Face à l’explosion des besoins en bande passante, des ingénieurs japonais ont franchi un cap décisif en matière de transmission de données. Leur système, capable de transmettre 22,9 pétabits par seconde à travers une fibre optique unique multicœurs, dépasse de loin les capacités actuelles de l’ensemble du réseau mondial. Cette innovation promet une amélioration radicale des infrastructures de télécommunication.
Dans un monde hyperconnecté où la vitesse de transmission des données est primordiale, une avancée majeure vient d’être faite en ce sens au Japon. Des ingénieurs du National Institute of Information and Communications Technology (NICT), en collaboration avec l’Université de technologie d’Eindhoven et l’Université de L’Aquila, ont réussi à transmettre des données à un débit de transmission stupéfiant de 22,9 pétabits par seconde via une fibre optique 38 cœurs, éclipsant ainsi le record mondial précédent.
Ce débit est plus de vingt fois supérieur au trafic internet mondial durant une seconde. Les détails des travaux ont été présentés en octobre lors de l’European Conference on Optical Communication, en Écosse.
Nouvel horizon dans le domaine de la transmission optique
Pour atteindre ce record de débit de transmission de données, le NICT au Japon a mis en œuvre une série de technologies avancées. Les chercheurs ont notamment utilisé une fibre optique spéciale qui, contrairement aux fibres standards à un seul cœur, en contient 38. Chacun de ces cœurs est capable de transmettre des données selon trois modes distincts. Cela signifie que la fibre peut gérer au total 114 canaux spatiaux, chaque cœur supportant trois chemins de transmission différents.
Pour augmenter davantage la capacité de transmission, l’utilisation de ces canaux spatiaux était combinée au multiplexage par répartition en longueur d’onde. Cette méthode permet de transmettre plusieurs signaux à différentes longueurs d’onde simultanément à travers un même canal optique. Dans ce cas, les chercheurs ont utilisé 750 canaux de longueur d’onde, répartis sur trois bandes de fréquences optiques : 293 en S, 457 en C et L.
La bande S couvre les longueurs d’onde plus courtes, la bande C est la plus couramment utilisée dans les communications par fibre optique, et la bande L permet des longueurs d’onde plus longues. En combinant ces trois bandes, ils ont pu atteindre une large bande passante totale de 18,8 térahertz (THz), ce qui est extrêmement élevé par rapport aux standards actuels.
Au total, cela représente un taux de transmission de données de 22,9 Pb/s, soit plus de 15 fois le précédent record, établi en 2022. L’équipe affirme que l’optimisation de la correction d’erreur pourrait permettre au système dans sa forme actuelle d’atteindre des vitesses allant jusqu’à 24,7 Pb/s.
Impacts et potentiel des progrès en télécommunications
L’atteinte d’un tel débit de transmission ouvre des perspectives inédites pour les réseaux de communication à ultra-haute capacité. En effet, avec l’augmentation constante des volumes de données échangées mondialement — impulsée par le streaming vidéo en haute définition, l’internet des objets, l’intelligence artificielle et le big data —, les infrastructures actuelles se rapprochent rapidement de leurs limites de capacité.
Cette nouvelle technologie pourrait donc ouvrir ce goulot d’étranglement de l’évolution technologique, en permettant des échanges massifs et rapides sur de longues distances. Cependant, malgré son potentiel, cette technologie n’est pas encore prête pour une adoption généralisée. La complexité de sa mise en œuvre et la nécessité d’équipements spécifiques pour le traitement des signaux sont des défis majeurs.
Défis techniques et intégration dans les réseaux existants
La technologie derrière ce record de transmission de données est complexe et pose plusieurs défis, notamment en ce qui concerne le traitement des signaux. L’un des aspects essentiels de cette technologie est la nécessité d’utiliser des dispositifs spécialisés pour décoder les données transmises à une telle vitesse et sur une telle échelle. Les récepteurs MIMO (Multiple Input Multiple Output) sont un exemple de ces dispositifs spécialisés. Ils sont indispensables pour gérer efficacement les signaux provenant de multiples canaux spatiaux dans la fibre optique.
Les récepteurs MIMO sont conçus pour traiter des signaux provenant de plusieurs sources de transmission simultanément. Dans le contexte de cette technologie de fibre optique, chaque cœur de la fibre et chaque mode au sein de ces cœurs peuvent être considérés comme des sources de transmission distinctes. Les récepteurs MIMO doivent donc être capables de distinguer et de traiter ces signaux multiples et superposés, ce qui représente une tâche complexe en raison de l’interférence potentielle entre les signaux. Cette complexité est accrue par le nombre élevé de canaux de longueur d’onde utilisés et le débit de transmission des données extrêmement élevé.
Un autre défi est l’intégration de cette technologie dans les infrastructures de réseau existantes. La plupart des réseaux actuels ne sont pas équipés pour gérer une telle capacité de transmission de données ni pour supporter l’infrastructure matérielle nécessaire, comme les récepteurs MIMO avancés. Cela signifie que pour adopter cette technologie, une refonte significative des infrastructures de réseau actuelles serait nécessaire.
À plus court terme, une version à quatre cœurs qui ne transmet les données que dans un seul mode par cœur serait compatible avec l’infrastructure existante. Elle permettrait tout de même d’atteindre un débit de transmission respectable, supérieur à 1 Pb/s.