Accélérer Internet grâce à la photonique

La photonique – la science de la création, de la détection et de la manipulation de la lumière – est source d’innovation dans des domaines technologiques allant des écrans de smartphones aux éclairages à faible consommation d’énergie, en passant par les instruments médicaux et les voitures autonomes. Des chercheurs travaillant pour le projet ACTPHAST 4.0 financé par l’UE, viennent de trouver un moyen d’utiliser la technologie photonique pour augmenter la vitesse d’Internet.

En collaboration avec l’entreprise irlandaise d’opto-électronique Pilot Photonics, l’équipe de recherche d’ACTPHAST 4.0 a fait appel à la photonique pour augmenter significativement la bande passante des câbles à fibres optiques. Cela s’est traduit par des débits Internet allant jusqu’à 40 téraoctets par seconde. Plus important encore, ces débits ont été atteints avec l’infrastructure existante, autrement dit sans avoir à poser de nouveaux câbles.

Comme l’indique un article publié sur le site d’information «Silicon Republic», les chercheurs estiment qu’Internet est en train d’«atteindre une limite en termes de performances et d’efficacité énergétique». Il est facile de comprendre pourquoi. La généralisation des services de diffusion à la demande et la popularité croissante des outils de réunion virtuelle et des dispositifs de l’internet des objets (montres intelligentes, capteurs médicaux, trackers de fitness, entre autres) exercent une pression accrue sur les réseaux actuels.La technologie utilisée dans le cadre du projet repose sur un laser spécialisé appelé peigne optique, que Pilot Photonics a mis au point. Ce laser en peigne génère, à partir d’une source unique, une série de faisceaux à différentes fréquences espacées régulièrement. Contrairement à une série de lasers indépendants, le laser en peigne optique ne nécessite pas de bandes de garde pour éviter les interférences entre les canaux fréquentiels.

Le système a recours à l’intégration photonique, une technique permettant d’intégrer de nombreuses fonctions optiques sur une seule puce photonique. À l’instar d’un circuit intégré électronique, qui contient des composants électroniques, un circuit intégré photonique est constitué de composants dont le fonctionnement est basé sur les photons, autrement dit sur la lumière.

«Pour visualiser la manière dont nos circuits intégrés photoniques facilitent le flux d’informations entre les centres de données, il suffit d’imaginer une route et des rails. Sur la route, les voies doivent être beaucoup plus larges que les voitures, car le conducteur peut dévier, jusqu’à un certain point, sur sa gauche et sur sa droite. Cet espace supplémentaire correspond aux bandes de garde entre les longueurs d’onde utilisées aujourd’hui dans les systèmes optiques», explique Frank Smyth, cofondateur et directeur technique de Pilot Photonics, dans l’article publié sur «Silicon Republic». «Avec le rail, vous pouvez mettre des trains côte à côte parce qu’ils se trouvent sur des voies fixes et ne peuvent s’en écarter. Cela s’apparente à l’usage d’un peigne optique. Les trains ne peuvent pas percuter leurs voisins parce qu’ils se trouvent sur des voies fixes. Les canaux de données basés sur un peigne optique ne peuvent pas interférer car l’espacement qui les sépare est physiquement et fondamentalement fixe.»

L’utilisation d’un laser en peigne intégré à la photonique leur permet de «combiner quatre, huit ou seize émetteurs-récepteurs sur une seule puce, ce qui réduit la consommation d’énergie, le coût et la taille», selon Frank Smyth. «Des innovations comme les nôtres règlent un véritable problème pour nos clients industriels, qui doivent suivre la demande insatiable de la société, aspirant à de nouveaux services de données gourmands en bande passante sans que cela ne se traduise par augmentation significative des prix.»

ACTPHAST 4.0 (ACceleraTing PHotonics innovAtion for SME’s: a one STop-shop-incubator) est un incubateur d’innovation pour les entreprises européennes travaillant dans le domaine de la photonique. Il donne accès aux experts et aux technologies de pointe de 24 des meilleurs instituts de recherche européens en photonique, en vue d’accélérer l’adoption de la photonique par les PME.

Pour plus d’informations, veuillez consulter:

site web du projet ACTPHAST 4.0