L’infrastructure existante ne pourra pas répondre à la demande future d’Internet haute vitesse

Internet haut débit

Crédit : Pixabay/CC0 Domaine public

Des chercheurs ont montré que les câbles de réseau en cuivre existants au Royaume-Uni peuvent prendre en charge des vitesses Internet plus rapides, mais seulement dans une certaine mesure. Ils disent que des investissements supplémentaires sont nécessaires de toute urgence si le gouvernement est sérieux quant à son engagement à rendre l’Internet haut débit accessible à tous.

Les chercheurs, de l’Université de Cambridge et de BT, ont établi la vitesse maximale à laquelle les données peuvent être transmises via les câbles en cuivre existants. Cette limite permettrait un Internet plus rapide par rapport aux vitesses actuellement réalisables en utilisant une infrastructure standard, mais elle ne pourra pas prendre en charge l’Internet haut débit à plus long terme.

L’équipe a découvert que les câbles en cuivre à «paire torsadée» qui atteignent chaque maison et entreprise au Royaume-Uni sont physiquement limités dans leur capacité à prendre en charge des fréquences plus élevées, qui à leur tour prennent en charge des débits de données plus élevés.

Alors que l’Internet à fibre optique est actuellement disponible pour environ un foyer sur quatre, il faudra au moins deux décennies avant qu’il n’atteigne tous les foyers du Royaume-Uni. En attendant, cependant, l’infrastructure existante peut être améliorée pour prendre temporairement en charge l’Internet haut débit.

Les résultats, rapportés dans la revue Communication Natureétablissent tous deux une limite physique aux câbles de cuivre omniprésents au Royaume-Uni et soulignent l’importance d’un investissement immédiat dans les technologies futures.

L’équipe dirigée par Cambridge a utilisé une combinaison de modélisation informatique et d’expériences pour déterminer s’il était possible d’obtenir des vitesses plus élevées à partir de l’infrastructure en cuivre existante et a découvert qu’elle pouvait transporter une fréquence maximale d’environ 5 GHz, au-dessus du spectre actuellement utilisé, qui est inférieure à 1 GHz. Au-dessus de 5 GHz cependant, les câbles en cuivre commencent à se comporter comme des antennes.

L’utilisation de cette bande passante supplémentaire peut pousser les débits de données sur les câbles en cuivre au-dessus de plusieurs gigabits par seconde sur de courtes distances, tandis que les câbles à fibre peuvent transporter des centaines de térabits par seconde ou plus.

“Tout investissement dans l’infrastructure de cuivre existante ne serait qu’une solution provisoire”, a déclaré le co-auteur, le Dr Anas Al Rawi du laboratoire Cavendish de Cambridge. “Nos résultats montrent que la migration éventuelle vers la fibre optique est inévitable.”

La paire torsadée – où deux conducteurs sont torsadés ensemble pour améliorer l’immunité contre le bruit et réduire le rayonnement électromagnétique et les interférences – a été inventée par Alexander Graham Bell en 1881. Les câbles à paire torsadée ont remplacé les lignes mises à la terre à la fin du 19ème siècle et ont été très fiables depuis. Aujourd’hui, les câbles à paires torsadées sont normalisés pour transporter une bande passante de 424 MHz sur des longueurs de câble plus courtes en raison d’une pénétration plus profonde de la fibre et des progrès du traitement du signal numérique.

Ces câbles arrivent maintenant en fin de vie car ils ne peuvent pas rivaliser avec la vitesse des câbles à fibre optique, mais il n’est pas possible de se débarrasser de tous les câbles en cuivre en raison du coût élevé de la fibre. Le réseau de fibre se rapproche continuellement des utilisateurs, mais la connexion entre le réseau de fibre et les maisons continuera de s’appuyer sur l’infrastructure de cuivre existante. Par conséquent, il est vital d’investir dans des technologies capables de prendre en charge les réseaux de fibre sur le dernier kilomètre pour en tirer le meilleur parti.

“L’Internet haut débit est une nécessité de la vie au 21e siècle”, a déclaré le premier auteur, le Dr Ergin Dinc, qui a mené la recherche alors qu’il était basé au laboratoire Cavendish de Cambridge. “Les fournisseurs de services Internet ont remplacé les fils de cuivre existants par des câbles à fibre optique à haut débit, mais il faudra entre 15 et 20 ans pour que ceux-ci atteignent chaque maison au Royaume-Uni et coûteront des milliards de livres. Pendant que ce changement se produit, nous avons montré que l’infrastructure en cuivre existante peut prendre en charge des vitesses plus élevées en tant que solution intermédiaire.”

Les chercheurs de Cambridge, en collaboration avec des collaborateurs de l’industrie, ont étudié s’il était possible d’extraire des vitesses Internet plus rapides de l’infrastructure existante en tant que mesure palliative potentielle, en particulier pour les zones rurales et éloignées.

“Personne n’avait vraiment examiné les limitations physiques à l’origine de la vitesse Internet maximale pour les câbles à paires torsadées auparavant”, a déclaré Dinc. “Si nous utilisions ces câbles d’une manière différente, serait-il possible de leur faire transporter des données à des vitesses plus élevées?”

En utilisant un mélange de modélisation théorique et d’expérimentation, les chercheurs ont découvert que les câbles à paires torsadées sont limités dans la fréquence qu’ils peuvent transporter, une limite qui est définie par la géométrie du câble. Au-dessus de cette limite, autour de 5 GHz, les câbles à paires torsadées commencent à rayonner et se comportent comme une antenne.

“La façon dont les câbles sont torsadés ensemble définit la hauteur de fréquence qu’ils peuvent transporter”, a déclaré le Dr Eloy de Lera Acedo, également du Cavendish, qui a dirigé la recherche. “Pour permettre des débits de données plus élevés, nous aurions besoin que les câbles transportent une fréquence plus élevée, mais cela ne peut pas se produire indéfiniment en raison de limitations physiques. Nous pouvons améliorer un peu les vitesses, mais pas assez pour être à l’épreuve du futur.”

Les chercheurs affirment que leurs résultats soulignent à quel point il est important que le gouvernement et l’industrie travaillent ensemble pour construire la future infrastructure numérique du Royaume-Uni, car l’infrastructure existante peut gérer des débits de données plus élevés dans un avenir proche, tandis que le passage à un réseau à fibre complète à l’épreuve du temps continue.

Le travail fait partie d’une collaboration continue entre le Cavendish, le département d’ingénierie, BT et Huawei dans un projet dirigé par le professeur Mike Payne, également du laboratoire Cavendish.


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Plus d’information:
Ergin Dinc, Enquête sur la limite supérieure des ondes électromagnétiques à haute fréquence sur des paires de cuivre torsadées non blindées, Communication Nature (2022). DOI : 10.1038/s41467-022-29631-8. www.nature.com/articles/s41467-022-29631-8

Fourni par l’Université de Cambridge

Citation: L’infrastructure existante ne sera pas en mesure de répondre à la demande future d’Internet haut débit (2022, 26 avril) récupéré le 26 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-infrastructure-unable-future-demand-high- vitesse.html

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