L’infrastructure d’Internet repose actuellement sur des câbles sous-marins coûteux qui relient les continents, engendrant des dépenses considérables. Cependant, une nouvelle alternative aérienne pourrait réduire ces coûts à l’avenir. Des scientifiques ont récemment réalisé une prouesse technologique en utilisant la transmission par liaison laser via satellite, offrant ainsi la possibilité de connexions moins onéreuses et plus rapides.
Cette avancée résulte d’une collaboration entre l’entreprise spécialisée dans le ciblage de lasers, Thales Alenia Space, l’institut de recherche aérospatiale ONERA et le groupe de recherche de l’ETH Zürich (Suisse) dirigé par le professeur Jürg Leuthold.
Dans le cadre de leurs démonstrations, les scientifiques ont établi une liaison entre deux endroits distincts : le sommet alpin du Jungfraujoch et la ville suisse de Berne, distants de 53 km. L’objectif était de mettre en place une communication optique par satellite, bien que, lors de ce test, le laser n’ait pas été directement utilisé avec un satellite en orbite. Les résultats ont été publiés récemment dans la revue Nature.
Des ondes courtes
Les transmissions de données via satellites et stations terrestres atteignent une limite en raison de l’utilisation des technologies radio. Ces transmissions s’effectuent dans la gamme micro-ondes du spectre, exploitant ainsi des longueurs d’onde de plusieurs centimètres. En revanche, la technologie laser conçue par les chercheurs utilise des ondes 10 000 fois plus courtes, ce qui permet de transporter davantage de données par unité de temps.
L’importance de cette avancée a été soulignée par le professeur Jürg Leuthold lors de la présentation des résultats de l’étude à la Conférence européenne sur les communications optiques (ECOC) à Bâle (Suisse). Il a déclaré : « Notre système représente une percée significative. Jusqu’à présent, seules deux options étaient disponibles : établir des connexions sur de longues distances avec des largeurs de bande limitées à quelques gigabits, ou bien des connexions sur de courtes distances de quelques mètres avec des largeurs de bande plus importantes en utilisant des lasers en espace libre ».
Le système novateur implique également l’utilisation de télescopes d’un diamètre considérable, conçus pour transmettre les ondes laser. L’objectif principal est d’élargir le faisceau de lumière, dirigé vers un autre télescope de diamètre similaire. Ce processus garantit le maintien de la puissance du signal laser lors de sa réception, assurant ainsi une transmission fiable des données.
Optimisation des débits de données
Les chercheurs ont consacré leurs efforts à maximiser les débits de données en modulant l’onde lumineuse. Cela implique d’ajuster à la fois l’amplitude et l’angle de phase de l’onde, permettant ainsi de transmettre un maximum de bits d’informations.
Cependant, les ondes lumineuses sont sujettes à des variations de vitesse dues à la turbulence atmosphérique, ce qui peut entraîner des valeurs erronées à l’arrivée à la station de réception. Pour éviter les erreurs et améliorer la qualité du signal, le système utilise une puce à système micro-électromécanique développée par l’ONERA, partenaire clé du projet.
Grâce à ce format de modulation et à l’utilisation de la puce, des débits de données élevés ont été obtenus, même dans des conditions météorologiques défavorables ou avec une faible puissance laser. Cette technologie a démontré sa capacité à maintenir des performances optimales dans des environnements difficiles.
Il convient de noter que le système a le potentiel d’être facilement étendu jusqu’à une vitesse de 40 térabits par seconde. Cependant, l’équipe de recherche n’a pas l’intention de se concentrer sur cette possibilité d’extension pour le moment, privilégiant l’amélioration des performances du système actuel.