câbles sous-marins à fibres optiques

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Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite. © Techniques de l’Ingénieur, traité Télécoms E 7 555 1 Câbles sous-marins à fibres optiques par René SALVADOR Ancien Élève de l’École Polytechnique Ingénieur Général des Télécommunications ’article Câbles sous-marins de télécommunications [E 7 550], édité en 1991, dresse un tableau complet de l’évolution de cet important domaine des télécommunications intercontinentales, depuis les premiers câbles télé- graphiques au milieu du XIX e siècle jusqu’à 1990. Il met en relief le pas important franchi dans les années 50 avec l’apparition des systèmes de téléphonie sous-marine à répéteurs immergés, le développement très rapide des systèmes à transmission analogique sur câble coaxial qui, malgré la durée relativement courte de leur règne, trois décennies seulement, ont permis d’installer un réseau mondial de 300 000 km représentant près de 300 millions de circuits × kilomètres, l’apparition en 1985 des systèmes numériques à fibres optiques, bien adaptés au volume de la demande et aux exigences de souplesse et de qualité des exploi- tants, qui se sont rapidement substitués à tout ce qui avait précédé. Les caractères fondamentaux de cette technique ont été exposés en détail. Ils restent toujours les mêmes à travers tous les systèmes, notamment ceux ayant trait à l’aspect maritime. L’article Câbles sous-marins de télécommunications [E 7 550] reste toujours entièrement valable. Le présent article a pour but de le prolonger en présentant ce qui s’est fait entre 1990 et 1995, ainsi que les perspectives futures dans un domaine où les transformations sont de plus en plus rapides. 1. Nouveaux systèmes sous-marins à fibres optiques ....................... E 7 555 - 3 1.1 Systèmes à amplification directe ............................................................... 3 1.2 Systèmes à très grand débit ....................................................................... 5 1.3 Quel futur ?................................................................................................... 6 2. Réseau ......................................................................................................... 6 2.1 Réseau des liaisons à régénérateurs ......................................................... 6 2.2 Projet de réseau à amplification optique................................................... 7 3. Exploitation et maintenance................................................................. 9 3.1 Gestion globale du réseau .......................................................................... 9 3.2 Moyens de surveillance et de maintenance .............................................. 10 3.3 Cas des systèmes à boîte de dérivation .................................................... 10 4. Sécurité des liaisons et travaux en mer ............................................ 10 4.1 Nécessité de renforcer la sécurité d’un câble sous-marin posé .............. 10 4.2 Prévisions de tracé ...................................................................................... 10 4.3 Ensouillage................................................................................................... 10 4.4 Auxiliaires de réparation............................................................................. 11 4.5 Navires-câbliers ........................................................................................... 11 5. Conclusion ................................................................................................. 11 Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. E 7 555 L

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Câbles sous-marins à fibres optiques

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Câbles sous-marins à fibres optiques

par René SALVADORAncien Élève de l’École PolytechniqueIngénieur Général des Télécommunications

’article Câbles sous-marins de télécommunications [E 7 550], édité en 1991,dresse un tableau complet de l’évolution de cet important domaine des

télécommunications intercontinentales, depuis les premiers câbles télé-graphiques au milieu du XIXesiècle jusqu’à 1990. Il met en relief le pas importantfranchi dans les années 50 avec l’apparition des systèmes de téléphoniesous-marine à répéteurs immergés, le développement très rapide des systèmesà transmission analogique sur câble coaxial qui, malgré la durée relativementcourte de leur règne, trois décennies seulement, ont permis d’installer un réseaumondial de 300 000 km représentant près de 300 millions de circuits × kilomètres,l’apparition en 1985 des systèmes numériques à fibres optiques, bien adaptésau volume de la demande et aux exigences de souplesse et de qualité des exploi-tants, qui se sont rapidement substitués à tout ce qui avait précédé.

Les caractères fondamentaux de cette technique ont été exposés en détail. Ilsrestent toujours les mêmes à travers tous les systèmes, notamment ceux ayanttrait à l’aspect maritime.

L’article Câbles sous-marins de télécommunications [E 7 550] reste toujoursentièrement valable. Le présent article a pour but de le prolonger en présentantce qui s’est fait entre 1990 et 1995, ainsi que les perspectives futures dans undomaine où les transformations sont de plus en plus rapides.

1. Nouveaux systèmes sous-marins à fibres optiques ....................... E 7 555 - 31.1 Systèmes à amplification directe ............................................................... — 31.2 Systèmes à très grand débit ....................................................................... — 51.3 Quel futur ?................................................................................................... — 6

2. Réseau ......................................................................................................... — 62.1 Réseau des liaisons à régénérateurs ......................................................... — 62.2 Projet de réseau à amplification optique................................................... — 7

3. Exploitation et maintenance................................................................. — 93.1 Gestion globale du réseau.......................................................................... — 93.2 Moyens de surveillance et de maintenance.............................................. — 103.3 Cas des systèmes à boîte de dérivation .................................................... — 10

4. Sécurité des liaisons et travaux en mer ............................................ — 104.1 Nécessité de renforcer la sécurité d’un câble sous-marin posé .............. — 104.2 Prévisions de tracé ...................................................................................... — 104.3 Ensouillage................................................................................................... — 104.4 Auxiliaires de réparation............................................................................. — 114.5 Navires-câbliers ........................................................................................... — 11

5. Conclusion ................................................................................................. — 11

Pour en savoir plus........................................................................................... Doc. E 7 555

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CÂBLES SOUS-MARINS À FIBRES OPTIQUES ________________________________________________________________________________________________

L’élément fondamental intervenu depuis 1990 est la mise au point dans un délaitrès court des systèmes à amplification directe des signaux optiques qui sesubstituent depuis 1995 aux systèmes à régénération. En effet, ces derniers, aprèsle succès rapide des premières liaisons à 280 Mbit/s en 1988-90 et 560 Mbit/sen 1991-94, ont rapidement montré leur limite. Il est difficile avec eux de dépasserle débit de 2,5 Gbit/s, réalisé par le constructeur britannique STC sur le transatlan-tique Nord Cantat III posé en 1994, et qui sera sans doute la dernière des grandesliaisons à régénérateurs. L’obstacle provient non pas de l’optoélectronique, maisde la complexité des réseaux intermédiaires de régénération et de supervisiondans les répéteurs immergés, qui nécessitent un grand nombre de composantsélectroniques de haute fiabilité difficiles à produire pour des fréquences élevées.Or, dans l’ambiance de concurrence acharnée dont les télécommunicationsintercontinentales sont le théâtre, la pression est très forte pour aller vers desliaisons de capacité de plus en plus grande tout en conservant un coûtcommercialement attractif. C’est l’amplification directe qui est venue apporterla solution. Elle a permis la mise en service de liaisons à 5 Gbit/s en 1995.

