Les réseaux optiques sont un élément essentiel des systèmes de communication contemporains, car ils facilitent la transmission ultra-rapide de données sur de longues distances. La communication via un réseau optique utilise des signaux lumineux transmis par fibres optiques, exigeant un débit, une précision et une bande passante considérables, pour alimenter les composants essentiels de l'infrastructure numérique contemporaine. Les réseaux optiques sont essentiels au monde connecté, car ils permettent des connexions internet haut débit et propulsent les avancées dans les domaines de la santé, de la finance et du divertissement. Cet article examine la structure fondamentale des réseaux optiques, résume leurs principaux avantages et évalue leur applicabilité à divers secteurs. Ce guide s'adresse à un large public, des passionnés de technologie aux professionnels, car il met en évidence l'impact transformateur des réseaux optiques sur la communication mondiale et divers secteurs.
Qu'est-ce qu'un réseau optique et comment fonctionne-t-il ?
Recevoir et comprendre les fondamentaux du réseau optique
Un réseau optique est un système de transmission d'informations utilisant des signaux lumineux transmis par fibres optiques. Il convertit les signaux électriques en lumière, transmise ensuite par de fins fils de verre ou de plastique, appelés fibres optiques. Ces fibres permettent la transmission de données à très haut débit avec une faible perte de signal sur de longues distances. À l'autre extrémité, les signaux lumineux sont reconvertis en signaux électriques. Les réseaux optiques sont très populaires en raison de leur bande passante, de leur fiabilité et de leur évolutivité, et donc adaptés à un nombre croissant d'applications axées sur les données.
Composants clés du réseau de transport optique
Fibre optique : Permet la transmission de signaux lumineux tout en fournissant des données à haut débit et de longues distances avec de faibles pertes.
- Transpondeurs : Équipement qui transforme les signaux électriques en signaux optiques pour l'envoi et les transforme à nouveau en signaux électriques à la fin.
- Multiplexeurs à répartition en longueur d'onde : Ils sont utilisés pour combiner de nombreux signaux optiques sur différentes fibres à des longueurs d'onde distinctes en une seule fibre, augmentant ainsi considérablement la capacité du réseau.
- Amplificateurs optiques:Dispositifs qui augmentent la puissance des signaux lumineux sur de longues distances sans passer à l'électricité.
- ROADM (Multiplexeur optique reconfigurable d'insertion-extraction):un dispositif qui manœuvre et gère le routage des signaux optiques de manière dynamique sans nécessiter de conversions supplémentaires sur le signal, ce qui peut améliorer l'évolutivité du réseau.
- Commutateurs optiques : Équipement permettant la commutation et le routage de signaux optiques à différents niveaux de la hiérarchie, économisant ainsi des ressources.
Cette nouvelle architecture augmente la durée de vie de la liaison de données et est très évolutive puisqu'elle a la capacité d'accueillir systématiquement de nouveaux composants sans démonter l'ensemble du mainframe.
Comment se produit la transmission des signaux optiques
La transmission de données par signaux optiques s'effectue par transmission d'impulsions lumineuses via des câbles à fibres optiques. Ces câbles spécialisés sont constitués d'une âme et d'une gaine qui empêche la lumière de s'échapper de l'âme par réflexion interne totale. Chaque fibre est équipée d'un émetteur qui convertit les données électriques en signaux optiques transmis via la fibre. De l'autre côté se trouve le récepteur, constitué d'un photodétecteur, qui transforme les signaux optiques en données électriques. Cette méthode permet des communications rapides sur de longues distances avec une dégradation minimale du signal.
Quelles sont les raisons d’utiliser les réseaux optiques ?
Avantages de la fibre optique par rapport aux câbles en cuivre
- Vitesse supérieure : Les câbles à fibre optique offrent l'avantage de transmettre les données beaucoup plus rapidement que les câbles en cuivre traditionnels. Cela permet une communication en temps réel ainsi que des applications à haut débit.
