Avoir la fibre optique chez soi c’est avoir un accès à internet plus rapide et de fait les câbles électriques deviennent peu à peu obsolètes pour la transmission des données. Qu’est-ce qui explique cette supériorité ?

Cet article est le sixième de la série « Côté sciences», dans laquelle est traité une à deux fois par semaine un sujet geek et scientifique qu’il soit d’actualité ou que j’ai simplement envie d’en parler.

Comme pour l’article d’il y a quelques semaines sur « Comment Internet traverse les océans ? » j’ai commencé par demander à mes proches leur avis sur la question de la supériorité de la fibre optique par rapport à nos bon vieux câbles électriques concernant les transmissions de données et notamment pourquoi Internet est nettement plus « rapide » avec la fibre.

Quelques réponses impliquant « moins d’erreurs » ont fait écho au travers de nombreux « bah facile, la lumière va plus vite que l’électricité ». Si contrairement à la seconde, la première réponse n’est pas fausse, il n’en reste pas moins que la vraie différence majeur n’est ni l’une ni l’autre.

Fibreoptic.rotated Côté sciences : pourquoi la fibre optique est plus rapide que les câbles électriques ?
Fibres optiques (Wikimedia Commons)

Vitesse ou débit ?

Voila le coeur du problème, on parle souvent d’un accès internet rapide ou non ce qui laisse à penser que la variable importante est la vitesse. La vitesse de l’information dans le câble est en fait globalement la même entre fibre optique et câble en cuivre (environ 75% de la vitesse de la lumière dans le vide).

Mais la vraie vitesse qui compte est la vitesse de chargement de la page sur votre ordinateur, pas celle dans le câble ! Pour une quantité d’information donnée, ce n’est pas la vitesse avec laquelle elle vient du serveur à chez vous qui compte mais le débit avec lequel l’information arrive.

Imaginez que l’eau soit de l’information et ce qui vous intéresse c’est d’en recevoir le plus possible. Entre un ruisseau de 2 m de large et un fleuve de 100 m de large (même si l’eau du ruisseau va plus vite que celle du fleuve) c’est bien le fleuve qui va vous apporter une quantité incomparablement plus grande d’eau par unité de temps.

C’est donc le débit et pas la vitesse qui est la variable explicative de la qualité de votre connexion internet.

Débit et fréquence

Si l’analogie avec la rivière est parlante, elle n’explique pas vraiment ce qu’est la « largeur du cours d’eau » pour les informations. En effet, les fibres optiques ne sont pas plus grosses qu’un câble, elle sont même nettement plus petites (9μm pour les fibres longue distance monomode).

Pour comprendre, il faut se rappeler que l’information est codée pour être transmise. L’internet que l’on reçoit n’est fait que de 0 et 1. Pour les câbles électriques il existe différentes manières de faire des 0 et des 1 avec par exemple un niveau haut ou bas de tension (Schéma récapitulatif ici) et pour la lumière c’est plus simple : lumière = 1, pas de lumière = 0.

Le débit d’information est donc le nombre de 0 et de 1 que l’on arrive à caser par seconde soit la fréquence d’émission. C’est ce que vous pouvez voir sur le schéma ci-dessous. En une seconde sur le diagramme de gauche on passe l’information « 0 1 0 1 0 1 » (5 bits) alors qu’à droite on en passe le double dans le même temps.

frequence 590x292 Côté sciences : pourquoi la fibre optique est plus rapide que les câbles électriques ?

Or il se trouve que le courant électrique commence à se comporter mal si on augmente trop sa fréquence notamment en terme d’atténuation du signal. L’atténuation correspond à la perte progressive du signal avec la distance parcourue. C’est d’ailleurs pour ça que sans fibre optique, le débit de votre connexion à la maison dépend de votre distance à la « boite de dégroupage ADSL » à partir de quelques km la liaison devient trop mauvaise pour avoir une haute fréquence donc un bon débit.

La fibre optique au contraire a de très bonnes propriétés de conservation du signal (en monomode en tout cas mais je ne vais pas rentrer dans les détails) ce qui permet des liaisons à plusieurs centaines de km sans perte de qualité et ce même à très haute fréquence. La lumière est en plus très peu sensible à des facteurs extérieurs perturbant le signal alors que les champs électromagnétiques peuvent provoquer des erreurs dans un câble en cuivre.

Bref, voilà pour un aperçu de ces deux technologies qui vous permettent de lire cet article ! Il reste évidemment des milliards de choses à dire et pour plus de détails je vous invite à zieuter la pages Wikipedia sur la fibre optique, ainsi que cette très bonne page sur les réseaux.