Ainsi, l’ère des systèmes à régénération aura duré moins de 10 ans, ce quine doit pas masquer leur extraordinaire succès, puisque le réseau posé de 1988à 1994 atteint les 200 000 km.

Cependant, si les systèmes à amplification directe ont conquis dès maintenanttoute la place, à peine nés ils montrent à leur tour leur limite pratique que l’onsitue vers 10 Gbit/s. Pour aller plus loin, il faut donc trouver autre chose, et c’estlà le grand objectif de cette fin de siècle. Le principe de base étant toujoursl’amplification directe, les laboratoires préparent l’avenir dans deux directions :l’utilisation de l’effet soliton d’une part, et le multiplexage en longueur d’onded’autre part. Le domaine des fibres elles-mêmes peut ouvrir de son côté desperspectives intéressantes : fibres à très faible atténuation ou fibres à amplifica-tion continue. Ces améliorations ne sont pas forcément concourantes, et il y aurades choix à faire pour trouver la meilleure solution pour l’an 2000.

Par ailleurs, la prédominance des câbles sous-marins dans les liaisons fixesentre zones génératrices de fort trafic ne fait que s’affirmer, et cela quelle quesoit la distance, Australie-Europe, Australie-Amérique, Europe-Extrême-Orientpar exemple. Il en résulte deux conséquences importantes : sur l’exploitationd’une part où des accords mondiaux entre opérateurs permettront d’utiliser aumieux la capacité et la flexibilité du réseau, sur la sécurisation et la fiabilité d’autrepart. Cette dernière se manifeste dans la structure des réseaux par une tendanceà l’autosécurisation par boucle, et au niveau maritime par une meilleure étudedes tracés, un développement des techniques de protection par ensouillage etun développement des procédures de réparation.

Nous allons examiner successivement :— les nouveaux systèmes sous-marins optiques ;— le réseau en service et en projet ;— les accords d’exploitation et leur mise en œuvre ;— les progrès dans l’étude des tracés et dans les travaux en mer d’ensouillage

et de réparation.Il ne s’agit que d’un exposé très bref, et aussi précis que possible, mais qui

ne retient que l’essentiel. En ce qui concerne les systèmes, l’approfondissementfait appel à des développements mathématiques difficiles et à des notions dephysique des particules à l’intérieur du verre qui n’auraient pas leur place ici.Pour les techniques d’exploitation et les techniques maritimes, les outils auxquelson fait appel sont simplement cités avec leurs principales caractéristiques, chacunrelevant d’un domaine qui pourrait faire lui-même l’objet d’un articleindépendant.

Les lecteurs intéressés devront se reporter aux deux recueils cités dans la biblio-graphie de base et qui ont servi à l’élaboration du présent article, et, s’ils veulentaller plus loin, à la bibliographie propre indiquée dans chaque article de cesrecueils.

Enfin, il est supposé que les notions contenues dans l’article Câblessous-marins de télécommunications [E 7 550] sont connues et qu’il n’y a pas lieud’y revenir.

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________________________________________________________________________________________________ CÂBLES SOUS-MARINS À FIBRES OPTIQUES

1. Nouveaux systèmes sous-marins à fibres optiques

1.1 Systèmes à amplification directe

1.1.1 Généralités

Pour résoudre le problème essentiel d’accroissement du débit desliaisons sous-marines sans augmentation de coût, les constructeursse sont intéressés aux activités des laboratoires de recherche, rela-tives à l’amplification optique à la longueur d’onde 1 550 nmpermettant l’accès à une bande passante quasi illimitée. Revenir àune structure comme celle des systèmes coaxiaux, où les répéteursne sont pas des régénérateurs mais des amplificateurs, est alorsapparu comme une possibilité prometteuse, d’autant plus qu’elleentraînait une simplification des répéteurs utilisant un moins grandnombre de composants, donc moins coûteux, plus fiables etconsommant moins d’énergie. Le problème n’était pas simple, caril s’agissait de mettre un grand nombre d’amplificateurs en série avecune addition des distorsions dont la somme devait être maintenueen dessous du niveau assurant le respect des performances de trans-mission exigées (taux d’erreur et accumulation d’erreurs). Des effortsimportants de recherche et de développement ont été menés danstous les laboratoires des quatre grands constructeurs mondiaux desystèmes sous-marins, qui ont abouti en moins de cinq ans à mettresur le marché des liaisons transocéaniques à 5 Gbit/s par paire defibres : le TAT12 est entré en service en 1995 entre le Royaume-Uniet les États-Unis avec un prolongement Royaume-Uni-France. Il serasuivi par le TAT13 en 1996. Comme toujours, chacun desconstructeurs a étudié son propre système, mais ils se sont tousrapprochés pour mettre au point, ensemble, des conditionsd’intégration permettant de réaliser une liaison avec des segmentsprovenant de différents constructeurs.

Dans ce qui suit, lorsque des détails sont donnés sur lescomposants et les paramètres, il s’agit du système français d’Alcatel,mais les autres systèmes, américain, britannique et japonais, sonttrès proches.

1.1.2 Amplificateur à fibre dopée à l’erbium

L’amplificateur optique à fibre dopée à l’erbium (AOFD) utilisel’amplification de la lumière incidente par émission stimulée. Celle-cise produit dans un milieu devenu amplificateur par apport d’uneénergie extérieure appelé pompage. Le milieu amplificateur est lecœur d’une fibre optique dopée avec des ions erbium Er3+, et l’apportd’énergie se fait par injection dans cette fibre d’un faisceau lumineuxmonochromatique puissant. Sous l’effet du pompage, l’émission sti-mulée est accompagnée d’une émission spontanée ou bruit optique.

La longueur d’onde du flux de pompage est 1 480 nm, et le spectrede sortie de l’amplificateur présente un pic à 1 538 nm, valeur pourlaquelle l’atténuation de la fibre de ligne est minimale. C’est pourquoiles paramètres de l’amplificateur ont été choisis de manière à opti-miser le fonctionnement à 1 538 nm.

1.1.3 Conception d’une liaisonà amplificateurs optiques

Pour constituer une liaison de plusieurs milliers de kilomètres avecun débit de 5 Gbit/s satisfaisant aux performances exigées – tauxd’erreur inférieur à 10–12 assorti des conditions de non accumulationd’erreurs analogues à celles des systèmes régénérés – il faut réaliserune chaîne « sections de câble-amplificateurs » évitant à la réceptionun élargissement des impulsions et une accumulation de bruit tropimportants.

Cinq facteurs interviennent.

■ Puissance optique à l’entrée des amplificateurs

Elle doit être suffisante pour que le rapport signal/bruit de chaqueamplificateur soit assez élevé et qu’ainsi le bruit accumulé soitcompatible avec l’exigence de qualité. Ceci doit être encore réaliséen fin de vie de la liaison, 25 ans comme dans tout système sous-marin. Il faut donc inclure les prévisions d’usure des composantset de la fibre, ainsi que l’effet des réparations envisageables sur lecâble.