- Bande passante supérieure : La fibre optique offre une perte de signal plus faible et une capacité de transport de données plus élevée. Elle peut ainsi prendre en charge des volumes de données plus importants sur de longues distances.
- Perte de signal réduite:Les câbles à fibre optique ont une atténuation du signal plus faible, ce qui permet de transmettre des données sur de plus longues distances sans avoir à amplifier le signal.
- Sécurité renforcée: Il est difficile d’intercepter les signaux optiques, ce qui permet de transmettre des informations sensibles de manière plus sécurisée.
- Immunité aux interférences électromagnétiques : Contrairement aux câbles en cuivre, les fibres optiques ne sont pas affectées par les interférences électromagnétiques, ce qui les rend fiables et cohérentes.
- Léger et durable:Par rapport aux câbles traditionnels, les câbles à fibre optique sont plus fins, plus légers et plus résistants aux facteurs environnementaux difficiles, ce qui les rend plus faciles à installer et à entretenir.
Comment les réseaux optiques peuvent améliorer la bande passante
L'utilisation de signaux lumineux permet aux réseaux optiques d'améliorer considérablement la bande passante et d'augmenter le débit de transfert de données par rapport aux systèmes utilisant des fils de cuivre. La technologie de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM), qui divise la lumière en plusieurs longueurs d'onde, permet à ces réseaux de prendre en charge la transmission simultanée de volumes massifs de données. Cette capacité contribue à minimiser la congestion, à améliorer l'efficacité et à s'adapter à la demande croissante d'internet haut débit et de communication de données.
Réduire la latence avec les réseaux à fibre optique
Comparés à d'autres supports de transmission comme les câbles en cuivre ou les communications par satellite, les réseaux à fibre optique sont conçus pour éliminer la latence. La latence, c'est-à-dire le temps nécessaire à une donnée pour transiter de la source à la destination, est extrêmement importante pour les applications en temps réel telles que la visioconférence, les jeux en ligne ou même les systèmes de trading financier. La fibre optique offre une latence parmi les plus faibles possibles grâce à la rapidité de la signalisation lumineuse et à l'absence d'interférences électromagnétiques (IEM) fréquentes sur les réseaux en cuivre.
Dans le vide, la lumière se propage à une vitesse de 299,792 200,000 kilomètres par seconde. Par conséquent, les câbles à fibre optique transmettent les données à une vitesse légèrement inférieure, d'environ 10 20 kilomètres par seconde. Cela améliore considérablement l'expérience utilisateur dans les scénarios d'aller-retour de données (RTT), en particulier lorsqu'une faible latence est requise. Par exemple, alors que les réseaux cuivre ont une latence d'environ 1 à XNUMX millisecondes (ms), les systèmes à fibre optique optimisés la réduisent à moins de XNUMX ms en moyenne.
De plus, des innovations telles que les technologies optiques cohérentes et le réseau défini par logiciel (SDN) optimisent encore davantage la latence des fibres. La réallocation de la bande passante et la gestion du trafic en temps réel optimisent la réduction de la congestion et l'efficacité de la distribution des paquets de données. De plus, le SDN permet d'augmenter la distance entre les amplificateurs sans augmenter le nombre d'amplificateurs intermédiaires. Il en résulte une réduction des points de retard, ce qui se traduit par des performances à faible latence bien plus constantes sur de grandes distances.
L'amélioration de la réactivité et de la vitesse offertes par la fibre optique en fait une nécessité pour les consommateurs et les industries qui dépendent des technologies modernes. En résumé, si un pays souhaite améliorer son infrastructure de communication tout en préservant sa compétitivité, investir dans la fibre optique devient crucial.
Quels sont les types de réseaux optiques disponibles ?
Étude des applications du multiplexage par répartition en longueur d'onde.
