De fait, les besoins en capacité des géants d’Internet explosent. Ainsi, Google doit doubler sa capacité chaque année pour maintenir un semblant de “Cloud 3.0” : on peut effectuer n’importe quel calcul sur n’importe quelle machine en utilisant n’importe quelles données, le réseau épongeant les différences géographiques. On estime que ces entreprises ont accaparé 77 % de la capacité transatlantique et 60 % de la transpacifique. Les technologies de fibre optique ont du mal à tenir le rythme pour satisfaire ces appétits sans cesse croissants.
Le record actuel est aussi atteint dans l’océan Pacifique, par Faster Cable : 9 000 km, six paires, pour un débit de 60 Tb/s. Ce câble est utilisé par Google et des opérateurs de télécommunication chinois (China Mobile International, China Telecom Global, Global Transit Communications, KDDI et Singtel). Sa construction a débuté en 2014 ; il est utilisé depuis juin 2016. Techniquement, Faster Cable utilise cent longueurs d’onde par fibre, avec une modulation permettant d’attendre 100 Gb/s par canal.
Les technologies des fibres optiques ont bien évolué. Dans les années 1980, leur capacité par fibre individuelle est passée de 90 Mb/s à 1 Gb/s, en changeant principalement le matériau des fibres : l’atténuation est passée sous la barre des 20 dB/km, c’est-à-dire une perte d’un facteur cent en puissance par kilomètre. Dans le même temps, la fabrication est passée de deux mètres par seconde à cinquante, ce qui a aidé à diminuer les coûts de la fibre optique par rapport au cuivre. L’amélioration des transmetteurs optiques (qui effectuent la conversion entre la partie électronique et le signal optique) porte le débit à 10 Gb/s dans les années 1990. Des améliorations continues au niveau des amplificateurs (qui servent à compenser l’atténuation), devenus entièrement optiques dans les années 2000, ont permis d’utiliser un plus grand nombre de longueurs d’onde par fibre, avec une dizaine de canaux à 10 Gb/s à des longueurs d’onde assez rapprochées. Avec les années 2010, la modulation (l’opération de transformation d’un signal digital en un signal optique) a été améliorée au point de multiplier par dix le débit par longueur d’onde utilisée, portant donc le maximum à 100 Gb/s par longueur d’onde.
Le Pacific Light Cable Network appartient à cette dernière génération, à la différence que l’atténuation joue un énorme rôle vu les distances parcourues, ce qui limite les possibilités en termes de débit. Pour un câble d’une telle envergure (un tiers du tour du monde !), il a fallu placer un amplificateur tous les 50 km, c’est-à-dire 200 pour 10 000 km. Seulement, chacun de ces appareils ajoute une petite quantité de bruit… qui s’accumule sur 13 000 km.
Le nouveau câble change la donne en utilisant le double de longueurs d’onde par rapport à Faster Cable, en utilisant tant la bande traditionnelle (C, entre 1530 et 1565 nm, pour 5 THz de spectre) que la bande “longue” (L, 1570 à 1610 nm). Ce changement a une apparence assez simple, mais il a requis la conception de nouveaux amplificateurs, ceux-ci ne fonctionnant que dans des bandes de fréquence assez petites. Heureusement, il est possible d’utiliser des techniques extrêmement proches pour les bandes C et L.
Par contre, pour d’autres bandes, il faudrait concevoir de nouveaux lasers, amplificateurs et/ou fibres. L’autre astuce pour augmenter la capacité est d’augmenter le nombre de fibres : passer de douze à plusieurs centaines, ce qui est très souvent fait dans les liaisons terrestres. Le problème est qu’il s’agit de liaisons sous-marines : il est difficile d’y apporter de l’électricité en suffisance pour amplifier un trop grand nombre de fibres. À long, voire à moyen terme, il semble donc nécessaire de repenser plus en profondeur les technologies employées — ou l’utilisation de la capacité de transfert de données.
Source, image et détails techniques : Submarine Cable Goes for Record: 144,000 Gigabits From Hong Kong to L.A. in 1 Second.