■ Dispersion chromatique de la fibre

Elle doit être très proche de zéro et légèrement négative pour assu-rer la propagation des impulsions à 5 Gbit/s avec un minimum dedéformation. Pour une liaison de 6 500 km par exemple l’objectifserait, en bout de liaison, entre – 50 ps/nm et 0 ps/nm. Même unefibre à dispersion décalée telle que l’on peut les produire industrielle-ment aujourd’hui ne le permet pas. Il faut donc se contenter d’unedispersion négative plus élevée compensée à l’entrée de chaqueamplificateur et avant le terminal de réception par une longueur defibre à dispersion positive.

■ Dispersion de polarisation

Elle doit être réduite au minimum pour la fibre et les composants,qui sont donc étudiés de façon particulière pour réduire ces effets.

■ Effets non linéaires de la fibre (effet Kerr : variation de l’indice enfonction du niveau lumineux)

Ils sont une source de déformation des impulsions et doivent doncêtre réduits par une limitation de la puissance optique en sortie desamplificateurs.

■ Monochromatisme de l’émetteur

Il doit être beaucoup plus poussé que dans les systèmes régéneréset la longueur d’onde, parfaitement définie, doit correspondre à lafois à l’optimum de dispersion chromatique de la fibre et au maxi-mum de gain des amplificateurs.

L’ingénierie des systèmes amplifiés consiste donc à rechercher lemeilleur compromis entre ces différents paramètres, compte tenudes caractéristiques de la fibre et des composants pouvant êtreproduits industriellement. La complexité du problème a nécessitéla mise en place de simulateurs permettant d’intégrer tous leséléments à prendre en compte. L’essentiel est de déterminer les para-mètres de l’amplificateur et la longueur des sections de manière àfaire un équilibre entre le meilleur rapport signal sur bruit favorisépar un niveau de sortie élevé et la moindre incidence des effets nonlinéaires favorisée, au contraire, par une diminution du mêmeniveau. Il faut également déterminer la longueur de fibre à dispersionpositive et les caractéristiques de filtrage à la réception.

Les résultats obtenus par simulation doivent être validés par uneexpérimentation. Ainsi, dans le cadre de la mise au point dessystèmes qui seront utilisés sur le TAT12 et le TAT13 et de leursconditions d’intégration (systèmes étudiés par Alcatel, ATT et STC),il a été réalisé en laboratoire des liaisons expérimentales, qui ontgénéralement fonctionné sans erreur pendant des périodes deplusieurs jours.

Le pas maximal entre répéteurs dépend de la longueur de laliaison, compte tenu de la loi d’addition du bruit et des effets nonlinéaires : 45 km pour 6 500 km et 35 km pour 9 000 km. Pourl’augmenter de quelques kilomètres, il est possible d’employer uncode correcteur d’erreur à faible redondance (5 à 15 %) quitransforme un taux d’erreur non corrigé de 10–6 en un taux d’erreurinférieur à 10–15. On a obtenu ainsi 50 km sur le TAT12.

La gestion des marges de puissance pour le vieillissement, lesréparations et les phénomènes aléatoires imprévus est différente decelle des systèmes régénérés. En effet, alors que dans ces derniersla dégradation sur une section engendre des erreurs irrécupérablessur les autres, dans les systèmes amplifiés le défaut d’une sections’atténue au passage des sections suivantes et donne en généralcomme seule pénalité une légère dégradation du rapport signal àbruit à l’extrémité. Ce phénomène est dû essentiellement au fait qu’il

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existe dans chaque amplificateur une autorégulation de la puissancede sortie par action sur la puissance de pompage. Dans ces condi-tions, les marges peuvent être prises globalement sur le rapportsignal à bruit de la liaison.

1.1.4 Équipements terminaux

Les fonctions du terminal sont les mêmes que dans les précédentssystèmes : interface entre les signaux d’accès venant du réseauterrestre et le signal optique émis ou reçu sur la ligne sous-marine,supervision, téléalimentation en énergie.

Un problème de hiérarchie se pose car il n’y a pas de norme inter-nationale à 5 Gbit/s. Les constructeurs se sont mis d’accord pour unmultiplexage bit à bit de deux trains dits STM16 constitués dans unehiérarchie normalisée à 2,5 Gbit/s.

L’équipement de supervision permet la gestion de la liaison : àpartir des deux extrémités, chaque répéteur est consulté pourconnaître ses niveaux d’entrée et de sortie donc l’état de la liaison.S’il y a défaut, le répéteur ou la section responsable est identifié,et le cas échéant le terminal commande l’activation des élémentsredondants.

Dans le système français :— le laser d’émission est du type DFB (Distributed FeedBack)

réglé sur la longueur d’onde donnant la transmission optimale ;— le modulateur à 5 Gbit/s est un modulateur externe en niobate

de lithium ;— les circuits intégrés à 5 Gbit/s qui assurent les fonctions de

régénération, de multiplexage et de démultiplexage sont entechnique GaAs ;

— un amplificateur optique à l’émission assure un niveau de sortieà + 5 dBm, et un préamplificateur optique à la réception assure uneexcellente sensibilité de – 34 dBm ;

— le terminal est totalement redondant et les deux terminauxfonctionnent en permanence en parallèle ce qui assure unecontinuité immédiate en cas de défaut sur l’un d’eux ;

— un code correcteur d’erreur avec une redondance de 7 % peutêtre inséré dans le terminal.

1.1.5 Répéteur

Le répéteur amplifie sans le déformer le signal à 5 Gbit/s afin decompenser les pertes du segment précédent. Il détecte et réalise lescommandes provenant du terminal et fournit à celui-ci sur demandeles informations concernant son état.

Il comprend :— le laser de pompage à 1 480 nm redondant (2 lasers commu-

tables) ;— la fibre dopée à l’erbium optimisée en dopage et en longueur

pour réduire au minimum son facteur de bruit ;— le multiplexeur optique qui effectue le couplage du signal à

1 538 nm et du pompage ;— le filtrage du résidu de pompage à la sortie.

Pour une liaison de 6 500 km les caractéristiques sont :— puissance de sortie : + 2,5 dBm ;— gain : ≈ 10 dB ;— facteur de bruit : < 7 dB ;— sensibilité du gain à la polarisation : 0,1 dB.

La puissance de sortie est mesurée et contrôlée en réagissantsur le courant du laser de pompage afin de garantir un niveau émisdans la fibre indépendant des évolutions des composants ou d’uneatténuation accidentelle. Ainsi la propagation n’évolue pas dans letemps.

