La fibre optique standard la plus rapide de l’industrie : 1,7 pétabits, soit plus de 10 millions de connexions haut débit à domicile. Inventé au Japon avec le soutien de l’Université Macquarie

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Une fibre optique de l’épaisseur d’un cheveu humain peut désormais transporter l’équivalent de plus de 10 millions de connexions Internet rapides à domicile fonctionnant à pleine capacité.

Une équipe de chercheurs japonais, australiens, néerlandais et italiens a établi un nouveau record de vitesse pour une fibre optique standard de l’industrie, atteignant 1,7 pétabits sur une longueur de fibre de 67 km. La fibre, qui contient 19 cœurs pouvant chacun transporter un signal, répond aux normes mondiales de taille de fibre, garantissant qu’elle peut être adoptée sans modification massive de l’infrastructure. Et il utilise moins de traitement numérique, ce qui réduit considérablement la puissance requise par bit transmis.

Les chercheurs de l’Université Macquarie ont soutenu l’invention en développant une puce en verre imprimée au laser en 3D qui 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.

La fibre a été développée par l’Institut national japonais des technologies de l’information et des communications (NICT, Japon) et Sumitomo Electric Industries, Ltd. (SEI, Japon) et le travail a été réalisé en collaboration avec l’Université de technologie d’Eindhoven, Université de L’Aquila , et l’Université Macquarie.

Tout le trafic Internet mondial passe par des fibres optiques d’une épaisseur de 125 microns chacune (comparable à l’épaisseur d’un cheveu humain). Ces fibres standard de l’industrie relient les continents, les centres de données, les tours de téléphonie mobile, les stations terrestres satellites et nos maisons et entreprises.

Dès 1988, le premier câble sous-marin à fibre optique traversant l’Atlantique avait une capacité de 20 Mégabits soit 40 000 appels téléphoniques, en deux paires de fibres. Connu sous le nom de TAT 8, il est venu juste à temps pour soutenir le développement du World Wide Web. Mais il était bientôt à pleine capacité.

La dernière génération de câbles sous-marins comme le câble Grace Hopper, entré en service en 2022, transporte 22 térabits dans chacune des 16 paires de fibres. C’est un million de fois plus de capacité que TAT 8, mais ce n’est toujours pas suffisant pour répondre à la demande de streaming TV, de vidéoconférence et de toutes nos autres communications mondiales.

« Des décennies de recherche sur l’optique dans le monde entier ont permis à l’industrie de transmettre de plus en plus de données via des fibres uniques », déclare le Dr Simon Gross de la faculté d’ingénierie de l’Université Macquarie. « Ils ont utilisé différentes couleurs, différentes polarisations, la cohérence de la lumière et de nombreuses autres astuces pour manipuler la lumière. »

La plupart des fibres actuelles ont un seul noyau qui transporte plusieurs signaux lumineux. Mais cette technologie actuelle est pratiquement limitée à seulement quelques Terabits par seconde en raison des interférences entre les signaux.

« 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 », explique le Dr Gross.

« 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. »

Pour répondre à la demande en croissance exponentielle de transfert de données, les entreprises de télécommunications ont besoin de technologies qui offrent un plus grand flux de données à moindre coût.

La nouvelle fibre contient 19 cœurs qui peuvent chacun transporter un signal.

« Ici, à l’Université Macquarie, nous avons créé une puce de verre compacte avec un motif de guide d’ondes gravé dessus par une technologie d’impression laser 3D. Il permet d’alimenter simultanément les signaux dans les 19 cœurs individuels de la fibre avec de faibles pertes uniformes. Autres approches sont avec perte et limités dans le nombre de cœurs », explique le Dr Gross.

« Travailler avec les leaders japonais de la technologie de la fibre optique a été passionnant. J’espère que nous verrons cette technologie dans les câbles sous-marins d’ici cinq à 10 ans.

Un autre chercheur impliqué dans l’expérience, le professeur Michael Withford de l’École des sciences mathématiques et physiques de l’Université Macquarie, estime que cette percée dans la technologie de la fibre optique a des implications considérables.

« La puce optique s’appuie sur des décennies de recherche en optique à l’Université Macquarie », déclare le professeur Withford. « La technologie brevetée sous-jacente a de nombreuses applications, notamment la recherche de planètes en orbite autour d’étoiles lointaines, la détection de maladies et même l’identification de dommages dans les canalisations d’égouts. »

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