Le multiplexage en longueur d'onde (WDM) est une technologie permettant de multiplexer plusieurs canaux de données sur une seule fibre optique. Le WDM est largement utilisé dans les télécommunications et les centres de données en raison de ses besoins élevés en bande passante. La combinaison de nombreux flux de données sur une seule fibre optique utilisant différentes fréquences lumineuses amplifie considérablement la capacité de transport des données des réseaux à fibre optique, sans nécessiter de câbles physiques supplémentaires. Il permet une meilleure utilisation de l'infrastructure, prend en charge la transmission de données longue distance et facilite l'extension efficace du réseau en ajoutant des canaux sans interruption.
Quel est l'impact du réseau optique passif PON sur la connectivité ?
Le réseau optique passif (PON) est une technologie avancée permettant de fournir des services haut débit sur fibre optique. Il est efficace dans un PON dont la structure de base est orientée vers le un-vers-plusieurs et utilise des composants passifs pour répartir un signal optique entrant d'un central vers plusieurs utilisateurs finaux, ce qui réduit considérablement les coûts de déploiement et de maintenance. L'approche point à multipoint de la technologie PON en fait un outil idéal pour le déploiement de réseaux évolutifs et économes en énergie.
Le PON est largement utilisé dans les déploiements de fibre optique jusqu'au domicile (FTTH) et de fibre optique jusqu'au bâtiment (FTTB), offrant des débits descendants et montants respectifs de 2.5 Gbit/s et 1.25 Gbit/s dans les configurations Gigabit PON (GPON) standard. D'autres avancées, comme le XG-PON 10 Gigabit PON, offrent un débit réseau encore plus élevé avec des débits symétriques de 10 Gbit/s. Ces fonctionnalités sont essentielles pour répondre aux besoins croissants en bande passante liés aux services de cloud computing, au streaming 4K/8K et au télétravail.
De plus, les réseaux PON permettent un large éventail d'applications, telles que les systèmes IoT, les réseaux d'entreprise et les infrastructures urbaines intelligentes. Selon les dernières données disponibles, le chiffre d'affaires mondial des équipements PON devrait dépasser 13 milliards de dollars américains d'ici 2028, grâce à l'augmentation des investissements dans les infrastructures de fibre optique et à la migration vers les réseaux de nouvelle génération comme la 5G. Grâce à ses capacités de connectivité haut débit et fiable, le PON résout les problèmes de connectivité actuels et continue de favoriser la transformation numérique.
Dernières tendances en matière de produits de réseaux optiques
L'accent mis sur le développement des technologies 400G et 800G et des émetteurs-récepteurs cohérents pour les réseaux longue distance et métropolitains s'accroît en raison des besoins croissants en bande passante et en évolutivité. Les tendances des produits de réseaux optiques indiquent également une concentration croissante sur les émetteurs-récepteurs optiques cohérents pour une meilleure efficacité sur les réseaux longue distance et métropolitains. Par ailleurs, l'intégration des réseaux définis par logiciel (SDN) devient essentielle pour une automatisation efficace des réseaux et une adaptation réactive des ressources réseau. Ces nouveaux développements témoignent des efforts déployés pour améliorer les performances tout en gérant la complexité croissante des écosystèmes modernes.
De quelle manière et dans quelle mesure l’amplification optique améliore-t-elle les performances ?
Après avoir compris le rôle des amplificateurs optiques, nous pouvons analyser plus en détail la portée de leur utilisation.
Les amplificateurs optiques améliorent les performances en augmentant la puissance des signaux optiques sans nécessiter de conversion électrique. Cette forme d'amplification est nécessaire pour compenser les pertes de signal, inévitables dans les systèmes de communication par fibre optique longue distance. En augmentant la puissance du signal dans le domaine optique, les amplificateurs optiques garantissent la transmission sans distorsion des données, augmentant ainsi l'efficacité de la transmission et permettant l'utilisation de réseaux longue distance à haute capacité.
Pourquoi les amplificateurs optiques sont-ils essentiels pour les transmissions longue distance ?
Les amplificateurs optiques sont essentiels aux transmissions longue distance, car ils compensent l'atténuation du signal et permettent la transmission de données sur de longues distances sans dégradation significative. Ils réduisent également le besoin de régénération fréquente du signal en amplifiant les signaux optiques affaiblis sur le trajet de transmission, diminuant ainsi la complexité et les coûts des infrastructures. Leur capacité à amplifier simultanément des signaux uniques sur plusieurs canaux permet la mise en place de réseaux haute capacité et les rend indispensables aux systèmes de communication modernes.
