To characterize the performance of an asynchronous OPSR network, we have evaluated the impact of Optical fixed-Size Packet Creation on the network performance without and with different quality of services (QoS) requirements. Performance analysis of such systems has allowed us to identify a reasonable combination of some parameters (timeslot duration, timer expiration values, profile of client traffic and network load) which may be able to improve the bandwidth utilization of the network for a given traffic matrix. The most important point that we have mentioned in the dissertation is the comparison of two architectural approaches: Variable Length – Optical Packet Format (VL-OPF) model supporting empty packets versus Fixed Length – Optical Packet Format (FL-OPF) model. In addition to CoS-Upgrade Mechanism (CUM) which is proposed to improve the filling ratio of the optical container, we have proposed a novel mechanism named Dynamic CoS-Upgrade Mechanism (DCUM) where timers are dynamically changed according to the state of the local buffer of network nodes and the traffic circulating in the network, in order to create containers with a high filling ratio while limiting the time needed for their creation.