Bibliographie & annexes
Présentation
Auteur(s)
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Olivier GAUTHERON : Directeur Technique, Alcatel-Lucent Submarine Networks
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Les câbles TAT 12 et TAT 13 déployés en 1995 et 1996 entre l'Europe et les États-Unis sont les premiers câbles sous-marins à mettre en œuvre la technologie d'amplification optique : ils transmettent alors une longueur d'onde modulée à 5 Gbit/s par paire de fibres. Depuis, la capacité de transmission a été multipliée par 500 pour atteindre 2,56 Tbit/s par paire de fibres en 2010. Quelles ont été les technologies mises en œuvre et les obstacles à contourner pour permettre une telle croissance de la capacité, voilà qui fera l'objet de la première partie de cet article. Avec tout d'abord la technique de multiplexage en longueur d'onde : en 1999, le câble Columbus 3 reliait le Portugal aux États-Unis sur une distance de 7 340 km, en transmettant 8 longueurs d'onde modulées à 2,5 Gbit/s, offrant ainsi une capacité de 20 Gbit/s par paire de fibre. Par la suite, l'augmentation du débit par longueur d'onde, porta les capacités à 80 × 10 Gbit/s, soit 800 Gbit/s par paire de fibres comme sur le câble transatlantique Apollo (6 300 km) déployé en 2003. Enfin, en 2011, grâce à l'arrivée du multiplexage en polarisation et de la détection cohérente, il est désormais possible de transmettre 64 longueurs d'onde modulées à 40 Gbit/s sur une paire de fibres.
Bien que semblable à celle des liaisons terrestres en termes d'objectif de capacité de transmission, la conception des liaisons sous-marines doit en revanche tenir compte de contraintes très spécifiques telles que :
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la distance de transmission, qui peut atteindre 12 000 km (soit 200 répéteurs cascadés) ;
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la fiabilité des répéteurs, dont le taux de panne doit être inférieur à 1 % pendant la durée de vie de la liaison, soit 25 ans ;
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la compatibilité à la très haute tension : les amplificateurs optiques ne pouvant être alimentés localement, une liaison sous-marine est alimentée en courant continu depuis les stations d'extrémité terrestres, ce qui nécessite le transport de tensions pouvant atteindre 12 kV ;
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l'étanchéité à l'eau mais aussi au gaz comme l'hydrogène ;
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la résistance à la pression qui peut atteindre 800 bar ;
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la résistance à la tension, notamment lors de réparation de câbles par 8 000 m de fonds.
Nous aborderons également les opérations marines concernant le repérage du tracé, la pose par ensouillage et la réparation d'une liaison sous-marine.
Le dernier paragraphe est consacré aux liaisons sous-marines sans répéteur dont la conception fait appel à des technologies différentes des liaisons sous-marines amplifiées, comme par exemple l'amplification déportée ou l'amplification distribuée de type Raman.
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- Version courante de avr. 2016 par Olivier GAUTHERON
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Répéteur et unité de branchement en mer5. Caractéristiques des câbles sous-marins
5.1 Différents types de câbles et leurs propriétés
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Il existe plusieurs types de câbles selon le risque d'exposition aux agressions externes (ancre et chaluts de bateaux, sols rocheux...) (figure 17).
LW (Leight Weight ) : câble uniquement utilisé dans les zones d'eau profonde (> 1 500 m) à l'abri des agressions externes. Son diamètre externe est de 17 mm.
LWP (Leight Weight Protected ) : câble constitué d'un câble LW enrobé d'une couche d'acier et d'une gaine de polyéthylène à haute densité. Son diamètre externe est de 23 mm.
SA (Single Armured ) : câble LW autour duquel des fils d'aciers sont placés afin de constituer ce qui est appelé une couche d'armure : ces fils d'acier ont un diamètre de 3 mm et sont maintenus ensemble par un flux de goudron mélangé à des fibres de polypropylène. Son diamètre externe est de 30 mm.
DA (Double Armured ) : câble SA autour duquel une seconde couche de fils d'acier est ajoutée. Son diamètre externe est de 40 mm.
Les câbles SA et DA sont déployés en zones d'eau peu profonde (< 1 500 m) où les agressions externes sont fréquentes.
Le câble LW (figure 18) qui constitue la base commune à tous les types de câble, comporte les éléments suivants :
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un tube d'acier creux de 1,5 mm de diamètre, dans lequel viennent se placer au maximum 16 fibres optiques et du gel à haute viscosité dont le rôle est de faciliter le placement des fibres et de réduire la pénétration d'eau et d'hydrogène. L'épaisseur du tube est de 0,2 mm ;
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la voûte est constituée de deux couches de fils d'acier de trois diamètres différents, placés de façon précise pour constituer une voûte dite de Warrington. Son rôle est double : garantir la résistance à une pression de 800 bar et limiter la torsion du câble ;
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un enrobage de cuivre, qui permet d'alimenter en courant continu (1 A) les répéteurs et unités de branchement depuis la station terrestre. La bande d'acier est soudée longitudinalement sur la voûte par une technique dite TIG (Tungsten Inert Gaz )....
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Caractéristiques des câbles sous-marins
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - CHESNOY (J.) - Undersea fiber communication systems. - Academic Press (2002).
-
(2) - AGRAWAL (G.P.) - Fiber-optic communication systems. - Wiley Interscience, 3e édition (2002).
-
(3) - AGRAWAL (G.P.) - Nonlinear fiber optics. - Academic Press, 3e édition (2001).
-
(4) - DESURVIRE (E.) - Erbium-doped fiber amplifiers – Principles and applications. - Wiley Interscience (2002).
-
(5) - * - Proceedings of SubOPtic 2001, Kyoto, 20-24 mai 2001.
-
(6) - * - Proceedings of SubOPtic 2004, Monaco, mars-avril 2004.
-
(7) - * - Proceedings of...
ANNEXES
Recommandations ITU (International Telecommunication Union ) concernant les câbles sous-marins à fibre optique :
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G971 : General features of optical fibre submarine cable systems ;
-
G972 : Definition of terms relevant to optical fiber submarine cable systems ;
-
G973 : Characteristics of repeaterless optical fiber submarine cable systems ;
-
G973.1 : Longitudinally compatible DWDM applications for repeaterless optical fiber submarine cable systems ;
-
G974 : Characteristics of regenerative optical fiber submarine cable systems ;
-
G975 : Forward error correction for submarine systems ;
-
G 975.1 : Forward error correction for high bit rate DWDM submarine systems ;
-
G976 : Test methods applicable to optical fiber submarine cable systems ;
-
G977 : Characteristics of optically amplified optical fiber submarine cable systems ;
-
G978 : Characteristics of optical fiber submarine cables.
Ces recommandations sont disponibles à l'adresse URL suivante : http://www.itu.int/itut/recommendations/index.aspx
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