La détection des informations de supervision transmise à l’aided’une légère surmodulation à basse fréquence (7,5 kHz) de l’ampli-tude des bits est effectuée à partir du coupleur d’entrée. L’émissiondes informations de supervision se fait par une modulation à basse

fréquence (7,5 kHz) du laser de pompage qui engendre une faiblesurmodulation du signal optique à 1 538 nm émis qui ne dégradepas la transmission du signal à 5 Gbit/s.

Les composants électroniques ont quasiment disparu : seulesrestent les fonctions basse fréquence d’alimentation du laser depompage et de supervision, ce qui a permis de réduire la consomma-tion en énergie pour deux systèmes (liaison à deux paires de fibres)de 50 W dans le S560 régénéré à 30 W dans le système amplifié.

Le répéteur conserve la même mécanique, qui peut contenir leséléments pour quatre paires de fibres.

1.1.6 Fibre et câble

Dans les systèmes régénérés à 1 550 nm, le paramètre le plusimportant pour les fibres était leur atténuation, on avait atteint0,20 dB/km et même 0,18 dB/km avec des fibres à cœur de silice. Leseffets de câblage, d’instabilité thermique, de prévention contre leseffets nocifs de l’hydrogène étaient bien maîtrisés.

Dans les systèmes optiques à amplification à 5 Gbit/s, d’autresparamètres sont prédominants : la dispersion chromatique qui doitêtre minimisée donc exige l’emploi d’une fibre à dispersion décalée,la dispersion de polarisation, et la surface effective qui intervientdans l’effet Kerr. Les efforts ont donc porté sur une amélioration deces paramètres et une longueur de 2 200 km a été réalisée en Francedans le cadre du programme d’intégration effectué en vue du partageindustriel dans les liaisons TAT12 et TAT13. Les résultats sont satis-faisants, et cette fibre est produite industriellement depuis 1994.

Pour le câble, il existe toujours deux structures : câble utilisant unefibre élastique ou câble ménageant un mou de fibre. Alcatel continueà utiliser cette deuxième structure, mais grâce à l’introduction defibres à 1 % d’allongement élastique le jonc central a pu être réduitet le diamètre extérieur du câble de grand fond ramené à 21,5 mm.Il existe bien sûr à partir de ce dernier toutes les variantes deprotection : armure légère antimorsure, simple armure pour petitfond, double armure pour zone côtière.

Un effort est entrepris actuellement pour pouvoir réduire encorele mou en améliorant davantage le comportement mécanique desfibres. Par ailleurs la moindre consommation en énergie dessystèmes à amplification permet de réduire le conducteur de cuivreentourant la corde d’acier et l’épaisseur du polyéthylène extérieur.Tout ceci concourt à réduire à la fois le prix du câble et son encombre-ment, donc à accroître la capacité des navires et à faire deséconomies dans le coût de la pose. Il y a toutefois une limite à cetteréduction de diamètre due à la maniabilité dans les opérations enmer et à la sécurité de fonctionnement dans un environnementsous-marin hostile.

1.1.7 Application aux systèmes sans répéteurs

Le marché des liaisons courtes sans répéteurs se développeaussi rapidement que celui des liaisons transocéaniques. L’intérêtest donc d’en augmenter la portée et le débit.

Dans ce type de liaison, le paramètre essentiel pour la fibre estl’affaiblissement qui doit être le plus bas possible. C’est donc ledomaine de la fibre à cœur de silice, l’utilisateur s’accommodantd’une dispersion chromatique plus élevée. Les pénalités qu’elleengendre sont minimisées en combinant les avantages d’unémetteur laser puissant à modulation externe, d’un détecteur ultra-sensible à photodiode à avalanche, et d’un code correcteur d’erreur.Le record ainsi obtenu en 1994 est une liaison Aden-Djibouti de267 km à 622 Mbit/s.

L’amplification optique par fibre dopée à l’erbium va être appliquéeà ce type de liaison de deux manières :

— postamplification à l’émission entre le laser et la ligne ;— préamplification à la réception entre la ligne et le détecteur.

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Un troisième schéma est à l’étude : adjonction d’un amplificateurà pompage déporté à une trentaine de kilomètres de l’arrivée. Lelaser de pompage est dans le terminal d’arrivée et le pompagetransmis dans la fibre de ligne, ce qui évite une téléalimentation.

L’objectif est de réaliser des portées de plus de 300 km pour622 Mbit/s.

Dans ce type de liaison, où le nombre de paires de fibres n’estpas limité par l’espace nécessaire pour disposer les amplificateurscorrespondants dans l’enceinte mécanique du répéteur, un autremoyen d’accroître la capacité de transmission est d’accroître lenombre de paires de fibres. Des câbles à 6 paires de fibres sontactuellement sur le marché, et des études sont faites, notammenten Grande-Bretagne et au Japon pour des structures de câble ditcompact à 24 paires de fibres.

1.1.8 Limite de ce type de système

Le système à 5 Gbit/s qui vient d’être décrit est dit du type « àdispersion chromatique zéro » car l’un des principaux efforts a portésur la diminution la plus grande possible de ce paramètre de la fibre.Il représente un pas énorme en capacité, avec un coût beaucoupmoins élevé pour le circuit et une fiabilité plus grande des répéteursqui sont moins compliqués que dans le cas des régénérateurs.

La largeur de bande étant sans limite pour les amplificateurs, onserait tenté de croire que ce type de système « à dispersion chroma-tique zéro » permettra d’obtenir des capacités encore plus grandes.Les difficultés inhérentes à la mise au point d’une liaison, avec tousles compromis nécessaires à trouver entre les différentes sourcesde distorsion et les qualités exigées des composants, laissentmalheureusement à penser qu’il existe une limite vers 10 Gbit/s.

Des essais de simulation ont été faits, et deux voies ont étéexplorées :

— action sur les terminaux seuls : forme et largeur des impulsions,caractéristiques de l’émetteur, compensation à la réception ;

— action sur les amplificateurs de ligne, pour lesquels unelongueur d’onde de pompage de 980 nm améliorerait le facteur debruit.

La conclusion ne varie pas et les systèmes « à dispersion zéro »semblent bien limités à 10 Gbit/s.

1.2 Systèmes à très grand débit

1.2.1 Utilisation de l’effet soliton

Une des voies explorées pour réaliser des systèmes de 6 000à 9 000 km à débit > 10 Gbit/s est l’utilisation des particularités depropagation des impulsions du type soliton.

Théoriquement, les solitons sont des impulsions très brèves etintenses qui se propagent sans se déformer sur de grandes distancesgrâce à la compensation des effets de la dispersion chromatique parles effets non linéaires de type Kerr à condition que les pertes depropagation (atténuation) soient nulles.

Or, avec les amplificateurs à fibres dopées à l’erbium qui peuventêtre réglés avec un niveau de sortie élevé et grâce à la faible atténua-tion des fibres (0,2 dB/km), on s’approche de très près de cette situa-tion de pertes nulles et on peut avoir une propagation de type solitonsur plusieurs dizaines de kilomètres au-delà de l’amplificateur.

