Le volume de trafic de données traversant les réseaux de fibre optique du monde augmente de plus de 40 % par an, à mesure que les services gourmands en données comme le streaming audio et vidéo deviennent de plus en plus populaires. Pour que les futurs réseaux aient la capacité de faire face à ce trafic en constante augmentation, et gérer également les applications émergentes qui le stimuleront encore plus - des voitures connectées à la vidéo HD mobile et à l'Internet des objets - les technologies qui alimentent les réseaux optiques longue distance auront besoin d'une mise à niveau majeure au milieu des années 2020.

Certains des fondements clés pour cela ont maintenant été posés par des ingénieurs travaillant dans SAFARI, un projet de collaboration entre l'UE et le Japon. La partie UE était dirigée par le coordinateur du projet Toshio Morioka de l'Université technique du Danemark, tandis que la partie japonaise était dirigée par le coordinateur du projet, le Dr Yutaka Miyamoto de NTT Corporation, Tôkyô.

Photons torpillés

La principale mesure nécessitant une grande amélioration dans les réseaux de transport optique (OTN) à base de laser est le débit de données - le nombre de bits de données par seconde qu'ils peuvent transporter encodés dans des faisceaux laser. Les fibres optiques individuelles d'aujourd'hui fonctionnent à plusieurs dizaines de térabits par seconde, mais cela ne suffira pas. « Pour prendre en charge les énormes demandes de capacité à venir, des réseaux de transport de capacité beaucoup plus élevée avec des vitesses de fibre évolutives jusqu'au pétabit par seconde seront nécessaires, " dit Morioka.

Pour que cela se produise, les collaborateurs de SAFARI ont innové sur plusieurs fronts, tant au niveau du contrôle global du réseau que des composants porteurs de lumière, pour produire des blocs de construction pour les futurs OTN qui peuvent augmenter leurs vitesses d'aujourd'hui 1013 (dizaines de térabits) à 1015 (petabits) par seconde.

La première innovation de SAFARI a été de développer des fibres optiques multicœurs ultra-denses avec 30, 32 ou 37 noyaux porteurs de lumière à l'intérieur plutôt que le noyau unique utilisé aujourd'hui. Ce qui leur a permis de créer ce nombre de cœurs record du monde, dit Morioka, travaillait sur un moyen d'empêcher la lumière d'un cœur de s'infiltrer dans un autre et de provoquer des interférences de signal qui auraient un impact négatif sur la bande passante. "Les fibres ont un très haut degré de suppression de la diaphonie, " il dit.

Dans la matrice

Lorsque vous parcourez de grandes distances de 1000 km ou plus, la lumière circulant dans cette matrice complexe de noyaux perd de la puissance et doit être augmentée à intervalles réguliers. Pour le faire de manière économe en énergie, l'équipe du projet a développé des amplificateurs à fibre optique multicœurs, à base d'erbium et d'ytterbium, qui peut être épissé directement dans la nouvelle fibre multicœur, permettant une transmission avec compensation de perte sur de longues distances. "Nous avons battu des records de nombre de noyaux, et a permis une réduction de la consommation d'énergie pour les amplificateurs optiques en ligne, améliorer l'efficacité énergétique des futurs OTN, " dit Morioka.

Mais il ne s'agit pas que de guides d'ondes :les opérateurs télécoms doivent également être capables d'allouer et d'optimiser dynamiquement des ressources réseau supplémentaires, tout en maintenant la qualité, pour répondre à une demande croissante, comme toute une nation qui veut regarder la finale de "Game Of Thrones" en streaming vidéo à la fois, par exemple. NTT a donc développé un matériel optique programmable qui permet une grande flexibilité, des OTN évolutifs et adaptatifs à construire.

Lumière programmable

Un banc d'essai SAFARI a été développé et construit comprenant de nouvelles optiques qui permettent d'ajouter, blocage, passage ou redirection de faisceaux lumineux dans un réseau de fibres sous contrôle logiciel. Ce réseau programmable "peut être contrôlé et géré de manière adaptative en réponse aux demandes de trafic réelles par une entité centrale, " explique Morioka. La programmabilité de l'OTN a également été testée dans des expérimentations visant à s'assurer qu'il est adapté aux besoins de transmission par fibre multicœur dans les réseaux du futur.

Le déploiement de SAFARI n'étant prévu qu'au milieu des années 2020, aucune commercialisation immédiate n'est prévue pour la technologie. Mais grâce à ce projet de recherche réussi, les secteurs européens et japonais des télécoms seront prêts le moment venu.

"SAFARI a fourni une technologie de pointe, des démonstrateurs de réseau et des expériences de système record et en première mondiale, propriété intellectuelle commune et partenariats durables, " conclut Morioka.