Utilisation d'amplificateurs optiques dans le transport optique de paquets
L'utilisation d'amplificateurs optiques dans les réseaux de transport optique par paquets permet de répondre aux exigences de débit de données plus élevé et de connectivité continue. Des amplificateurs optiques, tels que les amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA) et les amplificateurs Raman, sont utilisés dans ces réseaux pour renforcer les signaux sur de longues distances et sur des liaisons par fibre optique. Ces systèmes n'ajoutent pas de retard significatif aux opérations du réseau, car ils améliorent également le signal sous forme optique, ce qui est très avantageux dans l'environnement technologique actuel.
L'utilisation d'amplificateurs optiques dans les réseaux de transport optique par paquets permet au système de prendre en charge les systèmes DWDM (Dense Wavelength Division Multiplexing). Cette technologie améliore la fiabilité et l'efficacité de la transmission de données par câbles à fibre optique, car elle permet de transmettre plusieurs flux de données sur un seul brin de fibre. Les amplificateurs contribuent à renforcer les signaux multi-longueurs d'onde. De plus, ils contribuent à maintenir les performances même sur des distances supérieures à quelques centaines de kilomètres. Les EDFA en sont le meilleur exemple, car ils offrent des bandes passantes d'amplification supérieures à 40 nm tout en prenant en charge plus de 80 canaux à 50 GHz.
Par ailleurs, le développement de la technologie d'amplification Raman distribuée a également contribué à accroître la portée de transmission. Comme mentionné précédemment, les amplificateurs Raman utilisent la fibre elle-même comme support d'amplification et offrent donc de meilleures performances en matière de bruit et d'OSNR, essentielles pour les réseaux à 400 Gbit/s et plus.
Le déploiement d'amplificateurs optiques dans les réseaux de transport optique par paquets améliore également la rentabilité. Ces systèmes réduisent la consommation d'énergie en éliminant la régénération du signal OEO. Les technologies d'amplification avancées, combinées à un déploiement en spirale optimal, permettent une évolutivité écoénergétique pour répondre aux nouvelles demandes, telles que l'augmentation du trafic de liaison 5G et du trafic d'interconnexion des centres de données.
L'association d'amplificateurs optiques et de technologies de transport optique de paquets marque une étape majeure vers la mise en place de réseaux de communication résilients, à haute capacité et économes en énergie. Garantir un débit de données élevé et une agilité permettant d'évoluer avec les changements structurels du réseau est essentiel à l'écosystème des réseaux optiques, ce qui en fait un composant essentiel.
Quelle est l’approche adoptée par les réseaux optiques pour 800G et plus ?
Innovations en optique cohérente pour une mise à l'échelle au-delà de 800G
Il existe de nombreuses stratégies pour faire évoluer les réseaux optiques afin d'accueillir des débits de 800 Gbit/s et plus. L'augmentation de l'utilisation des données par canal nécessite une amélioration de l'efficacité spectrale, ce qui peut être assuré par des formats de modulation améliorés comme le 64QAM, qui offrent une meilleure utilité spectrale. La diffusion des technologies de grille flexible est également importante, car elles optimisent non seulement l'allocation spectrale, mais permettent également aux opérateurs de réseau de redimensionner dynamiquement la largeur des canaux pour des débits plus élevés. De plus, le développement de technologies optiques cohérentes permet de transmettre des données sur de plus grandes distances sans endommager significativement le signal, améliorant ainsi la fiabilité à des débits plus élevés. Ensemble, ces développements contribuent à répondre aux exigences supplémentaires des réseaux optiques tout en préservant leur flexibilité, leur efficacité et leur fiabilité.
