Dans cet article de blog, nous explorerons l'évolution de la technologie internet, de l'ADSL à l'internet par fibre optique, ainsi que les principes qui sous-tendent les vitesses de transmission élevées de l'internet par fibre optique.
Aux alentours de 1995, on connectait des modems aux lignes téléphoniques pour accéder à Internet, à des débits extrêmement lents selon les normes actuelles. Cette configuration empêchait de passer ou de recevoir des appels téléphoniques tout en utilisant Internet – une situation difficilement imaginable aujourd'hui. En 1999, le chanteur Yoo Seung-jun a même popularisé l'ADSL dans une publicité télévisée avec le slogan : « L'ISDN fonctionne, mais moi, c'est l'ADSL. » L'ISDN et l'ADSL sont deux méthodes de communication filaires utilisant des câbles en cuivre. Plus tard, avec la généralisation de la communication par fibre optique, les débits de transmission de données ont connu une amélioration spectaculaire, sans précédent.
Il est bien connu que la lumière se propage très rapidement. Comparée aux communications par câble de cuivre d'autrefois, la communication par fibre optique offre aujourd'hui des débits de transmission bien supérieurs. Par exemple, 1 Gbit/s signifie qu'1 Gbit de données peut être transmis par seconde, une vitesse suffisante pour télécharger un film d'environ 2 Go en une quinzaine de secondes. Aujourd'hui, même les abonnements internet résidentiels proposent des débits de l'ordre du gigabit, tandis que les centres de données et les réseaux dorsaux utilisent des technologies de transmission allant de centaines de gigabits par seconde à plusieurs térabits par seconde. Grâce aux débits élevés de la fibre optique, nous bénéficions d'une navigation internet beaucoup plus fluide. L'expression « très haut débit par fibre optique » désigne précisément cette méthode de communication optique.
Cependant, le terme « communication optique » ne signifie pas que seule la lumière est utilisée. L'électricité joue également un rôle crucial. Prenons l'exemple de deux personnes discutant en ligne. Lorsqu'un message est saisi sur l'ordinateur A, il est d'abord converti en un signal électrique. Ce signal est ensuite converti en un signal lumineux par un convertisseur électro-optique à l'extrémité émettrice, puis transmis sous forme de lumière le long du câble optique. Il est ensuite reconverti en un signal électrique par un convertisseur opto-électrique à l'extrémité réceptrice et affiché sous forme de message texte sur l'ordinateur B. Même si A et B se trouvent dans des pays différents, le message est transmis quasi instantanément car le signal se propage à très grande vitesse – proche de celle de la lumière – le long du câble optique.
Comment les signaux lumineux sont-ils transmis à l'intérieur d'un câble optique ? Le principe repose sur la réflexion totale interne, due à la différence d'indice de réfraction. L'indice de réfraction indique la vitesse de propagation de la lumière dans un milieu donné par rapport à sa vitesse dans le vide. À l'intérieur d'un câble optique, un cœur à indice de réfraction élevé est entouré d'une gaine à indice de réfraction plus faible. La réflexion totale interne est un phénomène où la lumière est totalement réfléchie à l'interface lorsqu'elle passe d'un milieu à indice de réfraction élevé à un milieu à indice de réfraction plus faible, et que l'angle d'incidence dépasse l'angle critique. La lumière se propageant plus lentement dans le cœur et plus rapidement dans la gaine, la réflexion totale interne se produit ; les câbles optiques exploitent ce principe pour transmettre les signaux lumineux sans qu'ils ne s'échappent vers l'extérieur.
Cela soulève une question : même si toute la lumière est réfléchie par réflexion totale interne, une partie n’est-elle pas absorbée, ce qui affaiblit le signal ? De même que la lumière s’affaiblit avec la profondeur dans l’océan, l’intensité lumineuse dans une fibre optique diminue progressivement avec la distance. Par conséquent, la performance d’une fibre optique est évaluée en fonction de la faible atténuation du signal sur une distance donnée. Aux débuts de la technologie de la fibre optique, les signaux s’affaiblissaient considérablement après seulement quelques centaines de mètres ; cependant, aujourd’hui, des fibres optiques à très faibles pertes sont commercialisées, permettant une transmission efficace sur des distances de plusieurs dizaines de kilomètres, voire plus. De plus, pour les communications longue distance, des amplificateurs optiques sont installés afin d’amplifier les signaux affaiblis, garantissant ainsi des communications internationales stables à travers les continents et les fonds marins.
À la fin des années 1990, les méthodes de communication filaires électriques utilisant des fils de cuivre — comme les modems, l'ISDN et l'ADSL — étaient prédominantes. Aujourd'hui, la communication optique par fibre optique est devenue la technologie centrale d'Internet, et la vitesse et la stabilité de transmission se sont considérablement améliorées. Cette performance s'explique par le fait que les signaux sont transmis sous forme de lumière à travers les câbles optiques, et que le principe de la réflexion totale interne est utilisé pour minimiser les pertes de signal, même sur de longues distances. La technologie de communication optique continue de progresser et devrait offrir à l'avenir un environnement Internet encore plus rapide et plus stable.
