Une équipe internationale de chercheurs de l’université d’Ashton, au Royaume-Uni, a récemment battu un record de transfert de données assez étourdissant : ils ont réussi à atteindre 301 térabits, soit 301 000 gigabits, par seconde !
À première vue, ce chiffre n’est pas nécessairement très impressionnant. Certes, il est largement supérieur à celui d’une connexion grand public. Pour référence, en France, le débit maximal des particuliers connectés en fibre optique varie généralement entre 300 et 500 mégabits par seconde en fonction de la situation géographique et de l’opérateur. Mais il est largement inférieur aux records de transfert bruts. Par exemple, fin 2023, des chercheurs japonais ont réussi à atteindre 22,9 pétabits, soit 229 000 000 gigabits par seconde !
Mais la comparaison n’est pas tout à fait honnête, car pour atteindre ces vitesses démentielles, les chercheurs ont eu besoin de matériel de pointe. En effet, ils ont systématiquement utilisé une fibre dotée de plusieurs cœurs — la partie centrale transparente du câble qui transporte la lumière. Si ces 301 Tb/s représentent un record, c’est parce que c’est la première fois qu’un tel chiffre est atteint à l’aide d’un unique câble de fibre optique standard, comparable à celui que vous utilisez peut-être chez vous.
Diviser pour mieux régner
Dans un câble de fibre optique, l’information est encodée dans un signal lumineux, et non pas dans un courant électrique comme c’est le cas dans un câble standard. Or, comme toute onde électromagnétique, chaque rayon lumineux dispose de sa propre longueur d’onde qui peut être utilisée pour transmettre des données. Mais elles ne se valent pas toutes ; différentes gammes de longueurs d’onde (on parle de bandes) présentent des avantages et des inconvénients différents en termes de vitesse, de stabilité du signal, et ainsi de suite.
L’infrastructure fibre d’aujourd’hui utilise surtout la bande C (pour Conventional), avec une longueur d’onde de 1530 à 1565 nm. Elle a l’avantage d’être compatible avec un grand nombre d’équipements et présente une atténuation assez faible, ce qui signifie que le signal perd peu d’intensité pendant son trajet. En parallèle, la bande L (pour Long), entre 1565 et 1625 nm, est aussi très employée. Elle est notamment utile pour les très longues distances, puisqu’elle présente une atténuation encore plus faible que la bande C.
Les chercheurs d’Ashton ont déterminé que la seule façon de transmettre encore plus de données avec une fibre standard serait d’exploiter d’autres longueurs d’onde en plus des bandes C et L. Leur choix s’est porté sur les bandes S (Short) et surtout E (Extendend).
Jusqu’à présent, ces dernières n’ont pas été utilisées parce qu’elles sont plus difficiles à exploiter, notamment à cause de leur atténuation élevée et de leur forte vulnérabilité aux interférences. Mais les auteurs de l’étude ont réussi à développer un système d’amplification qui a permis d’augmenter significativement la stabilité du signal. Plus précisément, il s’agit de composants appelés égaliseurs de gain optique, qui atténuent ou renforcent certaines longueurs d’onde spécifiques pour maintenir la qualité et la cohérence du signal sur de grandes distances.
Du matériel standard et un vrai intérêt pratique
L’avantage, c’est que ces égaliseurs ne sont pas des dispositifs particulièrement sophistiqués, basés sur des matériaux rares ou difficiles à fabriquer. Ce sont simplement des versions modifiées de dispositifs qui existent déjà sur le marché. Par conséquent, tout le matériel nécessaire à la mise en application de cette technique est déjà disponible.
En théorie, il suffirait d’apporter quelques modifications au réseau de fibre optique pour pouvoir exploiter les bandes S et E — avec un gain de vitesse considérable à la clé. En pratique, cette transition ne serait pas non plus évidente, puisque cela impliquerait tout de même des travaux conséquents. Il faudrait notamment installer ces fameux égaliseurs de gain, mais aussi d’autres dispositifs pour traiter les signaux qui transitent sur ces bandes additionnelles. Mais une telle entreprise permettrait quand même de doper massivement la vitesse du réseau sans avoir à déterrer des centaines de kilomètres de câble pour les remplacer par du matériel plus sophistiqué.
C’est ce point précis qui rend l’innovation des chercheurs prometteuse. Certes, les débits sont loin des records atteints avec des fibres plus avancées – mais ces dernières ne seront sans doute pas utilisées avant longtemps. Or, ici, il s’agit de s’appuyer sur l’infrastructure existante, ce qui rend ce concept particulièrement intéressant au niveau pratique, économique et écologique.
“ Augmenter la capacité du système à travers l’exploitation de plus larges portions du spectre — pas seulement la bande C conventionnelle, mais aussi les bandes L, S, et désormais E — peut nous aider à faire baisser le coût du service”, explique Wladek Forysiak, co-auteur de l’étude. “C’est aussi une solution ‘plus verte’ que de déployer de nouveaux câbles, puisqu’on optimiserait la capacité de transfert du réseau de fibre existant tout en augmentant sa durée”.
Le texte de l’étude est disponible ici.
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