Surmonter les limitations pour 700G et le forfait 800G
La technologie de la fibre optique a considérablement évolué ces dernières années pour répondre aux exigences de transmission 800G et au-delà. L'utilisation de fibres à très faible perte (ULL) en est un exemple : elles réduisent considérablement l'atténuation grâce à l'ajout de répéteurs. Par exemple, les fibres ULL actuelles atteignent des niveaux d'atténuation de seulement 0.16 dB/km, contre environ 0.20 dB/km pour les fibres standard, minimisant ainsi la dégradation du signal sur de longues distances.
Les fibres à surface effective (Aeff) représentent un autre domaine d'innovation. Elles contribuent à atténuer les dégradations non linéaires du signal, telles que l'automodulation de phase et le mélange à quatre ondes. Avec des valeurs Aeff supérieures à 120 µm², ces fibres sont idéales pour les réseaux haute capacité et haut débit, car elles peuvent transmettre efficacement à des niveaux de puissance plus élevés.
Le multiplexage spatial (SDM) est un autre domaine d'innovation majeur. Cette technologie augmente le volume de données transmises par fibre grâce à l'utilisation de fibres multicœurs et multimodes. Par exemple, les fibres multicœurs peuvent comporter de 4 à 19 cœurs intégrés dans une seule couche de gaine, augmentant ainsi considérablement la capacité de transmission potentielle.
La dernière innovation technologique en matière de fibre optique porte sur les fibres insensibles aux courbures. Celles-ci garantissent aux câbles un niveau de performance élevé, même dans les environnements denses et complexes des centres de données. Grâce à une conception optimisée de leur gaine, ces fibres présentent des pertes par courbure plus faibles, ce qui les rend plus flexibles et capables de répondre aux exigences changeantes des architectures de réseaux compacts modernes.
Grâce aux fibres optiques modernes, la demande croissante de trafic de données mondial devrait être satisfaite. Ces avancées, associées à une fabrication de précision et à des techniques d'installation performantes, font des fibres optiques l'épine dorsale des futurs réseaux optiques à haut débit.
Préparation d'une conception de réseau pour la croissance de la demande
Pour répondre aux exigences futures de la conception d'un réseau, il est crucial de prêter attention à son évolutivité, sa flexibilité et sa capacité de préparation, entre autres attributs. Face à l'évolution des besoins technologiques et commerciaux, il est conseillé d'utiliser des conceptions modulaires permettant des montées en charge progressives avec des interruptions limitées des opérations quotidiennes. La flexibilité peut également être améliorée par l'intégration de systèmes SDN, qui permettent de modifier la distribution des ressources et le routage du trafic en temps réel. Il est également important de mettre en œuvre des stratégies de redondance et de maintenance axées sur un fonctionnement ininterrompu, pour plus de fiabilité. La combinaison de ces approches permet aux réseaux de s'adapter efficacement aux nouvelles technologies et à l'utilisation des données.
Foire Aux Questions (FAQ)
Q : Comment les informations sont-elles transmises dans un réseau optique et quelles sont ses caractéristiques déterminantes ?
R : Un réseau optique est un système de communication qui transmet des informations entre différents points en envoyant des signaux lumineux via des fibres optiques. Ces réseaux utilisent la technologie de la fibre optique, qui permet de transmettre des données par impulsions lumineuses plutôt que par signaux électriques. Un câble à fibre optique constitue l'ossature du système. Il est constitué d'un cœur de verre enrobé d'une gaine de verre et les données transitent le long de la fibre sous forme de lumière. Les réseaux optiques actuels permettent un multiplexage en longueur d'onde (WDM) dense, offrant ainsi des térabits de bande passante et prenant en charge plusieurs canaux de données.
Q : Quels sont les différents types de réseaux optiques et en quoi diffèrent-ils en termes d’échelle de réseau ?
