Au fond de l'océan Atlantique se trouve une multitude de câbles transportant des faisceaux de fibres optiques qui soutiennent les télécommunications entre les continents. Le câble MAREA est considéré comme l'étalon-or de ces câbles et travées transatlantiques 6, 605 km de Virginia Beach, Virginie, des États-Unis à Bilbao, Espagne. Il est entré en service en 2018.

Marc Stephens fait partie d'une équipe de chercheurs d'Infinera Corporation, U.S. et Steve Grubb de Facebook qui ont démontré une transmission transatlantique record à travers MAREA. Stephens présentera les résultats générés par le récent essai sur le terrain du groupe lors d'une session à l'Optical Fiber Communication Conference and Exhibition (OFC), se tiendra virtuellement du 06 au 11 juin 2021.

Initialement prévu pour atteindre une capacité de 20 téraoctets par seconde par paire de fibres et un débit de données d'environ 200 gigaoctets par seconde par longueur d'onde, les améliorations apportées par l'équipe à MAREA ont permis une capacité de 30 Tb/s et un débit de 700 Gb/s, qui sont tous deux des records pour des câbles sous-marins de cette longueur.

« Il y a plus de 400 câbles sous-marins déployés dans le monde, et ils incluent plusieurs types différents de conception de câble, remontant à 20 ans dans certains cas, " a déclaré Stephens. " Nous pouvons utiliser les outils de notre moteur optique pour augmenter la capacité sur tous ces types de câbles d'une manière similaire à MAREA, bien que la capacité absolue puisse varier, car ils ne sont pas optimisés pour une transmission cohérente aussi bien que MAREA l'est."

Atteindre la capacité de 30 Tb/s nécessitait une combinaison d'augmentation du nombre de bits dans chaque symbole optique transmis, et serré, espacement sans interférence entre les longueurs d'onde sur chaque fibre. En utilisant une technique appelée mise en forme de constellation probabiliste super gaussienne, le groupe a pu augmenter l'efficacité spectrale globale de chaque signal en sélectionnant une distribution appropriée de symboles individuels à l'intérieur pour maximiser les données transportées.

Le débit total de données permis par ces ajustements équivaut à environ 300 millions d'appels téléphoniques simultanés.

Le rôle de Stephens dans le travail était d'aider à comprendre les impacts de cette approche de mise en forme de constellation dans l'espoir de l'étendre à d'autres types de câbles sous-marins au-delà de MAREA.

"Je suis confiant de dire que le câble MAREA restera la référence en termes de capacité par paire de fibres outre-Atlantique dans un avenir prévisible, ", a-t-il déclaré. "Nous pensons qu'il y a encore plus à venir, mais d'une manière différente de la façon dont les choses ont évolué dans le passé."

Le deuxième record, le débit de données de 700 Gb/s par canal de longueur d'onde, a nécessité d'augmenter le débit de symboles des signaux transportés à travers MAREA. Bien que cela se fasse au prix de déficiences accrues, optique et électrique, le compromis peut être atténué en utilisant des sous-porteuses de Nyquist, qui divisent le signal optique unique en plusieurs, signaux indépendants, permettant les mêmes avantages sans les problèmes associés.

Ces avancées ont une limite, à savoir, la limite de Shannon, un maximum théorique de la capacité de données pour une fibre donnée et une chaîne d'amplificateurs de signal. Tous les câbles sous-marins, dont MAREA, se heurtent à la limite de Shannon. Dans l'espoir d'étendre la capacité du câble dans la plage du pétabit par seconde à travers un faisceau de fibres, la limite de Shannon est le principal obstacle sur chaque fibre individuelle.

« Le défi devient bientôt de savoir comment faire d'une capacité pétabit au niveau du câble une réalité pratique pour l'opérateur ? Alors, il s'agit de rétrécir le transpondeur et de réduire sa consommation électrique, " a déclaré Stephens. "Aucun de ces deux n'est limité par la limite de Shannon, donc les lois de la physique ne nous empêchent pas d'y arriver."