Mais, il faut générer des impulsions adéquates de largeur tempo-relle de l’ordre de 10 ps, de grande pureté spectrale, et de formevoisine de ce qu’on appelle la sécante hyperbolique idéale (ou encoreimpulsion dite en limite de Fourier).

Deux techniques appliquées aux sources laser sont envisagéespour cette génération :

— commutation de gain et compression temporelle dans unefibre externe pour ramener les impulsions en limite de Fourier ;

— blocage de mode en cavité externe.

La première méthode est plus simple à mettre en œuvre, mais desexpériences sont nécessaires pour s’assurer que les impulsionsgénérées pourront bénéficier de l’effet soliton. La deuxième est pluscomplexe, mais s’est déjà avérée comme très fructueuse : conserva-tion de la même longueur temporelle et détection toujours possibleaprès 8 000 km.

Comme pour les liaisons « à dispersion zéro », il faut étudier lesproblèmes spécifiques à une liaison longue : influence du bruit desamplificateurs, de la saturation, de la fluctuation des paramètres dela fibre, de l’interaction entre solitons. Outre le rapport signal surbruit, il faut tenir compte d’une gigue de phase qui est une consé-quence de l’action des différents paramètres et qui a les mêmes effetssur la réception qu’un élargissement des impulsions. Des simula-tions ont été faites afin de rechercher un résultat économiquementvalable dans lequel l’intervalle entre répéteurs est du même ordreque dans les systèmes précédents ; les composants sont réalisablesnotamment ceux du filtrage nécessaire à l’atténuation de la gigue.En particulier, si l’on veut augmenter le débit il faut trouver et réaliserla largeur d’impulsion à ne pas dépasser.

Les études en cours n’ont pas encore débouché sur une solutiondéfinitive. On pense actuellement obtenir de façon certaine10 Gbit/s sur 9 000 km avec un espacement de 40 km des amplifi-cateurs, mais il faudrait faire mieux pour en tirer un avantageéconomique certain.

1.2.2 Multiplexage en longueur d’onde

La deuxième idée pour augmenter la capacité d’une liaison estde transmettre sur la même fibre plusieurs longueurs d’onde,chacune pouvant être séparée à l’arrivée. Cela paraît possible avecdes liaisons à amplification optique, et théoriquement avec nlongueurs d’onde on devrait multiplier la capacité par n.

Le problème le plus important est de positionner correctement ceslongueurs d’onde par rapport à celle pour laquelle la dispersion dela fibre est minimale et qui correspond à un maximum dans le spectrede l’amplificateur. Les longueurs d’onde doivent être suffisammentrapprochées pour être dans la zone acceptable, mais suffisammentéloignées pour minimiser les pénalités non linéaires supplé-mentaires dues au mélange des ondes voisines. Actuellement, ons’accorde pour penser que le nombre maximal de longueurs d’ondepossibles est de quatre, et là encore des simulations sont en courspour explorer ce type de solution.

Combiner le multiplexage en longueur d’onde et l’effet solitonparaît très attractif, car la brièveté des impulsions soliton facilite laséparation entre les différentes longueurs d’onde, mais ces impul-sions sont très sensibles aux variations de gain des amplificateurset d’atténuation de la fibre. Le développement de tels systèmes portedonc sur la mise au point d’amplificateurs ayant un spectre très platdans la zone des longueurs d’onde utilisées, et d’une fibre présentantdans cette même zone les caractéristiques d’atténuation, dedispersion et de surface effective souhaitables.

1.2.3 Multiplexage par polarisation

Troisième voie actuellement explorée : utiliser avec une seulelongueur d’onde les deux polarisations orthogonales pour réaliserdes systèmes à deux canaux. Les impulsions de chaque canal sontséparées d’un demi-bit, et les deux sens de polarisation sontséparés à l’arrivée.

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Cette méthode, qui double la capacité d’une liaison, est celle quisemble pouvoir être mise en œuvre le plus rapidement.

1.2.4 Autres possibilités

Deux autres voies sont explorables, mais avec des résultatsprobablement plus lointains :

— la fibre amplificatrice avec injection du pompage aux extré-mités ; il n’y aurait plus de répéteurs, mais des sections de fibresdopées à l’erbium régulièrement espacées ;

— les fibres nouvelles en verre aux halogènes ayant des atténua-tions très basses de l’ordre de 0,01 dB/km pour des longueurs d’ondesituées dans le haut infrarouge entre 2 000 et 4 000 nm, et quipourraient permettre des espacements de répéteurs de 1 000 km.Dans ce domaine, il y a rapprochement entre les recherches relativesaux liaisons sans répéteurs et celles relatives aux liaisons trans-océaniques.

1.3 Quel futur ?

Aujourd’hui les systèmes à amplification directe à 5 Gbit/sexistent. Par des actions sur les terminaux, relativement peucoûteuses, ou par une amélioration de la conception des répéteurs,la capacité pourrait être portée à 10 Gbit/s. Mais la mise au pointd’une liaison longue, avec les compromis nécessaires à trouver entreles différents paramètres devient très difficile lorsque la fréquenceaugmente.

Par contre, les multiplexages en polarisation et en longueur d’ondesont pour beaucoup plus prometteurs pour les raisons ci-après :

— on peut revenir à un débit par longueur d’onde de 2,5 Gbit àmettre en œuvre ;

— la combinaison des multiplexages en longueur d’onde etpolarisation permet d’obtenir 8 × 2,5 Gbit/s soit 20 Gbit/s par pairede fibre ;

— le multiplexage permet de réaliser, à l’aide de boîte dedérivation, qui oriente non plus un train de bits mais tout le canalconstitué par une longueur d’onde, des architectures de réseau trèsintéressantes.

Ceci est la prochaine étape, et des liaisons de ce type pourraientêtre en service en 1997-98.

Au-delà quel sera le système du début du XXIesiècle ? Il cumulerasans doute la propagation type soliton avec le multiplexage etlongueur d’onde, mais une telle combinaison permettra-t-elle enadditionnant tous les avantages d’atteindre 100 Gbit/s. La réponseà cette question est aujourd’hui le problème numéro un posé auxconcepteurs de systèmes sous-marins.

2. Réseau

2.1 Réseau des liaisons à régénérateurs

La qualité des liaisons sous-marines optiques à régénérateurs etleur coût très attractif face à la progression continue de la demandeen supports de transmission intercontinentaux de haute perfor-mance ont eu pour conséquence la pose en moins de dix ans d’unréseau mondial de 225 000 km, soit les deux tiers en longueur duréseau de coaxiaux posés entre 1950 et 1985, mais offrant une capa-cité en circuits × kilomètres totale vingt fois plus élevée.

