Les réseaux d'entreprise et les centres de données continuent d'augmenter leurs demandes de connectivité, avec des quantités de données toujours plus importantes qui devraient être transmises dans un avenir prévisible. Au cours des 20 dernières années, la technologie de la fibre optique a connu un énorme succès en nous apportant un rapide, Internet connecté à l'échelle mondiale. Offrir une plus grande capacité de transfert d'informations est essentiel pour répondre aux besoins futurs. Une avancée récente dans les structures de noyau de fibre promet de nous aider à atteindre cet objectif plus rapidement.

Fibres optiques monomodes, où la lumière se déplace le long d'une seule voie, approchent rapidement des limites de capacité sur les réseaux d'aujourd'hui. Les recherches sur ce sujet se sont concentrées sur l'ajout de voies de transmission supplémentaires au sein de ces fibres optiques. Les fibres multimodes – dont les cœurs peuvent supporter la propagation de multiples modes de lumière – peuvent sembler une solution évidente, mais souffrent de dispersion et de limitations sur un réseau long-courrier.

Maintenant, les chercheurs étudient la technologie de la fibre multicœur (MCF), placer plusieurs cœurs monomodes dans une seule fibre optique. L'augmentation du nombre de cœurs dans une fibre optique est un défi car l'ajout de cœurs entraîne des diamètres de fibre optique plus épais, qui souffrent de leurs propres limitations d'application.

Une équipe de recherche de NTT Access Network Service Systems Laboratories, Japon, ont développé une conception MCF, pour la première fois, avec 12 chemins de base. Les noyaux sont ensuite "couplés de manière aléatoire" de manière à pouvoir transmettre de plus grandes quantités de données via une fibre de diamètre standard de 125 micromètres. L'équipe NTT présentera ses conclusions à la conférence et exposition sur la communication sur la fibre optique (OFC), du 19 au 23 mars à Los Angeles, Californie, ETATS-UNIS.

« Les chemins à 12 cœurs dans une fibre optique avec un revêtement standard de 125 micromètres sont une nouvelle réalisation dans la technologie de transmission de réseau optique, " a déclaré l'ingénieur de recherche NTT, Taiji Sakamoto. « NTT a investi des ressources dans cette nouvelle technologie pour une utilisation dans les systèmes de transmission et les centres de données. Nous devons faire évoluer nos réseaux pour anticiper les futures demandes de bande passante.

Mais, Sakamoto a expliqué, Le développement du MCF comporte un certain nombre de défis. La première restriction au développement du MCF est spatiale. Les fibres doivent être déployées dans des espaces limités, comme des conduits souterrains, le respect des diamètres standard est donc une priorité.

Pour respecter les restrictions de taille, l'équipe a envisagé de développer le MCF avec de petits pas de base, ou des espacements, pour maximiser le nombre de cœurs dans la fibre. Compte tenu des limites de diamètres de fibres, les chercheurs de NTT ont utilisé un arrangement de noyaux couplés dans la gaine de 125 micromètres de la fibre. L'équipe a pu mettre dans le battant un total de 12 noyaux, les disposer avec une torsion spéciale des fibres dans un MCF à couplage aléatoire qui, selon les chercheurs de NTT, permettrait une capacité maximale.

Les chercheurs ont également exploré la disposition géométrique des noyaux à l'intérieur de la fibre. Parmi les trois possibilités :une disposition hexagonale à 19 noyaux, un arrangement circulaire à 10 noyaux, et un réseau carré à 12 noyaux. Ils ont conclu que la conception en treillis carré à 12 cœurs optimisait le mieux la densité spatiale, tout en maintenant le couplage de mode aléatoire.

Un défi urgent pour l'équipe de recherche s'appelle la dispersion des modes spatiaux (SMD), où les signaux se propagent dans le domaine temporel, rendant difficile la réalisation du DSP en temps réel qui est inévitable pour la mise en œuvre de la technologie de multiplexage par répartition spatiale dans le système réel. L'ajout de chemins principaux au sein d'une seule fibre augmente ces défis. Sakamoto et son équipe ont conclu qu'un MCF avec un arrangement de noyau couplé de manière aléatoire minimise la dispersion des modes spatiaux, ce qui réduit la complexité du DSP.

"La complexité du traitement du signal causée par le grand SMD est un problème sérieux. Notre article qui sera présenté à l'OFC expliquera comment nous réduisons le SMD pour le MCF avec plus de 10 cœurs, " ajouta Sakamoto.

Selon Sakamoto, l'étape suivante consiste à étudier l'évolutivité de leur MCF couplé de manière aléatoire. En cas de succès, il s'attend à ce que la technologie soit disponible pour les marchés à grande échelle dans une décennie environ. Le groupe continuera d'étudier le nombre maximal de cœurs pouvant être déployés avec un MCF couplé de manière aléatoire, tout en conservant son avantage clé de minimiser la dispersion des modes spatiaux et la complexité du traitement du signal.

« Nous avons connu le succès avec le MCF couplé de manière aléatoire, " a déclaré Sakamoto. " La prochaine étape consiste donc à découvrir comment nous pouvons réaliser plus de cœurs tout en maintenant le statut de couplage aléatoire, ce qui se traduit par une capacité encore plus grande par fibre. "