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De la vitesse!

L'équipe de Sophie LaRochelle a mis au point un dispositif photonique dont la vitesse atteint des sommets inégalés

Par : Jean Hamann
Le modulateur intégré sur silicium conçu par les chercheurs fait à peine 3 millimètres de largeur. Cette minuscule puce permet des connexions de 114 Gbit/seconde entre les ordinateurs d'un réseau optique.
Le modulateur intégré sur silicium conçu par les chercheurs fait à peine 3 millimètres de largeur. Cette minuscule puce permet des connexions de 114 Gbit/seconde entre les ordinateurs d'un réseau optique.
Derrière les données que nous consommons chaque jour sur nos téléphones intelligents, tablettes ou ordinateurs se cache un univers de serveurs, d'ordinateurs et de composantes réseau d'une complexité insoupçonnée. Pour répondre aux besoins grandissants de la société, les Netflix, Google et Facebook de ce monde doivent trouver moyen d'augmenter la capacité de leur réseau, sans toutefois refiler une facture trop salée à leurs clients. Sophie LaRochelle, professeure au Département de génie électrique et de génie informatique, et ses collaborateurs pourraient bien avoir trouvé une partie de la solution à ce problème, si on en juge par un article qu'ils viennent de publier dans Optics Express, une revue de l'Optical Society of America. En effet, cette équipe vient de mettre au point un dispositif photonique – plus précisément un modulateur intégré sur silicium – dont la capacité de transmission atteint des vitesses inégalées.

Les modulateurs servent à convertir des données en signaux, qui sont transportés sur des ondes lumineuses voyageant par fibre optique. On en retrouve dans chacun des milliers d'ordinateurs des centres de données ou des clouds des grands joueurs de l'information. La vitesse de ces modulateurs est cruciale parce qu'elle limite le volume de données par seconde que peuvent s'échanger les composantes de ces réseaux. «En théorie, la capacité d'un réseau optique peut toujours être augmentée en ajoutant des fibres optiques, mais cette avenue entraîne des coûts et une congestion de l'espace dans les réseaux locaux qui deviennent de véritables spaghettis. L'autre solution consiste à transporter plus d'information sur chaque fibre optique existante et c'est ce que fait notre modulateur», explique la professeure LaRochelle, qui est aussi chercheuse au Centre d'optique, photonique et laser et titulaire de la Chaire de recherche du Canada en dispositifs photoniques d'avant-garde pour les communications.

Avec les approches habituelles, les modulateurs sur silicium permettent d'atteindre des vitesses de l'ordre de 60 Gbit/seconde dans les laboratoires et de 25 Gbit/seconde en conditions réelles d'utilisation. Sophie LaRochelle et ses collaborateurs ont repensé le design de cette composante, en gardant à l'esprit qu'il fallait pouvoir le produire en grand volume à l'aide de procédés de microfabrication déjà utilisés pour les composantes électroniques, afin que son coût de production soit concurrentiel. Le résultat de leur travail? Un modulateur de taille compacte, qui peut être produit à coût abordable et qui atteint des vitesses de 114 Gbit/seconde, ce qui en fait le modulateur intégré sur silicium le plus rapide sur la planète.

Ce modulateur a été conçu pour relier des ordinateurs installés à courtes distances. «Toutefois, en y apportant quelques modifications, il pourrait trouver des applications dans bien d'autres domaines de la communication optique, notamment les réseaux optiques déployés sur de grandes distances et les ordinateurs ultrarapides. La même technologie pourrait être appliquée aux biocapteurs», avance Sophie LaRochelle.

L'étude publiée dans la revue Optics Express est signée par Alexandre Delisle Simard, Benoît Filion et Sophie LaRochelle, du Département de génie électrique et de génie informatique, et par David Patel et David Plant, de l'Université McGill. CIENA et CMC Microsystems sont les partenaires industriels de ce projet financé par le CRSNG et PROMPT.

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