Les capacités ne sont pas facilement comparables, car lasouplesse d’utilisation des liaisons numériques leur permet defaire cohabiter téléphone, données à grande vitesse, images et toutautre type de communication, avec possibilité de modifier à toutinstant la répartition entre les divers modes d’utilisation. Toutefois,pour les évaluer de manière acceptable, on a choisi comme unitéde base le circuit téléphonique en coaxial, et le canal élémentaireà 64 kbit/s en optique, en sachant que l’util isation d’unconcentrateur de communication DCMS (Digital Circuit MultiplyingSystems) permet d’établir cinq communications téléphoniquesavec un tel canal (cf. article Câbles sous-marins de télécommuni-cations [E 7 550]).

Les dernières liaisons coaxiales avaient une capacité de 3 000 à5 000 circuits.

Les liaisons à régénérateurs ont les caractéristiques et l’évolutionsuivante en capacité et en coût de l’unité de base transatlantique.Il s’agit de liaisons à 2 ou 3 paires de fibres.

La physionomie du réseau reflète les grands axes de communica-tion du monde d’aujourd’hui, dans lequel la traversée de l’AtlantiqueNord a perdu sa prédominance écrasante au profit du Pacifique, del’Extrême-Orient et de l’Océan Indien. Sans en faire une liste exhaus-tive, on peut le décrire comme ci-après. (Les liaisons importantessont indiquées avec leur sigle pratiqué couramment par les utilisa-teurs et la capacité par paire de fibres est indiquée ainsi que lenombre de fibres ce qui permet de se référer au tableau 1 pour lacapacité et la date de pose à un ou deux ans près). (0)

Les figures 1 et 2 indiquent le réseau européen des liaisonssous-marines à fibres optiques.

Tableau 1 – Caractéristiques des liaisonssous-marines

Annéede mise en

service

Débit par paire de fibres

Capacitéen unités de base

par pairede fibres

Coût du circuit transatlantique

pour un systèmeà 2 paires de fibres

($)

1988-1990 280 Mbit/s 3 900 45 0001991 420 Mbit/s 5 750 28 0001991-1994 560 Mbit/s 7 800 16 0001994 2,5 Gbit/s 32 000 7 000

■ Atlantique Nord (Europe – États-Unis – Canada)— TAT8 :

• débit : 280 Mbit/s par paire de fibres,• 2 paires de fibres ;

— PTAT :• débit : 420 Mbit/s par paire de fibres,• 3 paires de fibres ;

— TAT9, TAT10, TAT11 :• débit : 560 Mbit/s par paire de fibres,• 3 paires de fibres ;

— CANTAT III :• débit : 2,5 Gbit/s par paire de fibres,• 2 paires de fibres.

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■ Boîtes de dérivation

Des boîtes de dérivation ont été utilisées dans de nombreux casnotamment pour raccorder plusieurs points d’atterrissement à uneseule traversée océanique.

Avant 1990, il s’agit de dérivation physique des fibres.

Depuis 1990, les boîtes de dérivation sont dites actives et oriententdes trains de bits à 45 et 140 Mbit/s. Le premier exemple est le TAT9posé en 1991, et l’exemple le plus large d’utilisation pour un réseautrès diversifié est le SEA-ME-WE II.

■ Promotion des systèmes et partage industriel

La promotion de ces systèmes a été réalisée par des accords multi-latéraux entre entités exploitantes intéressées, chacun étant un casspécifique. L’un des plus complexes, dont la mise en place ademandé des efforts énormes, en France en particulier, est leSEA-ME-WE II : accord signé le 2 octobre 1991 entre 52 entités detélécommunications de 41 pays différents.

Généralement, la fourniture fait l’objet d’un appel d’offres inter-national auprès des quatre grands constructeurs mondiaux, mais ilest suivi d’un partage industriel, rendu possible par le respect desconditions techniques d’intégration, et négocié entre les promoteurs,dont certains soutiennent leur industrie nationale.

La position du constructeur français Alcatel s’est non seulementmaintenue, mais encore améliorée par rapport à celle qu’il avaitconquise à l’époque du coaxial.

En particulier, afin de satisfaire au désir des Australiens de faireparticiper leur industrie nationale à la construction du réseauPacifique, Alcatel a obtenu le marché pour implanter une usine enAustralie, qui a participé à la production des liaisons PACRIM Estet Ouest.

2.2 Projet de réseauà amplification optique

En 1995 et 1996, un réseau transatlantique et un réseau transpa-cifique à débit de 5 Gbit/s sont en cours d’installation.

Ces liaisons constitueront des boucles autosécurisées. En effet,leur énorme capacité de 60 000 unités de base par paire de fibresrend le reroutage impossible par tout autre moyen en cas d’inter-ruption. Heureusement, leur coût très bas, de l’ordre de 3 000 $ pourune unité de base dans une liaison de 6 500 km, a permis de déciderla pose simultanée de deux liaisons transocéaniques avec bouclageaux extrémités permettant une restauration immédiate : sur chaqueliaison la moitié de la capacité est affectée aux services dits priori-taires, l’autre moitié étant laissée libre pour des services non priori-taires. En cas de rupture d’une branche, les services prioritaires decelle-ci viennent immédiatement s’insérer à la place des services nonprioritaires de l’autre.

Le schéma prévu est le suivant.

■ Atlantique Sud

— Système Europe occidentale – Espagne – Portugal – Afriquedu Sud

TAGIDE2, PENCAN5, EURAFRICA, SAT2 :• débit : 560 Mbit/s par paire de fibres,• 2 paires de fibres ;

— COLOMBUS 2 (Canaries – Antilles)• débit : 560 Mbits/s par paire de fibres,• 2 paires de fibres ;

— Système US – Caraïbes – Brésil – Buenos-Aires (avec pointsd’atterrissement intermédiaires) :

• débit : 560 Mbit/s par paire de fibres,• 2 paires de fibres.

■ Pacifique

— Traversées Amérique du Nord – Hawaï – Japon – Taiwanet Philippines :

HAW5, TPC3 :• débit : 280 Mbit/s par paire de fibres,• 3 paires de fibres ;

— NPC :• débit : 420 Mbit/s par paire de fibres,• 3 paires de fibres ;

HAW6, TPC4 :• débit : 560 Mbit/s par paire de fibres,• 3 paires de fibres ;

— D’Australie et Nouvelle-Zélande vers Hawaï et GuamPACRIM Ouest-PACRIM Est-TASMAN :

• débit : 560 Mbit/s par paire de fibres,• 2 paires de fibres.

■ Méditerranée - Océan Indien

— SEA-ME-WE II de Marseille à Singapour via la Mer Rouge et l’Inde :

• débit : 560 Mbit/s par paire de fibres,• 2 ou 3 paires de fibres suivant les branches.

