Comment Internet s’est-il développé ?
Aucune technologie n’a conquis le monde comme l’a fait Internet. Au départ, il s’agissait de quelques ordinateurs mis en réseau dans différents centres de recherche. Aujourd’hui, Internet est devenu un élément essentiel de la vie moderne, presque tous les systèmes informatiques y étant connectés, directement ou indirectement. La nature de la vie a même changé compte tenu de l’émergence des technologies et des avantages apportés par Internet : le télétravail est de plus en plus répandu, les appels vidéo permettent aux familles et aux amis de rester connectés à travers les pays, et l’on observe même des usines intelligentes, dont l’ensemble du processus industriel peut être contrôlé par des ingénieurs à travers le monde.
Même si Internet est essentiel à la vie moderne, il est impossible de concevoir son ampleur. Certaines sources suggèrent qu’il y a environ 2,25 milliards de pages indexées, mais cela ne comprend pas celles qui ne sont pas indexées. Dans le même temps, on estime qu’environ 5 milliards de personnes dans le monde utilisent Internet, et qu’environ 376 milliards d’e-mails sont envoyés chaque jour avec une taille totale de données d’environ 175 zettaoctets, soit environ 175 000 000 000 000 de gigaoctets.
Ce qui compte, cependant, c’est que la vie est en train de devenir beaucoup plus axée sur les logiciels, et qu’une partie substantielle des logiciels se déplace vers le Cloud. À mesure que le monde évolue vers des solutions basées sur le Cloud, le matériel qui fait fonctionner ces solutions devient moins pertinent grâce à la nature multiplateforme des ressources Internet (le seul impératif pour les développeurs modernes étant que l’utilisateur ait accès à un navigateur moderne).
Internet va-t-il être en proie à la congestion ?
Il est clair qu’Internet est le plus grand projet d’infrastructure de l’humanité avec la construction de milliers de datacenters, des millions de kilomètres de câbles de communication et les solutions logicielles complexes qui coordonnent toute cette infrastructure ensemble. Mais alors que la plupart des utilisateurs d’Internet sont inconscients de l’ingénierie qui se cache derrière son fonctionnement, certains doivent s’inquiéter de son utilisation, de son évolution et des changements à apporter.
Malheureusement, alors que de plus en plus de services logiciels se tournent vers l’informatique Cloud et que l’utilisation d’Internet continue d’augmenter, les FAI (fournisseurs d’accès Internet) doivent poser plus de câbles, construire de nouveaux centres d’échange et installer plus de serveurs pour faire face à l’augmentation du trafic. De telles activités sont immensément coûteuses en raison du coût des câbles, de la main-d’œuvre et des permis pour installer des câbles en surface ou sous terre. Parallèlement à cela, la vitesse à laquelle la technologie évolue peut rapidement rendre les anciennes technologies de câble obsolètes. Par exemple, l’Ethernet 10 Mbps a été très rapidement remplacé par des solutions 100 Mbps et 1 Gbps, et ceux qui utilisent des câbles Ethernet doivent mettre à niveau la plupart de leur infrastructure lorsqu’ils passent à une technologie plus rapide (les câbles 10 Mbps ne peuvent généralement pas gérer 1 Gbps).
Pour compliquer les choses, l’industrie de l’Internet des objets (IoT) a connu une croissance explosive au cours de la dernière décennie, et si la plupart des dispositifs IoT envoient de petites quantités de données, la combinaison de dizaines de milliards de dispositifs peut rapidement utiliser la bande passante. Les industries émergentes qui s’appuient sur les technologies IoT (telles que les espaces intelligents), consommeront également rapidement de la bande passante Internet, ce qui obligera les ingénieurs à intégrer de nouvelles technologies pour faire face aux dispositifs supplémentaires ou à mettre à niveau l’infrastructure existante. En fait, il est tout à fait raisonnable de s’attendre à ce qu’une ville intelligente dispose de centaines de milliers de points de données qui seront tous diffusés en direct, et cela représente une quantité substantielle de données à envoyer.
