Une navigation sur le Web qui semble instantanée, même si ce n’est pas le cas

Une navigation sur le Web qui semble instantanée, même si ce n'est pas le cas

Les chercheurs affirment qu’un réseau de micro-ondes reliant les 120 plus grandes villes américaines pourrait permettre de partager et d’interagir avec des personnes sur de grandes distances en ligne en temps quasi réel. Crédit : Bruce Maggs

Si la pandémie de coronavirus a conduit votre vie en ligne, vous y êtes probablement allé : vous utilisez peut-être le chat vidéo pour travailler ou vous connecter avec des amis éloignés. Quelle que soit la bande passante dont vous disposez, le décalage entre une personne qui parle et le reste qui entend les mots signifie que vous continuez à vous parler.

C’est le retard ennuyeux lorsque vous appuyez sur lecture sur votre service de streaming, et votre film ou émission de télévision prend une éternité à charger. Ou lorsque vous êtes sur le point d’atteindre un nouveau niveau dans un jeu vidéo, mais que votre manette n’enregistre pas vos mouvements à temps.

Cette fraction de seconde, moins qu’un clin d’œil, s’appelle la latence du réseau. C’est le temps qu’il faut en millisecondes pour qu’un signal fasse un aller-retour de votre ordinateur à un serveur et vice-versa. Plus la distance est grande, plus il faut de temps pour faire le trajet.

Les millisecondes peuvent sembler peu importantes. Mais sur Internet, cela peut donner l’impression de patauger dans la boue. Cela peut même amener les utilisateurs à se désintéresser ou à déplacer leurs affaires ailleurs.

Google a constaté que si les résultats de recherche sont ralentis de quatre dixièmes de seconde, leurs utilisateurs effectuent huit millions de recherches en moins par jour. Et selon Amazon, des retards encore plus petits – un dixième de seconde supplémentaire – coûteraient à l’entreprise 1 % de ses ventes, soit des centaines de millions de dollars par an.

L’informaticien de Duke, Bruce Maggs, pense que nous pouvons faire mieux. Il y a quelques années, lui et ses collègues ont décidé de relever un défi : construire un Internet à la vitesse de la lumière.

S’ils pouvaient faire aller et venir les données plus rapidement, se demandaient-ils, pourraient-ils rendre la navigation sur le Web plus fluide et plus fluide, voire instantanée ?

L’équipe a présenté son approche le 6 avril lors du 19e Symposium USENIX sur la conception et la mise en œuvre de systèmes en réseau (NSDI ’22) à Renton, Washington.

Dans un projet co-dirigé par Brighten Godfrey à l’Université de l’Illinois, Gregory Laughlin à Yale et Ankit Singla à l’ETH Zurich, l’équipe envisage un réseau s’étendant à travers les États-Unis qui répond 10 à 100 fois plus rapidement que l’Internet normal.

S’il est déployé dans les 120 plus grandes villes, il pourrait donner à 85 % des Américains la possibilité de se connecter sur de grandes distances en temps quasi réel, comme s’ils se trouvaient dans la même pièce.

Le problème est que l’Internet d’aujourd’hui n’est pas optimisé pour la vitesse, a déclaré Maggs.

Compte tenu de la vitesse de la lumière, les données devraient théoriquement pouvoir être transmises à une vitesse maximale de 300 000 kilomètres par seconde. C’est un époustouflant 670 millions de miles à l’heure.

À ce rythme, le trafic Internet devrait pouvoir couvrir les 2 800 miles entre Los Angeles et New York en 15 millisecondes.

Mais la réalité est beaucoup plus lente. Maggs et son équipe ont montré que le déplacement même de petites quantités de données sur Internet, par exemple le simple téléchargement d’une page Web, prend souvent entre 37 et 100 fois plus de temps que prévu.

« Ça devrait être plus rapide, non ? dit Maggs.

Un grand coupable derrière le retard, disent-ils, est la façon dont le trafic Internet est acheminé.

Chaque fois que vous consultez vos e-mails, recherchez des informations sur Google ou parcourez les réseaux sociaux, des données sont envoyées et reçues via des centaines de milliers de kilomètres de câbles à fibres optiques enterrés, de minces brins de verre qui sont regroupés et transmettent des données sous forme d’impulsions de léger.

Mais ce système peut être inefficace. Les câbles enterrés doivent zigzaguer autour des montagnes et se frayer un chemin à travers le paysage en suivant les routes et les voies ferrées, les virages et les virages coûtant un temps précieux.

Le trafic Internet voyageant de la Suède vers la Croatie – une distance en voiture d’environ 1 300 miles – pourrait d’abord prendre un détour océanique de 8 000 miles via un routeur à New York.

“Les chemins de fibre ne suivent presque jamais une ligne droite entre deux emplacements”, a déclaré Maggs.

Ajoutez à cela le fait que les fournisseurs d’accès Internet acheminent souvent les données le long du chemin le moins cher, pas le plus rapide, voire en revenant en arrière pour économiser de l’argent.

“Cela signifie que le chemin sera plus détourné”, a déclaré Maggs.

Il y a une autre chose qui gêne. Lorsque les gens parlent de la vitesse de la lumière, ils parlent généralement de la vitesse de la lumière dans le vide. Lorsque la lumière traverse un milieu autre que le vide, comme l’air, l’eau ou le verre, elle ralentit.

La vitesse de la lumière dans le vide est de 300 000 kilomètres par seconde, mais elle ralentit aux deux tiers de cette vitesse dans le verre de silice, dont sont faits les câbles à fibre optique normaux.