Ce réseau complexe avec de nombreuses boîtes de dérivationassure aussi les liaisons entre les riverains de la Méditerranéedu bassin occidental et du bassin oriental.

■ Réseaux régionaux

Plusieurs régions ont des réseaux très denses de câbles courtsou de longueur moyenne :

— Manche et Mer du Nord ;— Caraïbes ;— Extrême-Orient et Indonésie.

Les liaisons de moins de 300 km sans répéteurs ont été lar-gement utilisées dans ces réseaux.

■ Atlantique

TAT12 : Royaume-Uni – États-Unis

TAT13 : France – États-Unis

Bouclage en Europe par une liaison sous-marine courte entreles stations terminales de France et du Royaume-Uni.

Aux États-Unis les stations terminales sont très proches etreliées par le réseau terrestre.

■ Pacifique

TPC 5 Nord : direct États-Unis – Japon

TPC 5 Sud : États-Unis – Hawaï – Guam – Japon

Bouclage par des liaisons sous-marines courtes entre les deuxpoints d’atterrissement aux États-Unis d’une part et au Japonde l’autre.

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Figure 1 – Réseau européen des liaisons sous-marines à fibres optiques (1996) [doc. France Télécom]

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3. Exploitationet maintenance

3.1 Gestion globale du réseau

Le réseau est aujourd’hui mondial. La jonction Méditerra-née-Océan Indien SEA-ME-WE II ferme la boucle faisant le tour duglobe. Les Australiens, éloignés de tout, ont été parmi ses pluschauds partisans.

Par ailleurs, les capacités installées sont énormes et le coût parunité de base est très bas. C’est pourquoi l’essentiel des communica-tions intercontinentales fixes entre les centres mondiaux généra-teurs de fort trafic (Europe, Amérique du Nord et du Sud, Afriquedu Sud, Australie, Japon, Extrême-Orient) sera de plus en plusacheminé par câbles sous-marins qui seront la portion inter-continentale d’un réseau mondial d’autoroutes de l’information. Lessatellites, indispensables pour la télédiffusion de son, de donnéeset surtout d’images, la collecte d’informations simultanées à la

surface du globe (observation, cartographie, système de repérageGPS, météo...), la stratégie militaire et spatiale, et la desserte declients dispersés à l’intérieur des terres, en particulier pour le télé-phone mobile en expansion très rapide, seraient ainsi dégagés detout autre type de trafic.

Grâce aux dérivations, ce réseau offre des éléments de souplesseet de diversification d’itinéraires, dont il est normal que les différentsexploitants cherchent à tirer le meilleur parti pour améliorer lasécurité et élargir la panoplie de services offerts. À l’origine, laconception et la promotion des liaisons se sont faites dans un cadrerégional entre les entités intéressées, qui ont mis en place un sys-tème d’entraide entre les différentes liaisons. Mais cela ne suffit plus,et devant l’importance du réseau global pour l’économie mondiale,les grands opérateurs mondiaux ont décidé de mettre en place unsystème de gestion d’ensemble permettant d’augmenter la sécurité,d’optimiser l’utilisation de la capacité, de réduire les temps derétablissement des services en cas de défaut, d’envisager la miseen place de services occasionnels (télévision par exemple) sur lescapacités en attente et ainsi d’améliorer la rentabilité desinvestissements.

Figure 2 – Réseau européen des liaisons sous-marines à fibres optiques (1996) [doc. France Télécom]

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Un premier accord dans ce sens a été signé en octobre 1992entre ATT, British Telecom, Deutsche Telekom, France Télécom,KDD (Japon) et OTC (Australie).

3.2 Moyens de surveillanceet de maintenance

Pour parvenir à la gestion globale du réseau souhaitée, unensemble de moyens techniques est nécessaire.

À la base, chaque système sous-marin a son système de super-vision organisé autour d’un ordinateur puissant, qui surveille laqualité de transmission, les paramètres de fonctionnement desterminaux et des éléments immergés grâce à des mesures cycliques,procède à un diagnostic en cas de défaut, commande éventuellementla commutation des organes redondants. Si le défaut provoque uneinterruption partielle ou totale, l’information est communiquée auxorganismes régionaux puis, si nécessaire, à l’organisme central, quicommande les instructions de reroutage et de transfert des servicesprioritaires. L’organisation sophistiquée que cela implique est entrain de se développer et de se mettre progressivement en place.

3.3 Cas des systèmesà boîte de dérivation

Lorsqu’un système sous-marin est équipé de boîtes de dérivation,il est possible à partir des terminaux de télécommander les branche-ments de téléalimentation afin de maintenir en service en cas dedéfaut toutes les branches autres que la branche fautive. Cette per-manence peut être maintenue pendant la réparation en mer, si desdispositions spéciales sont prises à bord du navire pour éliminer lesrisques de retour de haute tension provenant de la boîte dedérivation.

Une procédure de réparation dite « en mode sécurisé » a été miseau point par France-Télécom et adoptée depuis par de nombreuxautres exploitants. Elle est basée sur trois principes fondamentaux :

— équipotentialité entre tous les éléments conducteurs du câblesous-marin ;

— redondance systématique des câbles de mise à la terre ;— isolement des opérateurs.

Lorsque la boîte de dérivation est active avec possibilité d’aiguillerdes trains à 45 ou à 140 Mbit/s, le réseau est parfaitement synchro-nisé entre les terminaux de toutes les branches, et un système auto-matique de gestion informe en permanence les stations terminaleset les coordonne pour la localisation du défaut et les opérations dereconfiguration du trafic.

4. Sécurité des liaisonset travaux en mer

4.1 Nécessité de renforcer la sécurité d’un câble sous-marin posé

Plus que jamais, avec l’importance prise par les liaisons sous-marines dans le trafic intercontinental, la fiabilité doit être renforcéenon seulement au niveau des éléments constitutifs, câbles etrépéteurs, mais aussi au niveau de la protection du câble posé contreles risques extérieurs. D’autre part, la rapidité d’intervention desnavires-câbliers doit être améliorée.

Dans ce but, des efforts considérables ont été faits dans les troisdomaines qui concernent cette sécurisation : le choix du tracé,l’ensouillage et les procédures de réparation.

4.2 Prévisions de tracé

Les moyens utilisés en océanographie pour les études de bathy-métrie ont beaucoup progressé ces dernières années. En France enparticulier, IFREMER a mis en œuvre de nouveaux sondeurs multi-faisceaux, notamment le E M12S livré sur le Jean Charcot en avril1992. Ce sondeur allie une portée et une couverture remarquables,avec une rapidité d’exécution et un confort des observateurs qui àla fois visualisent sur écran et cartographient automatiquement surcommande. L’intérêt d’utiliser de tels appareils pour faire un relevédétaillé de fonds dans la zone projetée d’un câble sous-marin, afind’y déterminer le trajet le plus sûr, a paru évident. C’est ainsi qu’unecampagne de reconnaissance de la route du SEA-ME-WE 2 a pu êtreréalisée. Trois navires océanographiques ont été mobilisés, et700 cartes couvrant 200 000 km2 de fonds océaniques de toutesprofondeurs ont été établies.

