Le Japon établit un nouveau record et rapproche le monde d'un internet 100 000 fois plus rapide que les vitesses actuelles,

Il transmet des données à l'aide d'un câble de fibre optique standard

Ces dernières années, des fibres avancées ayant le même diamètre de gaine que les fibres optiques monomodes standard, mais capables de supporter des chemins de propagation multiples ont été conçues. L'Institut de recherche sur les réseaux de l'Institut national des technologies de l'information et des communications (NICT) a établi plusieurs records mondiaux en construisant divers systèmes de transmission à l'aide de nouvelles fibres optiques et ont réussi, en décembre 2020, la première démonstration de transmission de 1 pétabit par seconde dans une fibre de diamètre standard en utilisant une fibre optique à 15 modes.

Ces fibres peuvent multiplier la capacité de transmission tout en restant compatibles avec les procédés de fabrication existants et sont apparues comme un candidat probable pour l'adoption commerciale à court terme de ces technologies de communication transformatrices. Cependant, ces fibres nécessitent un traitement complexe des signaux numériques MIMO (entrées multiples, sorties multiples) pour démêler les signaux qui sont mélangés pendant la transmission, et le déploiement pratique devrait nécessiter le développement à grande échelle de circuits intégrés dédiés.

Schéma du système de transmission nouvellement développé

1. Onde lumineuse comprenant 801 longueurs d'onde différentes provenant d'une source lumineuse en peigne optique et d'étapes d'amplification et de traitement du spectre ;
2. Une modulation à double polarisation - 256 QAM est appliquée à la lumière à longueurs d'onde multiples avec des retards de parcours pour les canaux voisins afin d'émuler des flux de données indépendant ;
3. La séquence de signaux à longueurs d'onde multiples est partagée entre les cœurs du MCF à 4 cœurs avec des retards optiques à nouveau utilisés pour émuler des flux de données indépendants ;
4. Transmission sur 51,7 km de MCF à 4 cœurs. Afin de compenser la perte de transmission du signal, l'amplification Raman se produit le long de la fibre avec une lumière de pompage injectée dans un nouveau combinateur de pompe en espace libre connecté à la fibre ;
5. Le signal de chaque cœur est reçu, et les performances de transmission sont évaluées.

Notons que dans les transmissions multimodes dans lesquelles le temps d'arrivée d'un signal optique diffère selon le mode, le traitement MIMO est presque toujours nécessaire dans le traitement du récepteur. MIMO est une technique de traitement du signal utilisée pour éliminer les interférences par trajets multiples dans les communications sans fil et est utilisée pour éliminer les interférences entre différents signaux optiques se propageant dans la même fibre optique dans les communications optiques. La charge du traitement MIMO augmente en fonction de la différence de vitesse de propagation de chaque mode, et de la séparation des modes, ce qui signifie qu'il devient progressivement plus difficile à mesure que la distance de transmission augmente.

Le tout nouveau record établi par NICT est non seulement plus rapide que les tentatives précédentes, mais il transmet des données à l'aide d'un câble de fibre optique standard, ce qui signifie qu'il s'agit d'une technologie potentiellement disponible pour une utilisation immédiate et à grande échelle. Le pétabit (PiB) désigne l'unité de données, et 1 PiB équivaut à 1 000 000 de gigabits (GiB). Ce nouveau record pourrait ouvrir la voie à de nouvelles vitesses d'accès à l'internet à domicile, 100 000 fois plus rapides que celles des services les plus rapides actuellement disponibles sur le marché.

Avec cette puissance, 1 pétabit par seconde signifierait 10 millions de canaux de diffusion 8K par seconde, ce qui permettrait de couvrir en direct tous les coins du monde sans pratiquement aucun temps mort. NICT a construit le système de transmission à l'aide d'un MCF à 4 fils avec un diamètre de gaine standard de 0,125 mm, de la technologie WDM et de systèmes d'amplification optique mixtes. Le système a permis la transmission de 1,02 pétabit par seconde sur 51,7 km.

Bien avant, un débit de 610 térabits par seconde avait été atteint dans une fibre similaire, mais en utilisant uniquement une partie de la bande S. Dans cette expérience, en élargissant la largeur de bande de l'amplification Raman à la totalité de la bande S et en utilisant des amplificateurs à fibre dopée au thulium (TDFA) personnalisés pour la bande S et des amplificateurs à fibre dopée à l'erbium (EDFA) à bande L étendue, l’équipe a pu utiliser un spectre optique record de 20 THz avec un total de 801 canaux de longueur d'onde espacés de 25 GHz, chacun avec une modulation à double polarisation-256 QAM pour une densité spectrale élevée dans toutes...