Lorsque l’on regarde les technologies de réseau actuelles, chacune a ses propres avantages et inconvénients respectifs, c’est pourquoi la plupart des réseaux se composent de différentes technologies et combinent le meilleur de chacune. Par exemple, le réseau local utilisant des câbles Ethernet est excellent pour fournir un accès aux données à haut débit, mais sa nature câblée rend l’installation difficile, limite les endroits où il peut être utilisé et l’augmentation constante des vitesses du réseau local peut accélérer le besoin de remplacer rapidement les anciens câbles.
Le réseau local sans fil est excellent pour les solutions qui nécessitent un accès à l’Internet sans fil, et l’utilisation répandue du Wi-Fi et du Bluetooth offre aux ingénieurs d’innombrables options. Mais si les réseaux sans fil peuvent être excellents pour les appareils sans fil, ils sont généralement limités dans le nombre total d’appareils pouvant être pris en charge à un moment donné, et l’utilisation d’antennes non directionnelles peut provoquer des interférences avec les réseaux voisins.
Les réseaux cellulaires sont excellents lorsqu’il s’agit de grands espaces ouverts car ils ont été conçus pour connecter des milliers d’appareils mobiles simultanément. De plus, les améliorations apportées aux technologies cellulaires permettent désormais d’établir des connexions à faible latence/à large bande passante qui peuvent bien fonctionner avec les environnements industriels. Cependant, le coût d’installation des réseaux cellulaires peut être extrêmement élevé, ce qui rend difficile le déploiement de masse de ces réseaux.
Pourquoi les câbles à fibre optique sont-ils une solution potentielle pour l’avenir d’Internet ?
De toutes les technologies de mise en réseau actuellement en cours de développement, les câbles à fibres optiques se démarquent des autres, et cela se voit clairement avec la plupart des entreprises de télécommunications qui se tournent vers la fibre optique. Mais si la plupart savent que les câbles à fibre optique sont meilleurs que les autres solutions de câblage, les raisons exactes ne sont pas bien comprises par le public.
La raison pour laquelle les câbles en fibre optique sont plus rapides que les câbles en cuivre (en ce qui concerne la bande passante) proviennent de multiples facteurs, qui incluent la fréquence de commutation, le support d’une large gamme de fréquences et la capacité à utiliser la direction des ondes.
Pour commencer, les impulsions lumineuses peuvent être rendues extrêmement courtes, et lorsqu’elles fonctionnent à des fréquences d’ondes dans le THz, il est théoriquement possible d’avoir une lumière modulée à Tbps. Cela permet déjà d’envoyer de grandes quantités de données sur une seule longueur d’onde de lumière, et c’est là que le deuxième facteur entre en jeu. La lumière étant une onde électromagnétique, sa plage de fréquences est pratiquement infinie, ce qui signifie que de nombreux canaux de fréquences peuvent être utilisés pour transmettre des informations. En outre, ces différentes fréquences n’interfèrent pas entre elles, ce qui signifie que plusieurs longueurs d’onde de la lumière peuvent utiliser le même câble sans interférer. L’utilisation d’un dispositif en forme de prisme peut alors être utilisée de part et d’autre pour injecter et extraire séparément chaque canal.
Enfin, les câbles à fibres optiques peuvent faire descendre la même longueur d’onde de lumière dans des directions opposées sans subir d’interférences. Contrairement aux signaux électriques, la fibre optique utilise des fronts d’onde qui ne dépendent pas de potentiels, mais sont au contraire des entités physiques qui peuvent être mesurées et qui ont leur propre rythme. Ainsi, un seul câble peut utiliser deux émetteurs-récepteurs identiques de part et d’autre du câble et utiliser une seule fréquence pour une communication bidirectionnelle simultanée.
Dans le même temps, les câbles en fibre optique n’ont jamais été le facteur limitant de la vitesse. Au lieu de cela, ce sont toujours les émetteurs-récepteurs utilisés qui reposent sur l’électronique pour convertir les signaux électriques en lumière, et ceux-ci sont confrontés à de nombreux défis tels que la fréquence de commutation, les temps de montée/descente et l’amplification.
Comment la fibre optique peut faciliter l’instauration d’un futur espace intelligent ?
