Une nouvelle méthode pour étudier les routes possibles de la fibre

Sep 05, 2023

Pour concrétiser notre vision du métaverse, nous devrons réinventer une infrastructure réseau capable de prendre en charge les plates-formes informatiques du futur. Bien que le métaverse soit encore loin, des éléments de celui-ci sont déjà en cours et nous collaborons déjà avec des entreprises de télécommunications du monde entier pour développer des réseaux de fibre optique à accès libre et partagé qui peuvent aider à soutenir ce travail. En partageant les coûts et en mettant la capacité du réseau à la disposition de l'ensemble des écosystèmes du marché, les réseaux ouverts contribuent à rendre un Internet abondant, abordable et de haute qualité accessible à un plus grand nombre de personnes aujourd'hui - et à terme, à tenir la promesse du métaverse.

Lorsque nous avons commencé à réfléchir à l'étude des itinéraires de fibre potentiels à travers la République démocratique du Congo (RDC), nous savions que les routes goudronnées (essentielles à la pose de ces câbles à fibre optique) étaient rares, ce qui signifiait que nous aurions besoin d'une approche différente pour rassembler un riche ensemble de données pour éclairer nos estimations des coûts de construction. En collaboration avec Sofrecom et ses partenaires Groupe CVA et SOTEK Group, nous avons mis en place une nouvelle technique d'étude de routage de fibre optique, qui s'appuie sur des pénétromètres dynamiques à cône (DCP) et des spectromètres à rayons gamma pour accélérer le processus d'étude et améliorer la précision des coûts. estimations pour la construction du réseau, ce qui permet aux entreprises de déterminer rapidement si un nouveau projet est réalisable.

Pour la plupart des projets Meta Fiber, nous travaillons avec des partenaires de l'industrie des télécommunications pour planifier et déployer des réseaux. Le processus commence par identifier les sites que Meta et nos partenaires aimeraient connecter, puis nous utilisons les données OpenStreetMap (OSM) avec nos outils de planification de réseau pour itérer sur les options d'itinéraire et sélectionner une conception optimale de niveau moyen (c'est-à-dire quelle route). Après avoir affiné davantage les conceptions en collaboration avec les partenaires du projet, nous passons à l'étape finale : terminer une conception de bas niveau (c'est-à-dire de quel côté de la route) en utilisant diverses techniques d'enquête sur le terrain destinées à recueillir des données sur les obstacles potentiels à la construction.

Dans le cadre du processus, nous cherchons également à déterminer la quantité de matériaux requis pour un projet ainsi que les méthodes de construction préférées. Avec ces données en main, nous pouvons ensuite estimer à la fois le temps et le coût de déploiement d'un réseau de fibre, qui sont tous deux des éléments clés pour évaluer la viabilité financière de tout projet.

Une façon d'améliorer la précision des estimations de coûts pour les réseaux de fibres souterrains consiste à classer les conditions du sol. Ceci est important, car le volume de sol à creuser est un facteur de coût majeur et la densité du sol en est un autre : plus le sol est dur, plus il faut d'efforts et plus le coût est élevé.

Une méthode courante pour recueillir des données sur la densité du sol consiste à utiliser un pénétromètre à cône dynamique (DCP). Cet appareil estime la densité du sol (mesurée en mégapascals) en corrélant la force nécessaire pour enfoncer une tige d'acier dans le sol avec la profondeur de tige obtenue par cette force. En frappant à plusieurs reprises la tige jusqu'à la profondeur souhaitée (par exemple, deux mètres), un profil de densité du sol de la surface à la profondeur finale peut être calculé. Un DCP est un instrument relativement peu coûteux et facile à utiliser, mais ce n'est pas un processus rapide. De plus, ses mesures sont très localisées, donc pour vraiment apporter de la valeur, il faut effectuer de nombreux tests - facilement des dizaines par kilomètre - ce qui ajoute du temps et des coûts importants à une enquête.

Une autre méthode d'estimation de la densité du sol consiste à recueillir des données avec un spectromètre à rayons gamma. Ce dispositif est assez courant dans l'industrie minière et tire parti du fait que des traces d'éléments radioactifs existent dans de nombreux minéraux. Un spectromètre peut détecter et mesurer les émissions de rayonnement gamma d'éléments tels que l'uranium, le thorium et le potassium. Ces données peuvent être analysées et utilisées pour estimer la densité du sol car la source de rayonnement et les niveaux de rayonnement dépendent de la composition du sol et de la taille des particules du sol. Bien que plus coûteuse et plus complexe qu'un DCP, la collecte de données avec un spectromètre est hautement automatisée et une personne peut être rapidement formée pour collecter des données pour un post-traitement et une analyse à distance par des géologues spécialisés.

Une autre force d'un spectromètre est sa capacité à détecter l'hétérogénéité du sol. Il peut identifier où se produisent les changements dans les conditions du sous-sol. Si les émissions sont similaires dans une zone, il est relativement sûr de conclure que le sol est homogène dans toute la zone. Ceci est important car les résultats du spectromètre nécessitent un étalonnage par rapport aux données de contrôle. Dans notre cas, les données de contrôle sont collectées via DCP.

