Le Japon établit un nouveau record de vitesse pour l'internet, 4 millions de fois plus rapide que les vitesses moyennes à large bande

Capable de télécharger l'intégralité de Netflix en seulement une seconde

Le Japon établit un nouveau record de vitesse pour l'internet, 4 millions de fois plus rapide que les vitesses moyennes à large bande, capable de télécharger l'intégralité de Netflix en seulement une seconde

Des chercheurs japonais ont annoncé avoir établi un nouveau record mondial de vitesse pour l'internet, en transmettant plus de 125 000 gigaoctets de données par seconde sur une distance de 1 802 kilomètres. Cela représente environ 4 millions de fois la vitesse moyenne de l'internet aux États-Unis et permettrait de télécharger l'intégralité de l'Internet Archive en moins de quatre minutes, selon des estimations approximatives. L'équipe a développé une nouvelle forme de fibre optique pour envoyer des informations à des vitesses révolutionnaires sur une distance à peu près équivalente à celle qui sépare New York de la Floride.

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) du japon 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.

Récemment, des chercheurs japonais ont annoncé avoir établi un nouveau record mondial de vitesse pour l'internet, en transmettant plus de 125 000 gigaoctets de données par seconde sur une distance de 1 802 kilomètres. Cela représente environ 4 millions de fois la vitesse moyenne de l'internet aux États-Unis et permettrait de télécharger l'intégralité de l'Internet Archive en moins de quatre minutes, selon des estimations approximatives. C'est également plus de deux fois le précédent record mondial de 50 250 Go/s, établi par une autre équipe de scientifiques en 2024.

Pour atteindre cette nouvelle vitesse - qui n'a pas été vérifiée de manière indépendante - l'équipe a développé une nouvelle forme de fibre optique pour envoyer des informations à des vitesses révolutionnaires sur une distance à peu près équivalente à celle qui sépare New York de la Floride.


La capacité de transmission de données de ce nouveau type de fibre optique est équivalente à celle de 19 fibres optiques standard. La nouvelle fibre optique est mieux adaptée à la transmission longue distance que les câbles existants, car les centres des 19 fibres interagissent avec la lumière de la même manière, de sorte qu'ils rencontrent moins de fluctuations lumineuses, ce qui réduit la perte de données.

Le nouveau câble comprime 19 fibres distinctes dans un diamètre de 0,127 millimètre, ce qui correspond à l'épaisseur de la plupart des câbles à fibre unique déjà utilisés. Cet effort signifie que le nouveau câble peut transmettre plus de données en utilisant l'infrastructure existante.

En mars 2023, la même équipe a atteint des vitesses de transmission similaires, mais sur moins d'un tiers de la distance couverte par la nouvelle réalisation. Selon le communiqué, les principaux obstacles à l'augmentation de la portée étaient la réduction de la perte de données, qui peut se produire sur de longues distances, et la recherche d'un moyen d'amplifier les données. La résolution de ces problèmes a permis d'augmenter la puissance du signal, ce qui a permis aux données de parcourir une plus grande distance.

Pour cette démonstration, les données sont passées 21 fois par un système de transmission et ont finalement atteint un récepteur de données après avoir parcouru l'équivalent de 1 802 kilomètres. Ce record témoigne des progrès technologiques réalisés dans le développement de systèmes de communication optique longue distance, de grande capacité et évolutifs, qui pourraient répondre à la demande mondiale croissante de données, selon le communiqué.

Le volume du trafic de données à l'échelle mondiale devrait augmenter considérablement dans un avenir proche, de sorte qu'une nouvelle infrastructure de communication pourrait s'avérer nécessaire, selon le communiqué. L'équipe espère ensuite explorer les applications pratiques dans le domaine des télécommunications.


Contexte

La recherche sur de nouveaux types de fibres optiques et de systèmes de transmission optique qui dépassent les limites de la transmission par fibre optique conventionnelle est activement poursuivie dans le monde entier. Un exemple de ce type de fibres est la fibre optique multi-cœur, où plusieurs cœurs partagent une gaine commune afin de multiplier le débit de transmission.

