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Des chercheurs du Massachusetts Institute of Technology ont établi un nouveau record en matière de transmission de données depuis l’espace, avec un débit faramineux de 100 gigabits atteint par leur minuscule satellite laser TBIRD (TeraByte InfraRed Delivery).
Le dispositif TBIRD
Bien supérieur à celui offert par les satellites Starlink (jusqu’à 500 mégabits par seconde pour les clients premium) ou les dispositifs embarqués par la Station spatiale internationale (plafonnant à 600 mégabits par seconde), ce taux de transmission de données inégalé repose en grande partie sur l’utilisation d’un laser. Alors que la plupart des satellites communiquent avec les stations terrestres à l’aide d’ondes radio, le faisceau émis par TBIRD peut transmettre jusqu’à 1 000 fois plus de données à chaque transmission.
Pour établir ce record, les ingénieurs du MIT ont dû surmonter un certain nombre de défis inhérents à la technologie laser, notamment la taille beaucoup plus étroite des faisceaux (nécessitant un alignement précis de l’émetteur et du récepteur), et la tendance de l’atmosphère à déformer ce type de signal lumineux (entraînant une perte de données).
À peine plus grand qu’une boîte à chaussures, le dispositif TBIRD se compose de trois éléments principaux : un modem optique à haute vitesse, un amplificateur de signaux optiques et un support de stockage. Le problème de la perte de données a pu être résolu grâce au développement d’une nouvelle version du protocole ARQ (Automatic Repeat Request), permettant au récepteur d’une station terrestre de signaler à l’émetteur les paquets de données (ou trames) spécifiques qu’il a manqués, afin que le satellite puisse les renvoyer.
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— Hacker News (@Hacker__News) December 7, 2022
« Habituellement, lorsque le signal est perdu, les données peuvent être retransmises, mais cela se fait de manière inefficace, impliquant une importante perte de débit », explique Curt Schieler, qui a supervisé la conception de TBIRD. « Avec notre protocole ARQ, le récepteur indique au [satellite] quelles trames il a reçues correctement, de sorte que le [satellite] sait lesquelles retransmettre. »
Une position ajustée en temps réel
En ce qui concerne l’alignement, TBIRD ne s’encombre pas d’un cardan pour diriger son faisceau laser : il utilise un système de signalisation d’erreur personnalisé qui ajuste en temps réel la position de l’appareil pour l’orienter précisément vers le récepteur, ce qui a permis d’alléger le dispositif.
Si sa mission initiale, consistant à transmettre rapidement d’énormes quantités de données par laser entre l’espace et la Terre, a été accomplie avec brio, ses créateurs espèrent prochainement doubler son débit.
« Nous envisageons d’augmenter les débits à 200 gigabits par seconde, ce qui permettrait la liaison descendante de plus de 2 téraoctets de données [soit l’équivalent de 1 000 films haute définition] via un seul passage de cinq minutes au-dessus d’une station terrestre », détaille Jade Wang, responsable du programme TBIRD.