De loin, la plus grande application de la fibre optique dans les espaces intelligents est le remplacement des câbles Ethernet. Alors que les câbles Ethernet peuvent prendre en charge de grandes distances, les fibres optiques n’ont pas des mêmes problèmes d’intégrité du signal que les câbles en fibre optique et ne sont pas affectées par les interférences locales des appareils électroniques. Ainsi, les câbles à fibres optiques peuvent être utilisés à des distances extrêmes tout en conservant une intégrité totale du signal.
Cette absence d’interférence rend également la fibre optique résistante aux attaques de type « homme du milieu ». Alors que les câbles Ethernet peuvent être partiellement coupés, que les conducteurs peuvent être exposés et surveillés sans aucun signe visible, les câbles à fibres optiques ne peuvent pas être attaqués de cette manière. Dès que le câble est rompu, les deux côtés du câble le détectent, et il est impossible de lire les données circulant dans une fibre optique sans la couper en raison de la réflexion interne totale. Par conséquent, les fibres optiques sont excellentes pour assurer la sécurité des réseaux qui peuvent transmettre des informations sensibles.
Les espaces intelligents peuvent également bénéficier des technologies de la fibre optique en reliant les points d’accès WLAN entre eux par des liens en fibre optique. L’utilisation de ces connexions permet non seulement de faire face à l’augmentation de la demande, mais la fibre optique résiste également à l’épreuve du temps, ce qui signifie que le remplacement des points d’accès individuels ne nécessite aucune modification du réseau de fibre optique sous-jacent. Ainsi, les espaces intelligents qui comptent des milliers de dispositifs seront en mesure de faire face aux demandes du réseau. Cela sera particulièrement important si les capteurs installés sont gourmands en données (tels que les microphones et les caméras).
En plus d’améliorer les bandes passantes, les câbles à fibres optiques sont également beaucoup plus petits et légers, ce qui les rend plus faciles à installer. En outre, les câbles à fibres optiques sont sans doute moins chers que les câbles en cuivre dans l’ensemble si l’on considère qu’ils nécessitent rarement une mise à niveau lors du passage à des vitesses plus élevées. Ainsi, les espaces intelligents peuvent investir plus d’argent dans la création d’une installation de qualité qui durera des décennies.
Quelles solutions existent pour les systèmes en fibre optique ?
Actuellement, il existe de nombreux fournisseurs qui proposent des équipements pour les systèmes de fibre optique, notamment Samtec et Sylex. Sylex offre de nombreuses solutions pour les espaces intelligents qui comprennent des fibres optiques, des interconnexions et des systèmes de panneaux qui peuvent tous être utilisés dans les espaces intelligents où des milliers de capteurs connectés sont nécessaires.
Il se démarque notamment grâce à sa gamme de solutions de câbles LC-LC qui combinent jusqu’à 24 fibres individuelles en un seul câble, avec une terminaison à chaque extrémité. Cela permet de réaliser des installations à haute densité où un seul câble fin est utilisé pour transporter les données de 24 canaux de communication distincts.
Dans le même temps, Sylex Fiber To The Antenna (FTTA) fournit des solutions de réseau pour les systèmes cellulaires tels que la 4G et la 5G. Ceux-ci peuvent contribuer à accroître l’intégrité des signaux entre les systèmes d’antennes et les processeurs de données, ce qui permet d’augmenter la largeur de bande de données des réseaux cellulaires privés.
Les réseaux IoT du futur : la fibre optique
Si les appareils IoT continuent à fonctionner sur des technologies de réseau traditionnelles, il est probable que ces appareils seront bientôt dépassés. Étant donné que l’Ethernet ne peut prendre en charge qu’une quantité limitée de bande passante et que les réseaux sans fil tels que le Wi-Fi peuvent rapidement être encombrés, les réseaux IoT du futur devront se tourner vers des solutions en fibre optique, notamment lors du déploiement de réseaux 5G privés.
Les câbles à fibres optiques sont non seulement capables de prendre en charge des largeurs de bande bien plus conséquentes, mais leur résistance aux cyberattaques et leur caractère évolutif signifient que tout réseau déployant des fibres optiques peut facilement être mis à niveau sans apporter de modifications aux câbles. En fait, il est même possible que l’humanité ne soit jamais en mesure de maximiser les capacités de la bande passante des fibres optiques, la seule limite étant l’électronique utilisée pour les piloter.