R : Il existe des variantes de réseaux optiques, comme les LAN (réseaux locaux), qui servent à une échelle plus réduite, comme la connexion d'appareils au sein d'un immeuble de bureaux, tandis que les MAN (réseaux métropolitains) s'étendent à travers les villes grâce au SONET (réseau optique synchrone) ou à l'Ethernet optique. Les WAN (réseaux étendus) couvrent des zones géographiques beaucoup plus vastes et constituent généralement le cœur des infrastructures de télécommunications. Les PON (réseaux optiques passifs) sont des réseaux de connexion point à multipoint du dernier kilomètre. Chaque type de réseau varie en termes d'échelle, de l'échelle du bâtiment à la couverture continentale, avec des composants optiques et des exigences de transmission différents.
Q : Comment fonctionne Ethernet dans un environnement de réseau optique ?
R : Ethernet sur réseaux optiques, ou Ethernet optique, modernise l'ancienne norme en intégrant les protocoles Ethernet traditionnels à la technologie de transmission optique. Son débit d'accès varie de 1 gigabit par seconde (Gbit/s) à 400 Gbit/s, tout en s'intégrant parfaitement aux structures existantes des réseaux IP. Comparé à l'Ethernet cuivre, l'Ethernet optique offre une bande passante, des capacités de distance et une immunité aux interférences électromagnétiques supérieures. Il est devenu la norme pour les réseaux d'entreprise et les centres de données, améliorant la rentabilité de la transmission de données à haut débit tout en permettant l'exploitation de plusieurs services, tels que la voix, la vidéo et le trafic de données, sur un seul réseau.
Q : Qu'est-ce qu'un terminal de réseau optique, y compris sa définition et son importance ?
R : Un terminal d'un réseau à fibre optique est appelé terminal de réseau optique (ONT). Il reçoit et décode les signaux optiques du réseau du fournisseur, les transformant en signaux électroniques compatibles pour les équipements clients tels que les routeurs, les commutateurs et les ordinateurs. L'ONT se connecte optiquement au routeur du client et gère la conversion de protocole, le contrôle du trafic et, dans certains cas, les services vocaux. Les ONT sont un élément essentiel des systèmes de fibre optique jusqu'au domicile et marquent la frontière entre le réseau du fournisseur et les équipements du réseau client.
Q : Comment les réseaux optiques s’intègrent-ils aux réseaux IP dans les télécommunications modernes ?
R : L'intégration des réseaux optiques et IP s'effectue via une hiérarchie dans laquelle les données IP sont conditionnées et transférées sur la couche physique optique. IP sur DWDM (multiplexage dense en longueur d'onde) est un exemple de technologie permettant le mappage direct des canaux optiques aux paquets IP. Les systèmes contemporains utilisent l'OTN (réseau de transport optique) comme couche intermédiaire, ajoutant des capacités de gestion tout en prenant en charge le trafic IP. Cette intégration permet le transport de grands volumes de données IP avec le contrôle et la gestion des réseaux optiques. L'adoption des réseaux définis par logiciel (SDN) pour le contrôle dynamique des deux couches afin d'intégrer le routage IP à la sélection du chemin optique est en pleine expansion.
Q : Quels facteurs sont à l’origine de l’évolution et du progrès des réseaux optiques ?
R : L'expansion d'Internet est stimulée par plusieurs facteurs qui influencent son évolution. Le trafic de données, notamment celui du streaming vidéo et du cloud computing, nécessite des réseaux capables de gérer des térabits par seconde et connaît une croissance exponentielle. L'arrivée des réseaux sans fil 5G accroît également la demande de liaisons terrestres par fibre optique. Les coûts incitent désormais les opérateurs à privilégier des systèmes plus performants, plus économes en énergie et automatisés. Grâce aux progrès réalisés dans les domaines de l'optique cohérente, de la photonique sur silicium et d'autres composants optiques, les concepteurs peuvent accroître la capacité tout en réduisant les coûts. L'évolution vers l'edge computing modifie la configuration des réseaux : moins centralisés, ils sont davantage distribués, ce qui nécessite des connexions optiques supplémentaires et la capacité à documenter une bande passante flexible pour s'adapter aux fluctuations des charges de travail.
