En vedette - Une solution tout optique économique pour l'Internet à très haut débit
Un consortium d'universités, d'instituts de recherche, de fournisseurs d'équipement et un opérateur de télécommunications se sont mobilisés dans le cadre du projet «Scalable advanced ring-based passive dense access network architecture» (Sardana) pour développer des techniques d'avant-garde afin d'améliorer considérablement l'évolutivité et la fiabilité des réseaux de connexion par fibre optique qui desservent déjà des millions d'internautes européens. Soutenu par un financement de 2,6 millions d'euros provenant de la Commission européenne, le projet de recherche a démontré la possibilité d'atteindre des débits de 10 Giga-octets par seconde (Go/s), environ 2 000 fois supérieurs à ceux proposés actuellement, et les chercheurs ont également prouvé que ces débits pouvaient être obtenus sans débourser beaucoup plus en utilisant l'infrastructure de fibre optique existante et des composants disponibles sur le marché. Bien qu'elle en soit encore au stade expérimental, la technologie tout optique, en cas de déploiement commercial, ferait un grand pas en avant en matière de performance de réseau optique en relevant directement l'un des plus gros défis auxquels les fournisseurs de services et les consommateurs sont confrontés à l'heure actuelle. Selon certaines estimations, le trafic Internet mondial annuel devra être mesuré en Zetta-octets (un milliard de Giga-octets) dans les trois années à venir, soit quatre fois plus qu'aujourd'hui, et le volume de données passant toutes les cinq minutes dans les réseaux des opérateurs représente l'équivalent de l'ensemble des films réalisés jusqu'à nos jours. La vidéo en flux continu diffusée par des sites tels que YouTube et Netflix représentera la plus grande partie du trafic, ainsi que l'utilisation plus répandue des applications de téléprésence et de vidéoconférence également gourmandes en bande passante. Ces dernières années, les opérateurs de réseaux européens ont prévenu qu'ils seraient obligés d'investir des milliards en infrastructure nouvelle pour répondre à la demande sans cesse croissante en largeur de bande et que ce coût aurait des répercussions sur les utilisateurs finaux. Les chercheurs en charge du projet Sardana pensent avoir trouvé une alternative viable. «Nous proposons une nouvelle architecture de réseau d'accès basée sur le déploiement fibre FTTH qui offre de nouvelles fonctionnalités et une performance accrue,» déclare Josep Prat, un chercheur d'Optical Communications Group (GCO) de l'Universitat Politècnica de Catalunya (UPC) et coordinateur scientifique du projet Sardana. Les réseaux conventionnels de fibre optique jusqu'à l'abonné, également appelés réseaux optiques passifs (PON), ont une structure formant un ensemble d'arbres, le service central de télécommunications représentant leurs racines. Le mode «passif» fait référence au fait qu'ils utilisent une desserte optique ne requérant aucune puissance supplémentaire. De là, un branchement de câble principal épais se répartit en branchements plus petits vers les foyers et les entreprises. Les réseaux en arbre conventionnels (PON) utilisent le multiplexage temporel (en anglais, TDM, Time Division Multiplexing), une technique de multiplexage par laquelle les signaux sont transférés apparemment de façon simultanée dans un canal de communication, sous la forme de canaux annexes, mais qui en fait prennent physiquement la place du canal. En pratique, cela signifie qu'une connexion de 5 Go/s au service central peut se transformer en connexion de 30 Mo/s en aval au moment où elle arrive chez un particulier, avec une largeur de bande en amont représentant en général une simple fraction de celle-ci. Des arbres aux anneaux L'équipe du projet Sardana propose une approche innovante et totalement différente, permettant non seulement des connexions plus rapides, mais également davantage de capacité et de fiabilité. Au lieu d'un simple réseau en arbre, les chercheurs proposent plusieurs petits réseaux en arbre qui se ramifient depuis un anneau central vers les utilisateurs finaux. L'anneau transmet des signaux en mode bidirectionnel depuis le service central, en utilisant le multiplexage en longueur d'onde (en anglais, WDM, Wave Division Multiplexing), une technique de multiplexage qui permet de faire passer différents signaux simultanément sur la même fibre optique par le biais de