Nouveau record de vitesse établi pour la fibre optique standard de l'industrie

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Crédit image : Christoph Burgsteet/Shutterstock.com

Une équipe de chercheurs de l'Institut national des technologies de l'information et des communications (NTIC) et Sumitomo Electric Industries (SEI) en collaboration avec l'Université de technologie d'Eindhoven, l'Université de L'Aquila et l'Université Macquarie a développé une fibre optique à 19 cœurs avec une capacité de transmission record, qui pourrait potentiellement augmenter la capacité des réseaux sous-marins et d'autres réseaux longue distance à grande capacité.

La fibre à 19 cœurs avec un diamètre de gaine standard (0,125 mm) avec un diamètre de gaine standard (0,125 mm) a le plus grand nombre de cœurs parmi les fibres multicœurs à diamètre de gaine standard. Ceci a été réalisé grâce à l'optimisation de la structure et de la disposition du cœur, permettant à la fibre d'accueillir les cœurs dans le diamètre de gaine standard, tout en réalisant un couplage aléatoire entre les cœurs (chemins de signal optique) et en supprimant les différences de caractéristiques de propagation. Il a démontré une transmission de grande capacité à un débit de données de 1,7 Pb/s sur une distance de 63,5 km.

L'équipe a utilisé une conception de fibre multicœur à couplage aléatoire pour obtenir une densité de cœur élevée, ainsi qu'un traitement numérique du signal (DSP) à entrées multiples et sorties multiples (MIMO) pour éliminer les interférences de signal entre les cœurs.

SEI a conçu et fabriqué la fibre à 19 cœurs à couplage aléatoire avec un diamètre de gaine standard, tandis que NICT a construit un système de transmission optique pour recevoir simultanément des signaux à 19 cœurs à un débit de symboles élevé. L'expérience a utilisé des bandes de longueur d'onde couramment utilisées (C et L) et des signaux 64QAM multiplexés en polarisation.

L'Université Macquarie a fourni un multiplexeur et un démultiplexeur à noyau tridimensionnel inscrit au laser, qui peut être utilisé comme interface avec des fibres optiques monomodes conventionnelles. La puce de verre imprimée au laser en 3D permet un accès à faible perte aux 19 flux de lumière transportés par la fibre et assure la compatibilité avec les équipements de transmission existants.

Puce de verre imprimée au laser en 3D de l'Université Macquarie (Crédit : Université Macquarie)

Le Dr Simon Gross de l'école d'ingénierie de l'Université Macquarie explique : « Nous pourrions augmenter la capacité en utilisant des fibres plus épaisses. Mais des fibres plus épaisses seraient moins flexibles, plus fragiles, moins adaptées aux câbles longue distance et nécessiteraient une réingénierie massive de l'infrastructure de fibre optique. . Nous pourrions simplement ajouter plus de fibres. Mais chaque fibre ajoute des frais généraux et des coûts d'équipement et nous aurions besoin de beaucoup plus de fibres. Ici, à l'Université Macquarie, nous avons créé une puce de verre compacte avec un motif de guide d'ondes gravé dessus par un laser 3D technologie d'impression. Elle permet d'alimenter simultanément les signaux dans les 19 cœurs individuels de la fibre avec de faibles pertes uniformes. D'autres approches entraînent des pertes et un nombre limité de cœurs. Travailler avec les leaders japonais de la technologie des fibres optiques a été passionnant. J'espère nous verrons cette technologie dans les câbles sous-marins d'ici cinq à dix ans."

Les chercheurs ont déclaré que les résultats de vitesse et de distance démontrent la possibilité de réduire considérablement la consommation d'énergie du MIMO DSP dans les systèmes internationaux, par rapport à la transmission par fibre multimode. On espère que cette technologie de fibre contribuera aux futurs réseaux de communication optique longue distance et à grande capacité.

Des chercheurs des NTIC ont également établi un record mondial de vitesse Internet à 319 Tb/s.

Référence

G. Rademacher, M. van den Hout, RS Luís, BJ Puttnam, G. Di Sciullo, T. Hayashi, A. Inoue, T. Nagashima, S. Gross, A. Ross-Adams, MJ Withford, J. Sakaguchi, C. Antonelli, C. Okonkwo et H. Furukawa, "Randomly Coupled 19-Core Multi-Core Fiber with Standard Cladding Diameter", dans Optical Fiber Communication Conference (OFC) 2023, Technical Digest Series (Optica Publishing Group, 2023), papier Th4A.4.