Q : De quelles manières SONET (Synchronous Optical Networking) et SDH (Synchronous Digital Hierarchy) facilitent-ils la transmission du trafic téléphonique dans leurs réseaux optiques ?
R : Le SONET (Synchronous Optical Networking) et le SDH (Synchronous Digital Hierarchy) sont tous deux des réseaux SONET standardisés optimisés pour le transport de volumes importants de trafic téléphonique et d'autres données sur les réseaux optiques. Ils offrent des fonctionnalités de gestion sophistiquées, notamment une commutation de protection permettant de rétablir le service en moins de millisecondes après une coupure de fibre. Concernant la prise en charge du trafic téléphonique par le SONET/SDH, ils fournissent des circuits dédiés avec une bande passante garantie et une faible latence, essentielles aux communications vocales. Ces systèmes assurent la synchronisation sur l'ensemble du réseau afin de garantir une récupération fiable de l'horloge des signaux vocaux numérisés. Bien qu'en retard par rapport à certaines technologies optiques plus récentes, le SONET/SDH est toujours utilisé dans de nombreux réseaux centraux, car il est fiable pour acheminer le trafic téléphonique critique ainsi que d'autres services de données.
Q : Quel rôle jouent les répéteurs et les amplificateurs dans la communication optique longue distance ?
R : Les répéteurs et les amplificateurs sont essentiels aux communications optiques longue distance pour préserver le signal. Lorsque la lumière traverse la fibre, elle s'affaiblit en raison de l'atténuation. Les amplificateurs optiques, notamment les amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA), améliorent ou « boostent » le signal optique sans nécessiter de conversion électrique. Cette caractéristique permet aux signaux de parcourir des centaines de kilomètres sans régénération. Les répéteurs traditionnels, qui représentent le point où la dégradation de la qualité du signal nécessite une régénération complète, convertissent les signaux optiques en signaux électriques, puis inversement. L'utilisation combinée de ces systèmes permet des liaisons par fibre optique continentales et transocéaniques qui constituent l'épine dorsale des communications mondiales, tout en surmontant les limites physiques de la transmission de signaux à très grande distance.
Q : Quels sont les principaux avantages de l’adoption des réseaux à fibre optique par rapport à l’utilisation des réseaux cuivre traditionnels ?
R : Les réseaux à fibre optique présentent de nombreux avantages par rapport aux réseaux cuivre. Leur bande passante est supérieure, avec des débits allant de quelques gigabits à quelques térabits par seconde. Les signaux peuvent être transportés sur des distances beaucoup plus longues grâce aux fibres optiques sans répéteurs, car leur dégradation est bien moindre. Cela les rend résistants aux interférences électromagnétiques. Leur fiabilité dans des environnements variés est bien supérieure à celle des réseaux cuivre. Les réseaux à fibre optique sont également plus sûrs, car ils présentent un risque élevé d'interception indétectable. Les câbles cuivre sont particulièrement encombrants, tandis que la fibre optique est nettement plus légère et compacte, ce qui facilite l'installation. De plus, la longévité et la pérennité des réseaux à fibre optique sont bien supérieures, les fibres déployées ayant une durée de vie utile de 25 ans. La prise en charge de multiples mises à niveau via des changements d'équipements aux extrémités rend également les réseaux à fibre optique avantageux.
Sources de référence
1. GNPy : une application open source pour les réseaux optiques ouverts prenant en compte la couche physique
- Auteurs: Alessio Ferrari, M. Filer, Karthikeyan Balasubramanian, Yawei Yin, E. Le Rouzic, J. Kundrát, G. Grammel, G. Galimberti, V. Curri
- Date de publication: 16 mars 2020
- Journal: Journal IEEE/OSA des communications optiques et des réseaux
- Jeton de citation : (Ferrari et al., 2020, pp. C31-C40)
- Résumé : Dans cet article, nous décrivons le développement de GNPy, un outil open source destiné aux réseaux optiques sensibles à la couche physique. Les auteurs valident l'estimation de GNPy sur plusieurs scénarios, notamment des réseaux mixtes à fibre optique et à amplification Raman, en mesurant des benchmarks expérimentaux et en les comparant aux prédictions de GNPy. Les résultats sont présentés concernant les prédictions du rapport signal sur bruit optique et les rapports signal sur bruit généralisés, où GNPy a démontré une précision de plus de 90 %, se maintenant à moins de 1 dB des données empiriques pour plus de 90 % des échantillons. Cette application revêt une importance capitale pour la conception de réseaux, notamment pour l'optimisation automatique de la configuration et l'analyse de capacité.
