La fibre optique, une techno éblouissante !

Eblouie en entendant Carole vanter les merveilles de la fibre optique pour le transport de données, Elisabeth l'a interviewée pour vous éclairer, tout en vous faisant partager son enthousiasme.

Des 0 et des 1

Les données, en informatique, ce sont des textes, ou des sons, des images ou des videos, codés en binaire, c'est à dire uniquement avec des 0 et des 1. Ces 0 et 1 peuvent être interprétés comme "oui" / "non", ou encore "allumé" / "éteint", "ça passe" / "ça passe pas" dans un circuit électrique. En théorie du moins, car c'est une notion mathématique, donc pure. Elle n'existe pas en électricité, science physique donc impure car elle utilise des choses concrètes, des matériaux.
Pour parvenir à représenter la numérotation binaire, on doit mettre sur les circuits des "capacités" et des "résistances" (reprenez vos cours de physique ou consultez un dictionnaire !)
Arriver à faire les 0 et les 1 de l'informatique avec les matériaux concrets utilisés en électricité, c'est tout l'art de l'électronique.

Dans le courant d'une onde pure

Maintenant, comment transporter ces 0 et ces 1 d'un point à un autre ? On utilise des ondes, qui passent soit par un fil de cuivre (comme celui du téléphone) soit dans l'air (comme les ondes radio) soit, et c'est le sujet de cet article, dans la lumière prisonnière d'un fil de plastique*, la fibre optique.
Les ondes, qui constituent la lumière ou le courant électrique, ce sont des sinusoïdes, c'est à dire des courbes comme des vagues qui se répètent , et la longueur d'onde c'est la mesure de ce qui se répète.
Si vous préférez, c'est la mesure entre deux maximum de la sinusoïde, ou entre deux minimum.
Cela dit, cela n'est pas si simple de transporter des données par le cuivre ou les ondes hertziennes !
Le cuivre a en effet un problème, il chauffe vite. Il faut le refroidir. Ca coûte cher.
Les ondes ont un autre problème : les interférences. Un bon exemple d'interférences c'est la radio qui crachote ou qui se met tout d'un coup à vous débiter les conversations des flics pendant que vous écoutez le Requiem de Mozart sur France Musique.
Quand ces ondes transportent des données, c'est un gros risque ! C'est pourquoi sans doute la BLR ("Boucle locale radio", voir nos abréviations démystifiées) n'a jamais atteint le succès qu'on lui avait promis.
Bref il semble bien que la fibre optique - malgré ses propres problèmes détaillés plus bas - soit le moyen le plus efficace et le moins cher de transport des données d'un point à un autre.

Complètement allumée

Mais comment les données (ces 0 et ces 1) se retrouvent-elles à voyager dans la lumière et dans la fibre ?
Il faut d'abord les assembler selon une longueur d'onde électrique, c'est le rôle du modulateur.
Il faut ensuite transformer les impulsions électriques en ondes lumineuses, c'est le rôle du laser, qui "allume" la fibre.
A l'autre bout de la fibre, on a un démodulateur qui retransforme tout ça en données informatiques.
Tout ça doit vous rappeler quelque chose : eh oui, votre bon vieux modem est aussi, (comme son nom l'indique par apocope* et acronyme*), un modulateur/démodulateur ! Mais pas pour fibre optique, pour fil de cuivre. Et qui transforme les 0 et les 1 de votre clavier en sons, pour qu'ils passent par le circuit RTC (voir les abréviations démystifiées).
Résumons nous : il nous faut donc pour transporter des données, un modulateur, un laser, une fibre et un démodulateur.
Un petit schéma à ce niveau là devrait vous aider.

Utiliser l'arc-en-ciel

Aux temps de la préhistoire de la fibre optique, c'est à dire dans les années 80 à 90, on était incapable de transporter des données différentes dans les différentes couleurs (ou longueurs d'onde) qui composent la lumière. (Celles qui sont décomposées par le prisme, les couleurs de l'arc en ciel, quoi).
Aujourd'hui, on y arrive, avec la méthode Wavelenghth Division Multiplexy (WDM) et cela multiplie de façon incroyable la capacité de transmission d'une seule fibre ! Avec DWDM (Dense Wavelenght Division Multiplexy), c'est encore mieux, et c'est ce qu'on connaît sous le nom de Broadband ou Large Bande.
C'est une révolution considérable.

La lumière contre le son

- Comme les fibres optiques sont moins gênantes en effets secondaires (il n'y a pas de chaleur car un laser n'en produit pas, donc moins de déperdition ni besoin de refroidisseur) c'est plus simple à installer, beaucoup plus d'endroits leur sont accessibles !
- Le multiplexage (réunion de différentes données sur la même fibre) est plus facile car les ondes lumineuses n'interfèrent pas entre elles contrairement aux ondes hertziennes. La lumière vaut mieux que le son pour le transport des données.. Et on peut maintenant transférer beaucoup plus de données en même temps, beaucoup plus vite, et donc à des coûts bien moindres.