“Ces choses s’aggravent et se multiplient”, a déclaré Maggs. C’est pourquoi, en ce qui concerne le temps de réponse sur l’autoroute de l’information, la limite de vitesse cosmique est loin d’être une réalité. Mais les chercheurs ont découvert qu’un petit coin de celui-ci s’en rapproche :

Au début des années 2010, un réseau sur mesure a été mis en place pour réduire de quelques millièmes de seconde le temps nécessaire aux opérateurs financiers pour envoyer des données entre le Chicago Mercantile Exchange et les bourses du New Jersey, soit environ 700- mile route traversant six États.

Ce laps de temps est imperceptible pour les humains. Mais c’est suffisant pour donner aux sociétés commerciales un avantage sur leurs rivaux sur le marché boursier, où recevoir des données même une milliseconde plus tôt peut faire la différence entre réaliser un profit ou perdre.

En analysant ce réseau spécialisé, l’équipe s’est demandé si elle pouvait utiliser des approches similaires pour réduire les retards Internet à l’échelle nationale.

Une partie de l’avantage du réseau commercial réside dans la manière dont les données sont transportées, a déclaré Maggs.

Au lieu de câbles enterrés, il réduit les temps de négociation en utilisant des transmissions radio micro-ondes pour transporter des données dans les airs, où les signaux peuvent voyager 50 % plus rapidement que la lumière à travers la fibre.

Le réseau fait également gagner du temps avec un raccourci. Contrairement aux câbles à fibres optiques, qui doivent contourner les obstacles en suivant la configuration du terrain, les signaux micro-ondes ne se plient pas, ils sont transmis en ligne droite. Cela raccourcit les trajets, leur permettant de faire des allers-retours entre le New Jersey et Windy City en huit millièmes de seconde.

Lors de tests, les chercheurs ont découvert que le réseau micro-ondes des opérateurs financiers était plus rapide que la fibre, même par mauvais temps, lorsque la pluie peut affaiblir le signal entre les tours.

La technologie est vieille de plusieurs décennies. Les recherches de l’équipe ont montré que quelque chose de similaire – des tours équipées d’antennes qui envoient des signaux micro-ondes dans les deux sens – pourrait être construit dans les plus grandes villes des États-Unis ou d’Europe, et pourrait réduire le décalage à moins de 5% de ce qui est possible à la vitesse de la lumière.

En supposant un budget hypothétique de 3 000 tours espacées d’environ 40 à 60 miles, l’équipe a trouvé le meilleur moyen de transmettre des signaux d’une tour à l’autre le long des chemins les plus courts possibles, et sans que des choses comme des collines, des bâtiments ou des arbres ne gênent.

Selon eux, le simple fait d’acheminer les données le long de routes plus droites et plus directes permettrait de cliquer sur un lien vers un site Web et de transmettre la demande à un serveur trois fois plus rapidement.

Et à un coût estimé de 81 cents par gigaoctet, la valeur potentielle d’un tel réseau dépasserait largement son prix. Les analyses coûts-avantages de l’équipe suggèrent que pour une entreprise comme Google, fournir des résultats de recherche à peine 200 millisecondes plus rapides signifierait 87 millions de dollars de bénéfices supplémentaires par an.

Mais ce qui est le plus excitant à ce sujet, selon les chercheurs, c’est le potentiel pour les personnes séparées par des centaines de kilomètres d’avoir l’impression d’interagir et de partager des informations en ligne en temps réel.

Des études suggèrent que les retards inférieurs à 30 millisecondes passent trop vite pour que la plupart des gens le remarquent. Si les scientifiques pouvaient réduire les temps de latence à moins que cela, ils pourraient les rendre pratiquement imperceptibles.

“Nous ne disons pas que nous pouvons faire fonctionner tout Internet à la vitesse de la lumière”, a déclaré Maggs. En effet, même si la transmission par micro-ondes peut être plus rapide que la fibre, en termes de capacité de charge, elle ne peut pas rivaliser.

Mais pour les applications où le timing est primordial, un tel réseau pourrait réduire le décalage à moindre coût que les services existants.

Pour les joueurs en ligne, qui envoient et reçoivent constamment des données pour jouer ensemble en temps réel, le routage du trafic via leur réseau pourrait réduire les temps de latence à un tiers de ce qui est possible avec Internet aujourd’hui.

Dans le cas de sa femme musicienne, a déclaré Maggs, elle et ses collègues de la côte ouest pourraient jouer ensemble en synchronisation sur Internet et s’entendre comme s’ils étaient dans la même salle de concert, sans remarquer de retard.

“Ce serait un peu comme décider quand utiliser la poste américaine et quand utiliser Federal Express”, a déclaré Maggs. “Il y a une énorme différence de coût et de performances. Il faudrait choisir uniquement les choses où la latence compte vraiment.”

Si vous ne faites que diffuser des films, vous ne vous en souciez peut-être pas. Mais pour Maggs, qui avait l’habitude de jouer à des jeux en ligne multijoueurs dans son enfance, “Quand j’envoie ma commande au serveur de jeu, où je viens d’appuyer sur F pour déclencher mes phasers, je veux que ça aille aussi vite que possible pouvez.”


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Plus d’information:
Debopam Bhattacherjee et al, cISP: A Speed-of-Light Internet Service Provider, (2022) est disponible au format PDF.

Fourni par Duke University

Citation: Une navigation Web qui semble instantanée, même si ce n’est pas le cas (13 avril 2022) récupéré le 13 avril 2022 sur https://techxplore.com/news/2022-04-web-surfing-instantaneous.html

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