Le réseau caché qui rend l'Internet possible - Sajan Saini

Voir la leçon complète : https://ed.ted.com/lessons/the-hidden-network-that-makes-the-internet-possible-sajan-saini

En 2012, une équipe de chercheurs a établi un record mondial, la transmission de 1 pétabit de données, soit 10 000 heures de vidéo HD, sur un câble de cinquante kilomètres en une seconde. Ce n'était pas n'importe quel câble. C'était une version améliorée de fibre optique, le réseau caché qui relie notre planète et rend l'Internet possible. Qu'est-ce que la fibre optique et comment fonctionne-t-elle ? Sajan Saini explore cette technologie vitale.

Leçon par Sajan Saini, réalisée par Artrake Studio.

En 2012, une équipe
de chercheurs danois et japonais

a établi un record du monde,

transmettre un pétabit de données

— soit 10 000 heures de vidéo HD —

via un câble de 50 kilomètres,
en une seconde.

Ce n'était pas n'importe quel câble.

C'était une version améliorée
de fibre optique —

le réseau caché qui relie notre planète

et rend l'Internet possible.

Durant des décennies,

les communications longue distance
entre les villes et les pays

ont été portées
par des signaux électriques

sur des fils de cuivre.

C'était lent et inefficace,

les fils de métal
limitant les flux de données

et générant des déperditions de chaleur.

Mais à la fin du 20e siècle,

des ingénieurs ont maîtrisé une méthode
de transmission bien supérieure.

A la place du métal,

le verre peut être fondu
et moulé en brins de fibre flexible,

longs de plusieurs kilomètres
et pas plus épais qu'un cheveu.

Et à la place d'électricité,

ces brins portent
des pulsations de lumière,

représentant des données numériques.

Mais comment la lumière voyage-t-elle
dans le verre au lieu de le traverser ?

L'astuce repose sur un phénomène
appelé réflexion totale interne.

Depuis l'époque d'Isaac Newton,
fabricants de lentilles et scientifiques

savent que la lumière
est réfractée ou courbée

quand elle passe entre l'air
et des matériaux comme l'eau ou le verre

Quand un rayon de lumière dans du verre
en heurte la surface sous un angle abrupt,

il se réfracte, ou se courbe
en sortant dans l'air.

Mais si le rayon voyage à un angle faible,

il se courbe tellement
qu'il reste prisonnier,

rebondissant à l'intérieur du verre.

Dans les bonnes conditions,

une chose normalement transparente
à la lumière peut la cacher du monde.

Comparé à l'électricité
ou aux ondes radio,

les signaux sur fibre optique
se dégradent peu sur de grandes distances,

un peu de puissance se dissipe,

et les fibres ne peuvent pas
être trop tordues,

sinon la lumière s'échappe.

Aujourd'hui, une seule fibre optique porte
plusieurs longueurs d'ondes lumineuses,

chacune étant
un canal de données distinct.

Et un câble de fibre optique contient
des centaines de ces brins.

Plus d'un million de kilomètres de câble
quadrillent les fonds marins

pour relier les continents —

assez pour faire le tour de l'équateur
près de trente fois.

Avec la fibre optique,

la distance ne limite
presque plus les données,

ce qui a permis à internet d'évoluer
en un ordinateur planétaire.

De plus en plus,

nos activités mobiles s'appuient
sur des quantités de serveurs surchargés,

entreposés dans des centres de données
géants répartis à travers le monde.

Cela s'appelle l'informatique en nuage

et mène à deux gros problèmes :

déperdition de chaleur
et demande de bande passante.

La grande majorité du trafic internet
transite via les centres de données,

où des milliers de serveurs sont connectés
par des câbles électriques traditionnels.

La moitié de leur puissance
de fonctionnement est perdue en chaleur.

En parallèle, les demandes
de bande passante sans fil progressent

et les signaux en gigahertz
utilisés dans nos appareils mobiles

atteignent leurs limites
de volumes de données.

Il semble que la fibre optique a été
trop bonne pour son propre bien,

alimentant l'ambition démesurée du nuage
et les attentes de l'informatique mobile.

Mais une technologie voisine,
la photonique intégrée,

arrive à la rescousse.

La lumière peut être conduite
non seulement dans les fibres optiques,

mais aussi dans des fils
de silicone ultra fins.

Les fils de silicone ne conduisent pas
la lumière aussi bien que la fibre.

Mais ils permettent aux ingénieurs
de faire tenir

cent kilomètres de réseau de fibre optique

dans une minuscule puce photonique
qui se branche sur les serveurs

et convertit leurs signaux électriques
vers l'optique et inversement.

Ces puces "électricité vers lumière"

permettent que les câbles électriques
dans les centres de données

soient remplacés par de la fibre
peu gourmande en énergie.

Les puces photoniques aident aussi

à s'affranchir des limitations
de bande passante du sans fil.

Des chercheurs travaillent au remplacement
des signaux hertziens mobiles

par des fréquences en térahertz,

pour transmettre les données
des milliers de fois plus vite.

Mais ce sont des signaux à courte portée :

ils sont absorbés par l'humidité de l'air,

ou bloqués par de grands bâtiments.

Avec de petites puces photoniques
transmettant du sans fil vers la fibre,

réparties dans les villes,

les signaux en térahertz peuvent être
relayés sur de longues distances.

Ils le peuvent via
un intermédiaire stable,

la fibre optique, et faire des connexions
sans fil hyper rapides une réalité.

Tout au long de
l'histoire de l'humanité,

la lumière nous a fait cadeau
de la vue et de la chaleur,

servant de compagnon fidèle

à notre exploration et compréhension
du monde physique.

Maintenant, nous avons chargé la lumière
d'informations et l'avons redirigée

pour la faire courir le long
d'une super autoroute de fibre optique,

avec de nombreuses sorties
en photonique intégrée,

pour construire un monde virtuel
encore plus étendu.