PREMIER SYSTÈME DE COMMUNICATION PAR FIBRE OPTIQUE

À la fin des années 1970, les premiers systèmes de transmission d’informations reposant sur la fibre optique sont installés dans les réseaux interurbains de télécommunications. Rappelons que la fibre optique est un cylindre de silice de très faible diamètre (une centaine de micromètres seulement), comportant un cœur et une gaine, qui peut conduire la lumière d’un point à un autre en exploitant les propriétés de guidage électromagnétique. Les intenses efforts de recherche consacrés à la mise au point de la fibre elle-même (pour réduire ses pertes) mais aussi à celle de l’émetteur (laser) et du récepteur (photodétecteur) – éléments nécessaires pour réaliser un système de transmission – ont permis de révolutionner les télécommunications.

Il est difficile de dater avec précision la première utilisation de cette technologie optique en télécommunications, car de nombreux pays avaient construit des liaisons d’essais. On admet généralement que la première liaison par fibre optique dans un réseau téléphonique a été installée en mai 1977 dans la ville de Chicago, par la société américaine ATT (American Telephone and Telegraph Company), offrant un débit de 45 mégabits par seconde (Mbit/s). À cette époque, ces systèmes optiques étaient comparables, en termes de capacité, à ceux déjà en place, câbles coaxiaux ou ondes radio (faisceaux hertziens). Si le câble coaxial est rapidement éliminé dans les réseaux interurbains, l’optique va coexister pendant plusieurs années avec les faisceaux hertziens, qui offrent alors des performances comparables. Mais, au début des années 1990, les progrès de la technologie optique permettent d’atteindre des capacités et une qualité de transmission inaccessibles à la radio. L’optique devient alors incontournable pour les réseaux reliant les grandes villes, et un grand nombre de pays vont en construire. Le débit est généralement de 2,5 gigabits par seconde (Gbit/s), avec un pas de régénération du signal de 100 kilomètres. La capacité a été multipliée par 55 par rapport à la liaison historique de 1977.

L’explosion du débit des systèmes optiques

Dans le milieu des années 1990, l’apparition de l’amplificateur optique à fibre dopée est donc à l’origine d’une révolution dans le domaine des télécommunications, ouvrant la voie au multiplexage en longueur d’onde (WDM, wavelength division multiplexing), qui consiste à transmettre dans la fibre plusieurs canaux (plusieurs « couleurs ») juxtaposés et donc à bien mieux utiliser l’énorme bande passante de la fibre. Les progrès de la technique WDM sont rapides, le débit maximal transmis sur une fibre passant de 10 Gbit/s (4 canaux à 2,5 Gbit/s) en 1995 à 800 Gbit/s (8 canaux à 10 Gbit/s) au début des années 2000.

À partir de 2006 apparaît la réception dite « cohérente », faisant appel, au niveau du récepteur, à des techniques de traitement du signal analogues à celles employées en téléphonie mobile, mais à bien plus haut débit, grâce aux progrès de l’électronique. Il devient alors possible d’utiliser un large éventail de techniques de modulation et de compenser efficacement les défauts de transmission (dispersion chromatique, dispersion modale de polarisation). Ces progrès ouvrent la voie à des systèmes transportant 80 canaux à 100 Gbit/s, soit 8 térabits par seconde (Tbit/s) sur une fibre. Par rapport à la liaison de 1977, la capacité est cette fois multipliée par 160 000 environ.

Cette évolution considérable touche également les réseaux internationaux où le satellite cède la place, du moins pour ce qui concerne la téléphonie, à des câbles sous-marins optiques offrant une meilleure qualité de transmission et un moindre coût. C’est au travers de ce réseau mondial que transite l’énorme trafic de données engendré par l’Internet, qui connaît une très forte croissance à laquelle répond[...]