Roman 19

Des chercheurs japonais et australiens ont développé une nouvelle fibre optique multicœur capable de transmettre un débit record de 1,7 pétabits par seconde, tout en maintenant la compatibilité avec l'infrastructure de fibre existante. L'équipe, issue de l'Institut national japonais des technologies de l'information et des communications (NICT), de Sumitomo Electric Industries et de l'Université Macquarie de Sydney, en Australie, a réussi cet exploit en utilisant une fibre à 19 cœurs. Il s'agit du plus grand nombre de conducteurs regroupés dans un câble avec un diamètre de gaine standard de 0,125 millimètres.

"Nous pensons que 19 cœurs est le nombre pratique le plus élevé de cœurs ou de canaux spatiaux que l'on puisse avoir dans une fibre de diamètre de gaine standard tout en conservant une transmission de bonne qualité", déclare Georg Rademacher, qui a précédemment dirigé le projet pour les NTIC mais qui est récemment retourné en Allemagne pour y travailler. prendre une direction dans le domaine des communications optiques à l'Université de Stuttgart.

La plupart des câbles à fibres optiques utilisés aujourd'hui pour la transmission longue distance sont des fibres de verre monocœur et monomodes (SMF). Mais SMF approche de sa limite pratique alors que le trafic réseau augmente rapidement en raison des applications d’IA, de cloud computing et d’IoT. De nombreux chercheurs s'intéressent donc à la fibre multicœur en association avec le multiplexage par répartition spatiale (SDM), une technique de transmission permettant d'utiliser plusieurs canaux spatiaux dans un câble.

« La capacité de la nouvelle fibre à couplage aléatoire n’est pas si remarquable. Ce qui est remarquable, c'est qu'il utilise un revêtement standard. »—Govind Agrawal, Université de Rochester

Il existe deux types courants de fibres multicœurs (MCF). Dans les MCF faiblement couplés, les noyaux sont précisément séparés les uns des autres pour supprimer la diaphonie. Mais cela limite généralement le nombre de conducteurs pouvant entrer dans un câble.

Au lieu de cela, Sumitomo Electric a conçu et fabriqué des MCF couplés de manière aléatoire dans lesquels les noyaux sont intentionnellement disposés de manière aléatoire. Sans avoir besoin d’un espacement précis, les noyaux peuvent être rapprochés. Cela augmente la densité spatiale du câble et le nombre de conducteurs pouvant être utilisés. La disposition aléatoire élargit également l’interaction entre les noyaux, permettant à la lumière d’un noyau de se coupler à la lumière des autres noyaux à proximité. Comme l'explique Rademacher, un signal transmis dans l'un des cœurs du MCF de Sumitomo Electric utilise simultanément les 19 cœurs, de sorte que la fibre atteint une plus grande capacité de données en utilisant la densité de canaux spatiaux plus élevée disponible. Le traitement du signal numérique à entrées et sorties multiples (MIMO) est ensuite utilisé pour séparer et démoduler les signaux individuels à l'extrémité de réception.

Dix-neuf cœurs constituent « le point idéal car les canaux se comportent tous de la même manière, aidés par le couplage aléatoire qui permet de moyenner les fluctuations des propriétés de la fibre », explique Rademacher. Et par rapport aux MCF faiblement couplés, qui nécessitent un traitement du signal individuel pour chaque cœur, « seule une quantité minimale de traitement du signal numérique est nécessaire, ce qui réduit considérablement la consommation d'énergie ».

Cependant, des observateurs indépendants de l'industrie notent que d'autres chercheurs ont développé une fibre non standard comportant jusqu'à 32 cœurs et ont atteint 1 pétabit par seconde sur 200 kilomètres. « La capacité de la nouvelle fibre à couplage aléatoire n’est pas si remarquable. Ce qui est remarquable, c'est qu'il utilise un revêtement standard », explique Govind Agrawal, expert en optique à l'Université de Rochester, à New York.

En outre, Agrawal affirme que les cœurs faiblement couplés prenant en charge plusieurs modes ont atteint des capacités supérieures à 10 Pb/s. Encore une fois, il s'agissait d'une fibre de diamètre de gaine non standard et la distance était limitée à 11,3 km. « Cette approche nécessite également un traitement intensif du signal numérique hors ligne », ajoute-t-il.

L’utilisation de fibres non standard nécessiterait une réingénierie de l’infrastructure de fibre optique existante. En revanche, le MFC avec revêtement standard reste compatible avec les composants, équipements et systèmes optiques couramment utilisés et peut tirer parti des méthodes de production de masse de câbles existantes.