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Actualité

Un Européen permet l’expansion des réseaux de télécommunication haut débit

L'économie internationale de la connaissance repose sur un transfert rapide de grands volumes d'informations vers tous les coins de la planète. Aujourd'hui, le trafic Internet annuel s'élève à environ 50 exaoctets, soit 50 quintillions d'octets par an. Pour garder le sens des proportions, cela correspond à 50 000 fois le volume d'informations de la librairie américaine du congrès. En une journée, l'équivalent du contenu de 150 milliards de livres transite sur Internet. Ces chiffres sont en augmentation et aucun ralentissement n'est à prévoir.

Le secteur des télécommunications constitue donc aujourd'hui un immense marché. En 2010, les recettes du marché mondial de la transmission optique ont dépassé 12 milliards de dollars. Selon le groupe Dell'Oro, spécialisé dans l'étude du marché des réseaux et télécommunications, ce chiffre devrait atteindre 17 milliards de dollars en 2015.

L'inventeur français Emmanuel Desurvire, dont les travaux sur les amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA : Erbium-Doped-Fibre-Amplifiers) lui ont valu une nomination dans la prestigieuse catégorie Œuvre d'une vie au Prix de l'inventeur européen 2011, a joué un rôle de premier plan dans le développement de ce marché. La récompense sera remise lors d'une cérémonie le 19 mai à Budapest.

L'invention des EDFA par Desurvire et ses travaux pour améliorer cette technologie ont permis la transmission de volumes considérables d'informations à haut débit et sur de longues distances, sans perte de données. Les appareils et la technologie EDFA sont au cœur de la transmission par câbles à fibre optique terrestres et sous-marins. Sans eux, Internet tel que nous le connaissons aujourd'hui n'existerait pas.

Le développement des EDFA

Avant la mise en place des EDFA dans les systèmes de télécommunication, les informations traversaient l'Atlantique par les systèmes à fibre optique à une vitesse d'environ 280 mégaoctets. Afin d'empêcher la perte de données sur de longues distances, des appareils appelés répéteurs électroniques étaient nécessaires environ tous les 100 km. Aujourd'hui, les EDFA permettent le transfert des informations à la vitesse de 10 000 gigaoctets - soit plus de 10 000 fois la capacité précédente - sans qu'un équipement supplémentaire ne soit nécessaire.

La mise au point des EDFA a commencé au début des années 1960, lorsqu'Elias Snitzer a réussi pour la première fois à doper des fibres optiques avec de l'erbium, un élément atomique rare. Mais en l'absence de méthode pour exciter les atomes des fibres dopées, son invention n'a trouvé qu'une utilisation pratique restreinte.

Le développement des EDFA a continué dans les années 1970 grâce à une série d'avancées technologiques. En premier lieu, cela a été la mise au point d'une technologie permettant aux informations de voyager via la lumière circulant dans les câbles à fibre optique. Puis, d'importantes améliorations comme le multiplexage en longueur d'onde (WDM : Wavelength Division Multiplexing) ont permis d'augmenter de manière significative la capacité de traitement des données. Le seul problème qu'il restait à résoudre était celui de la perte de signaux sur les longues distances de câbles à fibre optique, qui justifiait l'utilisation d'un amplificateur.

Vers une nouvelle ère de communication

Au milieu des années 1980, deux groupes distincts ont commencé à travailler à la création d'amplificateurs à fibre optique : une équipe dirigée par le professeur David Payne à l'Université de Southampton, et une unité d'AT&T Bell Labs. Desurvire rejoignit l'unité AT&T en 1986.

L'année suivante, Desurvire et ses collègues ont fourni des résultats qui confirmaient ceux que l'Université de Southampton avait publiés quelques mois auparavant. Aujourd'hui, les deux groupes sont reconnus comme les inventeurs simultanés des premiers EDFAs.

L'équipe de Desurvire a également mis au point une technique de co-dopage des fibres à l'erbium et à l'aluminium. L'ajout d'aluminium permet de dissoudre l'erbium à taux uniforme, ce qui est nécessaire pour transmettre des données. De plus, son équipe a découvert que les EDFA n'étaient pas sujets à la diaphonie inter-canaux et permettaient donc la transmission de signaux WDM, qu'utilise l'Internet haut débit.

Après les découvertes réalisées par les deux groupes de recherche de Desurvire et de Payne, il restait un obstacle à franchir : prouver l'efficacité d'un EDFA lorsqu'il est pompé par un laser semi-conducteur. En 1989, Masataka Nakazawa a mis au point pour NTT une diode laser compacte permettant de pomper la fibre et l'erbium qui se trouve à l'intérieur. Cette invention a constitué la dernière étape nécessaire à l'utilisation pratique des EDFA.

Un énorme potentiel de croissance

Depuis, les EDFA ont été utilisés dans les réseaux de câbles à fibre optique terrestres et sous-marins, ainsi que dans des applications du type lasers à haute puissance pour l'industrie automobile, lasers de défense et lasers de chirurgie.

La demande en EDFA ne cesse d'augmenter. Une croissance au-dessus de la moyenne est attendue pour les segments WDM à courte et longue portées - technologies dont le fonctionnement dépend des EDFA. 

Ericsson, géant mondial de la télécommunication, prédit une forte hausse du volume de données transmises par fibre optique dans les années à venir, notamment en raison du développement de la télévision haute définition et des services de télévision par Internet.

Au final, l'augmentation de la demande d'informations va se répercuter sur le marché par un besoin croissant en technologie WDM et particulièrement en EDFA.

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