Il y a un opt-hic !

Tout cela semble idyll-hic, et ça l'est réellement quand les distances sont courtes ; par exemple à l'échelle d'une ville... En effet la longueur d'onde utilisée sur les boucles locales est de 850 nanomètres, soit, comme nano veut dire milliardième, 850 milliardièmes de mètre. Rapide et efficace, mais ne va pas très loin. Avec des lasers qui envoient à une longueur d'onde de 1310 nanomètres, on fait déjà 40 km d'un coup. Mais ça ne nous met pas jusqu'à Hong Kong ! 1550 nanomètres serait aujourd'hui le plus efficace mais on ne sait pas encore générer cette longueur d'onde pour 1000 km..
L' affaiblissement (dB) par unité de longueur (Km), est fonction de la longueur d'onde, soit 0,36 dB/Km à 1310 nanomètres et 0,2 dB/Km à 1550 nanomètres.
Il y a donc bien un "hic" lorsque les distances commencent à devenir importantes...
Et l'on ne peut pas faire des milliards de kilomètres avec ce système sans avoir besoin de ranimer la flamme de temps en temps.. c'est à dire de réallumer la fibre pour redonner un peu de consistance aux données. Ce qui nécessite des stations de réallumage ou "répétiteurs".

Avalon les kilomètres

2001 a cependant connu une avancée technologique exceptionnelle, avec la mise sur le marché de lasers VCSEL (prononcer vixel). VCSEL veut dire "Vertical Cavity Surface Emitting Laser". Ils envoient en 8 secondes à 1000 km sur une seule fibre et sans les mains , la totalité du contenu de la bibliothèque du Congrès américain !!! C'est la société Avalon Photonics , basée en Suisse, qui vend ça depuis juillet. Avalon les kilomètres, oui ! La technologie qui permet cette performance est, vous vous en doutez, assez compliquée.

La fibre noire a encore frappé

Vous avez vu que le système nécessite, en plus de la fibre elle même, tout un tas de trucs autour (stations, lasers, modulateurs, connectique etc..). La plupart du temps, les opérateurs (appelés les Telcos) vous proposent comme une prestation de service l'achat de l'ensemble, équipement de départ, fibre, équipement d'arrivée etc. Mais eux-mêmes achètent leur fibre à un câblo-opérateur, et prennent leur commission..
Et pourquoi le client final n'achèterait-il pas lui-même sa fibre sans les prestations de services ? C'est pas cher et ça s'appelle la fibre noire. Noire parce qu'elle n'est pas allumée, bien sûr ! Le client n'aura plus qu'à choisir après le "provider" auquel il se connectera...
Au Canada, qui est un pays avec de grandes distances et des gens intelligents, on a pensé à ça, et il existe une association qui se sert de la fibre noire. Ca permet de faire des liaisons d'hôpital à hôpital ou d'école à école à des coûts très faibles. Quant à l'équipement nécessaire pour allumer la fibre noire, il est acheté par le client en se groupant avec d'autres. Outre l'avantage de la réduction drastique des coûts, cela assure l'indépendance du client qui reste maître de ce qu'il veut faire.

Une idée lumineuse

On ne le sait pas, mais la plupart des grosses entreprises utilisent déjà la fibre optique en interne. La RATP, par exemple en a truffé les tunnels du métro, ce qui lui permet, outre l'usage interne, de vendre ses services via une filiale opérateur et d'avoir comme clients des concurrents de France Télécom ! ...Regardez leur site Telcité, tout y est expliqué.
Bien sûr, les entreprises qui creusent des tunnels ont un avantage.. A propos, qui gère les égouts de Paris ?
La fibre se trouve aussi au fond de l'océan Atlantique, pour relier l'Europe et les Etats Unis. Des sociétés comme France Télécom, des organisations comme Renater, ont également leurs propres réseaux.
Le problème en France c'est qu'une société lambda ne peut pas s'offrir son réseau de fibres optiques, à cause du monopole de France Télécom qui a préféré investir dans l'ADSL (voir nos abréviations démystifiées) plutôt que dans cette technologie pourtant supérieure !

Alors.. Qui aura l'idée lumineuse de copier sur nos amis canadiens ??

Le 7/12/01 .
Elisabeth Chamontin a interviewé Carole Lawday

*plastique : à vrai dire la structure de la fibre, en trois parties, est nettement plus compliquée, mais ce serait long de l'expliquer alors que c'est si bien décrit à cette adresse !
* apocope : c'est quand on coupe la queue d'un mot pour ne garder que la tête : mo pour modulateur, dem pour démodulateur.
* acronyme : c'est un nom formé des bouts d'autres noms mo + dem = modem.

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