Ceci n’est qu’un exemple, et aujourd’hui toute étude de tracé decâble commence par une campagne de reconnaissance par desnavires océanographiques équipés des outils les plus modernes. Leprix de telles campagnes est tout à fait accessible eu égard à l’enjeu.

4.3 Ensouillage

Lorsque la nature du fond le permet c’est le moyen de protectionle plus efficace contre les engins de pêche. Depuis les premièresopérations d’ensouillage, comme celle du TAT6 en 1975, et lesrésultats parfois médiocres obtenus parce que le câble ressortait dela tranchée derrière la charrue et restait en suspension entre lesirrégularités du fond, on n’a cessé d’améliorer les engins et leurnavire-support. En France, comme en Grande-Bretagne, auxÉtats-Unis et au Japon des engins de plus en plus performants ontété réalisés.

La situation actuelle de l’équipement français donne un excellentexemple des résultats obtenus.

■ Une nouvelle charrue « Élise 2 » permet l’ensouillage à 110 cmjusqu’à 1 000 m de profondeur de câbles ayant jusqu’à 150 mm dediamètre posés par l’arrière par le navire-câblier porteur. Pourréduire la tension de sortie de la charrue, et éviter ainsi au câble derejaillir de la tranchée dans les à-coups, une chenille de détensionne-ment a été introduite dans la charrue. Son rôle est de pousser sanstension le câble dans la tranchée, en faisant disparaître les à-coupsinévitables entre le navire et la charrue. L’arrière du Vercors a étéaménagé pour permettre le stockage de la charrue dans l’alignementdu chemin de câble, ce qui permet de passer le câble à travers lacharrue avant la mise à l’eau et de réaliser ainsi une pose sans joint.

■ Un engin de post-ensouillage, le « Castor II » a été réalisé avec lasociété SIMEC. Il peut travailler dans des sols très durs où la charrueest inutilisable et réaliser tous les ensouillages postérieurs à la pose.Il peut creuser soit avec une roue trancheuse, soit par jet, et le câbleest chargeable et déchargeable latéralement par commande àdistance. Le navire support peut être plus petit qu’un navire-câbliertraditionnel. Il peut travailler jusqu’à 1 000 m de fond, et porte toutesles caméras nécessaires pour le contrôle à distance du travail.

La société ATT aux États-Unis a eu une action similaire : améliora-tion des performances de la charrue d’une part, construction d’unvéhicule à jet ou roue trancheuse propulsé sur le fond par deschenilles d’autre part.

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Japonais et Britanniques, qui ont un réseau très dense en faibleprofondeur dans leur environnement direct, ont surtout porté leursefforts sur des véhicules plus légers et plus simples.

4.4 Auxiliaires de réparation

Puisqu’on ensouille plus et mieux, il faut parallèlement développerl’équipement de réparation des câbles ensouillés. Bien sûr les véhi-cules d’ensouillage autopropulsés type Castor II sont aussi des outilsde réparation, mais ils sont trop lourds et encombrants pour uneutilisation rapide et pratique. C’est pourquoi, à partir du premiermodèle de véhicule robot de réparation de 1978, le SCARAB I, desengins plus performants ont été construits. Les plus récents sont leSCARAB IV et le Pacific-SCARAB I. Les améliorations portent sur lapuissance du jet, les moyens de repérage du câble par sondeur dontl’image de réception est renvoyée à bord du navire porteur, et lestélécommandes.

La France, ayant participé au développement des SCARAB, aréalisé avec une Société américaine un engin appelé ROV (RemoveOperated Vehicule) plus simple donc moins coûteux pour utilisationen Méditerranée où les travaux peuvent se faire avec un véhiculemoins puissant. Au Japon, KDD a construit trois types d’engins :

— MARCAS 2 500 pour ensouillage, maintenance et réparation ;— AQUA Explorer 1 000 pour l’inspection et la prévention ;— KM 300 pour la recherche d’un câble ensouillé fautif et le repé-

rage exact du défaut.

4.5 Navires-câbliers

Les navires-câbliers se renouvellent beaucoup moins vite que lessystèmes de liaisons sous-marines et il faut donc les utiliser tels qu’ilssont pendant deux décennies au moins. Ceci a toujours été possible,au prix de quelques améliorations d’équipement essentiellement auniveau de la mesure et du traitement des paramètres essentiels afinde permettre une exécution plus précise et plus rapide du travail.

L’amélioration la plus importante depuis 1990 a été apportée parle système de repérage par satellite GPS. Les plus récents récepteurs« GPS-différentiel », qui équipent aujourd’hui tous les navires-câbliers, permettent de se positionner en permanence à quelquesmètres près dans toutes les mers et océans du globe. Cette précisionpermet de se passer de bouée marque pour les travaux de réparation,et de fil sans mou pendant les poses.

5. ConclusionLa place des câbles sous-marins à fibres optiques dans les télé-

communications planétaires n’est pas près de diminuer. Les liaisonsà 5 Gbit/s par paire de fibres et la gestion globale par les principauxexploitants en font un outil d’une ampleur et d’une efficacité quel’on aurait difficilement imaginées il y a seulement dix ans. C’est uneétape importante, mais ce n’est qu’une étape et le début du XXIe

siècle réserve peut-être encore des surprises insoupçonnées quantaux progrès dans ce domaine.

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Do

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1996

POUR

EN

Câbles sous-marins à fibres optiques

par René SALVADORAncien Élève de l’École PolytechniqueIngénieur Général des Télécommunications

SAVO

BibliographieL’onde électrique. Revue de la Société des Électri-

ciens et Électroniciens (SEE), vol 73, no 2,mars-avril 1993.

Conférence internationale sur les systèmes sous-marins de télécommunications à fibres optiques.

Suboptic 86, Versailles. Fédération des IndustriesÉlectriques et Électroniques (FIEE), 429 p.,18-21 fév. 1986.

2e conférence internationale sur les systèmes sous-marins de télécommunications à fibres optiques.

Suboptic 93, Texte intégral des communicationsdiffusé en France par la SEE (entièrement enanglais), 29 mars-2 avril 1993.

IR

PLUS

OrganismesEn FranceFrance TélécomDirection de l’International (FTI)Réseaux et Services internationaux (FTRSI)(dont fait partie la Direction des Câbles sous-marins)France-Câbles et Radio (FT - FCR)Centre National d’Études des Télécommunications (CNET)

À l’étrangerBritish Telecom (BT)Cable and Wireless (CW)ATT InternationalKDD Submarine Construction Department

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