Présentation de Sébastien Bigo (promo 92), Nokia Bell Labs, lors des derniers French Photonics Days

« 5 Milliards de km et toujours en hausse. Pour quoi faire ? »

Le 18 septembre dernier, Sébastien, malgré des contraintes de temps très sévères, nous a fait un exposé très complet de l’évolution des réseaux  fibres optiques.

L’enquête de satisfaction nous a montré que cet exposé avait été très apprécié. Pour ceux qui n’ont pas eu la chance d’y assister, je vous en fais un résumé.

Les figures sont extraites de la présentation complète de Sébastien que vous pouvez consultez ici

Le marché croit de 5% par an

Il poursuit sa croissance inexorable de 5% par an (extrait du rapport Dell’Oro de Juillet 2019 ci-dessous) 

3 facteurs expliquent cette croissance :

- la demande pour accueillir les services 5G

- la demande croissante pour les services cloud (les grands acteurs créent leur propre réseau, Microsoft Azure, Google Cloud)

- l’arrivée du tout photonique: les artères de communications les plus fréquentées utilisent les photons au détriment des électrons, faute de croissance suffisamment rapide de la bande passante de l’électronique, mais la tendance affecte de plus en plus les capillaires.

Il est à noter que, par chance, les réseaux existants ont été capables d’encaisser le surcroit de trafic lié au télétravail pendant l’épidémie de Covid, en effet ils sont dimensionnés pour absorber le pic des soirées de weekend, qui reste supérieur au trafic généré par le télétravail pendant la journée durant le confinement !

Pour répondre à l’augmentation constante du trafic, les fournisseurs de réseau ont 3 challenges à relever, résumés ci-dessous.

Challenge n°1 : augmenter le débit

La première technologie est le multiplexage en longueur d’onde (ou WDM wavelength division multiplexing) qui consiste à multiplexer des signaux de longueurs d’onde différentes. La figure ci-dessous montre le débit hallucinant de 115,6 THz obtenu avec 250 canaux.

La seconde piste consiste à passer aux fibres multicoeurs ou multimodes pour faire un multiplexage spatial, ou, à défaut, à des câbles à plusieurs centaines ou milliers de fibres. L’approche qui sortira gagnante aura résolu les difficultés trop souvent négligées de la connectique, avec des connecteurs mécaniques ou avec des circuits photoniques.

La troisième voie utilise des techniques de modulation avancées permettant de décoder les données malgré des rapports signal à bruit plus faibles. L’une des plus prometteuses consiste à traduire le message dans une langue où l’occurrence des lettres de l’alphabet optique est adaptée en fonction de la capacité du détecteur à les reconnaître (constellation shaping en anglais). Les lettres détectées facilement sans erreur y auront une probabilité d’apparaître plus élevée.

Challenge n°2 : réduire le temps de latence

L’arrivée de la 5G et de ses applications « time-critical » vont avoir une implication sur l’architecture des réseaux, le plus simple étant finalement de multiplier les datacenters et de les rapprocher des utilisateurs.

Les nouvelles architectures 5G obligent au déploiement de nouvelles plateformes informatiques (edge DC) pour traiter les signaux radio, qui seront idéalement placées pour offrir aux utilisateurs des applications à faible latence que les datacenters centraux d’aujourd’hui ne peuvent pas fournir à cause de la distance à parcourir. Les circuits photoniques, encore coûteux aujourd’hui, pourraient remplacer les circuits électroniques dont les fluctuations de latence (jitter) deviendront rédhibitoires.

Challenge n°3 : augmenter la robustesse des réseaux

La numérisation totale des réseaux de fibres optiques ouvre la porte à de multiples possibilités d’analyse permanente et très fine des réseaux installés, permettant d’anticiper les défaillances et de reconfigurer automatiquement très rapidement. La fibre des réseaux de télécoms pourra même, sans modification, devenir un capteur capable de renseigner sur l’ environnement qui l’entoure partout où elle se trouve.

Cette analyse suppose de bien connaitre tous les phénomènes physiques liés à la propagation dans les fibres, et de développer les moyens de tests adéquats.