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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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Présentation
Liaisons sous-marines sans répéteur7. Pose et réparation de câble
7.1 Repérage du tracé
Cette phase a pour objectif de déterminer la route que va emprunter le câble et d'analyser le relief sous-marin, la profondeur de l'eau ainsi que les caractéristiques du sol. Toutes ces données vont ensuite permettre de définir les différents types de câbles qui devront constituer la liaison, ainsi que de prévoir le matériel de pose approprié. Par ailleurs, la connaissance du relief est nécessaire pour savoir quelle longueur de câble exacte il faudra fabriquer, en tenant compte des dénivelés parcourus par le câble reposant sur le fonds marin.
La profondeur de l'eau et le relief du sol marin sont mesurés au moyen de MBES (Multi-Beam Echo Sonar ) équipant les bateaux de repérage. Bien que cette technique existe depuis le début des années 1990, l'analyse des données fournies par ces MBES a, quant à elle, fortement progressé ces dernières années et il est possible d'obtenir des vues en trois dimensions en couleurs de grande qualité (figure 26).
Lorsque la profondeur de l'eau est faible et que le risque d'agression du câble est donc élevé, il sera nécessaire de procéder à un ensouillage du câble dans le sol afin de le protéger. Pour déterminer le matériel qu'il sera nécessaire d'utiliser pour l'ensouillage, il est indispensable de bien connaître la nature du fonds marin.
L'analyse du sol marin est une phase que l'on nomme BAS (Burial Assessment Survey ).
Il existe principalement deux techniques de BAS :
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technique électrique : elle consiste à sonder la nature du sol par une mesure de résistance électrique qui s'appelle alors E-BAS (Electronic BAS ). Un câble conducteur (sonde) de 30 m de long est en contact avec le sol et tracté par un véhicule guidé par le bateau ; cette sonde injecte un courant électrique dans le sol et mesure la résistance électrique du sol : plus la résistance du sol est élevée et plus la porosité du sol est faible. Dans certains cas particuliers, il peut être nécessaire d'effectuer une mesure plus précise de la résistivité du sol à des endroits précis : dans ce cas, on effectue un CPT (Cone Penetrator Test ) qui consiste à introduire une sonde verticalement dans le sol pour effectuer la mesure de résistivité ;
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Pose et réparation de câble
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 :
-
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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