Les obstacles naturels (vallées, fleuves…) ou artificiels (routes, monuments…) peuvent rendre trop coûteuse, voire techniquement impossible, la pose d’un câble. Les liaisons optiques laser point à point à l’air libre constituent dans ce cas une solution de rechange. En cela, elle est destinée à des usages spécifiques : communication entre deux immeubles, boucle locale à haut débit (voix, données, Internet, TVHD), liaison temporaire pour la couverture d’événements exceptionnels (championnats sportifs, rassemblements de masse…) ou en cas de catastrophe naturelle.
La technique ne nécessite pas d’autorisation administrative
L’un des avantages de cette technologie est, qu’à l’inverse des boucles locales radios, son utilisation ne nécessite pas d’autorisation administrative. Schématiquement, le flux d’information se propage dans les deux sens autour d’un axe virtuel rectiligne, capté par une photodiode et transformé en signal électrique. Le principe est simple et consiste à pointer face à face deux appareils distants, généralement placés sur le toit d’immeubles voisins, qui échangent un faisceau lumineux à l’air libre. Des diodes laser de forte puissance émettent une ou plusieurs longueurs d’onde. Ces appareils sont à la fois émetteurs et récepteurs.
Le signal est simplement produit par l’émission ponctuelle d’un rayon laser de faible puissance (flux de photons), tout comme on allume et éteint une lampe torche pour émettre des signaux lumineux. La puissance du rayon laser émis est de l’ordre de quelques milliwatts (mW). Le signal reste exploitable jusqu’à une puissance de quelques dizaines de nanowatts (nW). Si la puissance lumineuse est supérieure à un certain seuil, le récepteur l’interprète comme un 1 ; si elle est inférieure à ce même seuil, le récepteur l’interprète comme un 0. La synchronisation du flux de lumière est effectuée grâce aux informations contenues dans l’en-tête des trames.
Une bande passante de 155 Mbit/s aujourd’hui
Les matériels d’optique aérienne commercialisés aujourd’hui atteignent une capacité de bande passante de 155 Mbit/s, ce qui permet de remplacer un lien ATM mais reste toutefois inférieur au débit obtenu sur un réseau Gigabit. Un modulateur combine le signal issu du réseau local avec une source lumineuse d’une longueur d’onde de 820 nm (rouge visible) émise par une diode à avalanche pour obtenir un signal optique.
Des techniques récentes, développées par les laboratoires américains Bell pour la firme Lucent, permettent d’atteindre 2,5 Gbit/s, et jusqu’à 10 Gbit/s en multiplexage de longueurs d’ondes DWDM. Elles seront commercialisées dans le courant de l’année. Le laser utilisé dans ce dernier cas est situé dans la bande des 1 500 nm (infrarouge). Le système repose sur la réplication en quatre exemplaires de l’onde lumineuse de transport grâce à deux passages dans un coupleur, ce qui divise par quatre la puissance lumineuse des rayons émis. Les faisceaux laser ont un diamètre initial de 3 cm. Ils sont émis symétriquement autour de l’élément de réception, une photodiode de 20 cm de diamètre. À leur convergence, au bout de quelques centaines de mètres, la section du faisceau est de 1 m2, ce qui permet de s’affranchir des problèmes de transmissions (voir encadré). En DWDM, chacun des signaux émettra toutes les longueurs d’ondes multiplexées. La performance dépend de la bande passante opérationnelle de l’amplificateur optique (ici dopé à l’erbium) à l’émission, et de la capacité du récepteur à distinguer deux fréquences proches. Les normes internationales fixent un écart standard de 100 GHz entre deux longueurs d’ondes multiplexées. Lucent utilise 200 GHz. On pourra ainsi transférer les données de quinze CD-ROM (10 gigabits) par seconde à l’air libre.
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