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Les routes sont essentielles pour le développement rapide et rentable des réseaux de fibres optiques. L'enfouissement des câbles à fibres optiques le long des routes permet de déplacer facilement les matériaux, l'équipement et la main-d'œuvre nécessaires à l'installation d'un réseau. Les routes simplifient également les opérations futures, car les techniciens du réseau doivent revenir pour surveiller et entretenir la fibre pendant sa durée de vie de plus de 20 ans.

Cependant, les routes (et les ponts) sont coûteuses à construire et à entretenir. Cela est particulièrement vrai dans certains pays comme la RDC. Avec une vaste géographie de 2,3 millions de km2 (dont une grande partie est couverte de forêt tropicale et entrelacée de rivières et de ruisseaux) et un PIB annuel par habitant d'environ 1 000 dollars, la RDC a été en mesure de développer seulement 3 000 km de routes goudronnées (similaire au Luxembourg, un pays de 0,1 % de la taille de la RDC). Cela signifie que la logistique des projets de fibre en RDC est compliquée et coûteuse.

Ainsi, lorsque nous avons commencé à réfléchir à l'étude des itinéraires de fibre potentiels à travers la RDC, nous savions qu'une approche différente pourrait être nécessaire pour collecter un ensemble de données riche qui pourrait mieux éclairer nos estimations des coûts de construction. Nous sommes partis à la recherche d'une technique d'étude d'itinéraires innovante et disruptive et l'avons trouvée dans une solution proposée par Sofrecom et ses partenaires Groupe CVA et SOTEK Group.

En utilisant un DCP en conjonction avec un spectromètre monté sur un véhicule 4 × 4 à grand dégagement, nous avons créé un processus de classification de la densité du sol à grande vitesse :

De cette façon, le nombre de tests DCP pour l'enquête a été minimisé avec une collection relativement petite de résultats de tests DCP utilisés pour calibrer une grande quantité de données de spectromètre. Parallèlement aux mesures DCP, une application fonctionnant sur un appareil mobile avec GPS a été utilisée pour capturer des points de données d'enquête traditionnels tels que des obstacles de construction, ainsi que des zones écologiquement et culturellement sensibles. Grâce à ce processus, nous avons pu créer une carte détaillée du système d'information géographique combinant des données d'enquête typiques avec des informations détaillées sur l'état du sol, le tout sans prolonger la chronologie de l'enquête.

L'une des limites d'un spectromètre est qu'il ne peut pas être utilisé pour capturer des données sous des surfaces pavées, car les matériaux de l'asphalte et du béton comprennent certains des mêmes éléments radioactifs que ceux trouvés dans les sols, de sorte que tous les résultats seraient fortement faussés. Cependant, avec si peu de routes goudronnées en RDC, nous avons pu tourner les conditions routières à notre avantage.

L'économie est souvent un obstacle à la connectivité, encore plus dans les marchés émergents, où les coûts des projets sont souvent similaires à ceux des marchés développés. De plus, les rendements à court terme sont souvent réduits par rapport aux marchés développés, en raison de facteurs tels que la faible pénétration d'Internet et les revenus. Nous espérons que des méthodes telles que celles décrites ci-dessus réduiront les risques liés aux projets dans le monde entier grâce à des données fiables sur le terrain, aidant davantage de projets à surmonter les obstacles initiaux de leur analyse de rentabilisation et supprimant certaines des inconnues.

En utilisant cette technique, nous avons terminé l'étude de plus de 5 000 km de routes de fibre potentielles à travers la RDC, mais il est possible d'améliorer cette méthode. D'autres technologies telles que l'imagerie hyperspectrale et le géoradar sont également prometteuses en tant que techniques de collecte de données. Bien sûr, nous sommes leader en vision par ordinateur et en apprentissage automatique, des domaines très utiles pour traiter ce type d'enquête. Nos capacités dans ces domaines peuvent être appliquées à ces types d'ensembles de données pour aider les futures enquêtes sur les itinéraires en :

Au cours de la dernière décennie, nous avons investi des milliards de dollars aux côtés de partenaires de l'industrie des télécommunications pour améliorer la connectivité dans le monde entier. Ces efforts ouverts et collaboratifs incluent les échanges Internet et la colocation neutre vis-à-vis des opérateurs pour étendre les avantages de nos investissements fondamentaux dans les infrastructures telles que les câbles à fibres optiques et sous-marins. Nous avons vu de première main comment la collaboration à l'échelle de l'industrie peut améliorer et étendre la connectivité mondiale. Alors que nous aidons à jeter les bases du métaverse, nous continuerons à piloter des projets qui aideront à équiper les gens du monde entier pour prospérer dans cet avenir audacieux.

Nous tenons à remercier Ibrahima Ba, Fabrice Ouandji et Clive Van Hilten pour leur travail sur ce projet.