2. Stratégies de contrôle de puissance et évaluation des performances du réseau pour le transport optique multibande C+L+S
- Auteurs: B. Correia, R. Sadeghi, Emanuele Virgillito, A. Napoli, N. Costa, J. Pedro, V. Curri
- Date de publication: 13 avril 2021
- Journal: Journal IEEE/OSA des communications optiques et des réseaux
- Jeton de citation : (Correia et al., 2021, p. 147-157)
- Résumé : Cette recherche examine l'application des techniques de multiplexage spatial (SDM) et de multiplexage par répartition en bande (BDM) pour accroître la capacité des systèmes optiques existants. Les auteurs décrivent l'amélioration de la gestion de la puissance optique pour optimiser le réseau sans nécessiter de câblage fibre optique supplémentaire. Les résultats ont montré qu'avec une optimisation des niveaux de puissance, le BDM pouvait augmenter la capacité de trafic du réseau à un point tel qu'il offrait des performances presque aussi élevées que les mises à niveau SDM.
3. Techniques d'apprentissage automatique pour l'estimation de la qualité de transmission dans les réseaux optiques
- Auteurs: Y. Pointurier
- Date de publication: 9 février 2021
- Journal: Journal IEEE/OSA des communications optiques et des réseaux
- Jeton de citation : (Pointurier, 2021, p. B60-B71)
- Résumé : Ce document analyse l'application des techniques d'apprentissage automatique (ML) à l'évaluation de la qualité de transmission (QoT) dans les réseaux optiques. L'auteur examine les causes des erreurs d'estimation de la QoT et propose une classification pour cette estimation assistée par ML. Cette revue souligne l'importance du ML pour le développement de la surveillance des performances des systèmes optiques et décrit l'ensemble des travaux récents importants réalisés dans ce domaine.
4. Progrès de la normalisation des réseaux optiques passifs à haut débit de l'UIT-T (50G-PON)
- Auteurs: Dezhi Zhang, Dekun Liu, Xuming Wu, D. Nesset
- Date de publication: Le 24 juin 2020
- Journal: Journal IEEE/OSA des communications optiques et des réseaux
- Jeton de citation : (Zhang et al., 2020, pp. D99–D108)
- Résumé : Cette étude examine les principales technologies et avancées liées à la normalisation des réseaux optiques passifs (PON) 50G. Les auteurs décrivent les besoins de ces systèmes et l'évolution des normes UIT-T. Cet ouvrage met en lumière ces normes concernant le besoin croissant de réseaux optiques plus rapides.
5. Surveillance et analyse des données pour les réseaux optiques : avantages, architectures et cas d'utilisation
- Auteurs: L. Velasco, M. Ruiz, F. Cugini, R. Casellas, AC Piat, O. Gonzlez, A. Lord, A. Napoli, P. Layec, D. Rafique, A. D'Errico, D. King
- Date de publication: 24 juillet 2019
- Journal: Réseau IEEE
- Jeton de citation : (Velasco et al., 2019, p. 100-108)
- Résumé : Cet article de synthèse met en lumière les besoins croissants en matière d'automatisation de la gestion des réseaux optiques, en lien avec les fonctionnalités disponibles sur les réseaux optiques actuels. Les auteurs proposent une architecture de surveillance et d'analyse des données (MDA) adaptée au contrôle automatisé des réseaux. Les résultats de ces travaux soulignent le besoin croissant de nouveaux algorithmes d'analyse axés sur l'optimisation des performances et de l'utilisation des ressources des réseaux.