Au cours de la dernière décennie, le NICT a fait la démonstration d'une transmission à grande distance et à haute capacité en utilisant diverses fibres optiques à diamètre de gaine standard. Le record précédent du produit capacité-distance a été atteint avec une fibre à 4 cœurs non couplée pour transmettre 0,138 pétabits par seconde sur 12 345 km. Étant donné le nombre relativement faible de cœurs, cette démonstration a nécessité l'extension de la bande de transmission à la bande S, qui n'est généralement pas disponible pour les systèmes commerciaux de transmission à longue distance.

Par ailleurs, des méthodes de transmission utilisant des fibres optiques multimodes ou des fibres optiques multicœurs couplées font l'objet de recherches et de développements en tant que technologies de transmission à haute capacité de la prochaine génération, qui dépassent la limitation du nombre de cœurs des fibres optiques multicœurs non couplées, en partant du principe que les interférences entre les cœurs ou les modes peuvent être éliminées par le traitement numérique des signaux MIMO au niveau du récepteur.

À ce jour, les NTIC ont atteint une capacité et une distance de transmission de 0,273 pétabits par seconde et de 1 001 km en utilisant une fibre optique à 15 modes avec un diamètre de gaine standard. Ce résultat a été principalement limité par les propriétés des fibres optiques multimodes, où de grandes différences dans les caractéristiques de propagation pour chaque mode brisent leur orthogonalité, empêchant la récupération numérique complète du signal à l'aide de MIMO.

La transmission par fibre optique multicœur couplée est plus adaptée à la transmission longue distance car les cœurs de ces fibres ont tous les mêmes caractéristiques de propagation de la lumière, mais la transmission sur une ancienne génération de fibre à 19 cœurs couplés était limitée à 1,7 pétabits par seconde sur une distance relativement courte de 63,5 km. La réduction de la perte des fibres à 19 cœurs et la réalisation de fonctions de répéteurs d'amplification optique pour la transmission sur de longues distances ont constitué des défis majeurs.


Réalisations

Sumitomo Electric était responsable de la conception et de la fabrication d'une fibre optique couplée à 19 cœurs avec un diamètre de gaine standard (voir figure 1) et, en optimisant la structure et la disposition des cœurs, de la réduction des pertes de la fibre optique dans plusieurs bandes de longueur d'onde (bande C et bande L). Le NICT et l'équipe internationale étaient responsables du développement et de la démonstration d'un système de transmission capable d'amplifier les signaux de 19 cœurs simultanément, atteignant une capacité de transmission et une distance de 1,02 pétabits par seconde et de 1 808 km.

Le système de transmission se compose d'un émetteur et d'un récepteur, et d'un ensemble de 19 boucles de transmission à recirculation. Chaque boucle passait par un cœur d'une fibre optique de 86,1 km et 19 cœurs, avec des combinateurs et des séparateurs de signaux, un ensemble d'amplificateurs optiques et un commutateur de contrôle. Les amplificateurs ont été utilisés pour amplifier le signal avant sa transmission dans la fibre à 19 cœurs et pour compenser sa perte après la transmission.

Pour cette démonstration, les signaux ont parcouru 21 fois la boucle de recirculation, pour une distance de transmission totale de 1 808 km. Chaque amplificateur était en fait composé de deux dispositifs plus petits afin d'amplifier séparément les bandes C et L. Cela a permis d'obtenir un total de 180 longueurs d'onde. Cela a permis d'obtenir un total de 180 longueurs d'onde dans les bandes C et L, chacune utilisant des signaux 16QAM.

Après la transmission, les signaux de tous les noyaux étaient reçus simultanément par un récepteur à 19 canaux. Un processeur de signaux numériques a éliminé les interférences entre les cœurs à l'aide d'un sous-système MIMO et a calculé le débit de données disponible du système. La capacité de transmission totale a dépassé 1 pétabit par seconde et la distance de transmission totale était de 1 808 km, ce qui équivaut à peu près à la distance entre Sapporo et Fukuoka, entre le Missouri et le Montana ou entre Berlin et Naples, et il a été démontré qu'elle peut être appliquée à des réseaux reliant de grandes villes. Converti en produit de la capacité de transmission et de la distance, qui est une mesure courante de la capacité de transmission, il est de 1,86 exabits par seconde-km, ce qui constitue un record mondial pour les fibres optiques à diamètre de gaine standart.


Voici les commentaires du NICT sur les perspectives d'avenir :

Source : NICT

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