différentes longueurs d'onde de lumière émise par le laser. Aux points de connexion éloignés de l'anneau, les signaux se séparent pour se répartir entre plusieurs réseaux à fibre optique en arbre vers les foyers et les entreprises, en utilisant la technologie TDM. La configuration d'anneau en mode bidirectionnel améliore la fiabilité du réseau car le signal est sûr d'atteindre les utilisateurs finaux dans un sens ou dans l'autre en cas de défaillance du câble à un point précis de l'anneau WDM. Cette approche entraîne également une augmentation importante de la vitesse de connexion. «L'utilisation du WDM sur l'anneau signifie que nous pouvons multiplier la bande passante par 40 longueurs d'onde et faire profiter les utilisateurs finaux de 1 Go/s: pas dans un seul sens, mais dans les deux sens, à la fois en amont et en aval,» assure le Professeur Prat. «Cela pourrait ouvrir la porte à des applications totalement nouvelles tout simplement inenvisageables aujourd'hui, comme la vidéoconférence haute définition.» Les tests menés en laboratoire par le fournisseur d'équipements finlandais Tellabs ont été suivis par un essai sur le terrain à proximité des installations de France Telecom-Orange, en Bretagne, en France, et une démonstration au FTTH Council à Milan. Utilisant une technologie d'émulation associée à une infrastructure grandeur nature, les tests ont révélé que le réseau pouvait desservir entre 1 000 et 4 000 utilisateurs dans un rayon de 20 kilomètres de l'anneau principal, avec des connexions Internet à haut débit symétrique avoisinant 300 Mo/s. En parallèle, les chercheurs ont également prouvé que la technologie pouvait être utilisée pour transmettre des signaux optiques dans un rayon de 100 kilomètres du service central afin de procurer à près de 250 foyers des connexions asymétriques de 10 Go/s en aval et de 2,5 Go/s en amont. D'un point de vue commercial, ces améliorations sont d'une importance capitale car réalisables à peu de frais et la technologie maintient la transparence du réseau, prenant en charge l'utilisation de la même infrastructure par plusieurs fournisseurs de services. «Notre approche utilise une infrastructure existante ou implique de modifier des composants qui peuvent être perfectionnés pour un coût modique,» remarque le Professeur Prat. Par exemple, tous les utilisateurs finaux auraient besoin du même Optical Network Unit (ONU), un dispositif qui convertit les signaux laser en signaux électroniques. Lors des essais, l'équipe du projet Sardana a employé des puces optoélectroniques de communication ONU mises au point par Alcatel-Thales, qui n'exigent pas de longueurs d'onde supplémentaires pour réaliser la conversion et renvoyer un signal en amont - garantissant une configuration tout optique sur l'ensemble du réseau. De même, les points distants de connexion entre l'anneau WDM et les réseaux en arbre TDM sont aussi tout optique, tirant la puissance supplémentaire des lasers de pompage du service central. «L'architecture est entièrement passive - elle peut être complètement sous-terraine et ne nécessite aucune maintenance,» précise le Professeur Prat. «La majeure partie de l'infrastructure est déjà en place: Les zones urbaines bénéficient d'une topologie de réseau en anneau et les réseaux en arbre sont largement utilisés, bien que fonctionnant avec des technologies de transmission différentes. Notre approche transforme cette infrastructure en une solution passive tout-optique.» Les partenaires du projet continuent à développer la technologie, qui a déjà suscité l'intérêt d'opérateurs en Europe, aux États-Unis et en Chine. par ailleurs, ils apportent leur contribution aux organismes de normalisation, dont le groupe NG-PONG2 de l'Union internationale des télécommunications (IUT), en vue d'un déploiement commercial dans un avenir proche. Le projet de recherche Sardana, qui a bénéficié d'un financement au titre du septième programme-cadre (7e PC), a reçu l'année dernière le Global Telecoms Business Innovation Award qui récompense les innovations qui «feront la différence dans le secteur des communications.» Liens utiles: - Site web du projet «Scalable advanced ring-based passive dense access network architecture» - Fiche d'informations sur le projet Sardana sur CORDIS - Vidéo sur la technologie Sardana Articles connexes: - L'internet du futur pourrait être dix fois plus rapide - PHASORS améliore les réseaux de communication optiques