Le trafic des réseaux de données sur les liaisons longue distance est en pleine croissance en raison de la généralisation des smartphones, des centres de données et d'autres technologies. La faible perte des câbles à fibres optiques monomodes . Parallèlement, pour atteindre cette augmentation significative de capacité, le multiplexage spatial (SDM) a fait l'objet d'études approfondies, et la fibre multicœur (MCF) est pressentie comme la fibre optique de nouvelle génération capable de réaliser des systèmes de transmission à très haute capacité.
Sumitomo Electric a développé une fibre optique à cœurs couplés (CC-MCF) composée quatre cœurs en silice pure, avec une gaine standard de 125 microns. Cette fibre présente une atténuation 0,158 une dispersion spatiale modale (SMD) de 6,1 ps/√km entre 1520 et 1580 nm, valeurs jamais enregistrées auparavant pour les fibres optiques destinées au multiplexage spatial.
L'atténuation ultra-faible, combinée à la fibre monomode (SMF) à très faibles pertes, permet une transmission du signal moins bruyante que les fibres SDM précédentes et devrait permettre d'atteindre un nombre de canaux spatiaux sans dégradation de la capacité par canal. Le SMD de 6,1 ps/√km est cinq fois inférieur au SMD le plus faible des fibres MDF précédentes, réduisant ainsi la complexité de calcul du traitement numérique du signal (DSP) MIMO (entrées et sorties multiples) pour la compensation de la diaphonie. De plus, la fibre CC-MCF, développée avec une gaine standard de 125 µm de diamètre, peut être câblée à l'aide des schémas de câblage existants pour fibres optiques standard et devrait présenter une fiabilité mécanique élevée, équivalente à celle des fibres optiques standard.
* 1 : L’atténuation, ou perte de transmission, correspond à la dégradation de la lumière par diffusion et absorption lors de sa propagation dans une fibre optique. Plus l’atténuation est faible, plus les signaux optiques peuvent être transmis sur de longues distances. La perte la plus faible pour une fibre optique disponible dans le commerce est de 0,154 dB/km à 1 550 nm, obtenue avec une fibre monomode à très faibles pertes pour les transmissions sous-marines. L’atténuation d’une fibre monomode standard est d’environ 0,185 dB/km. L’atténuation la plus faible pour les fibres SDM était auparavant de 0,168 dB/km (moyenne sur le cœur).
Caractéristiques
des types de fibres optiques Fibre monomode (SMF) : Fibre optique à cœur fin (< 10 microns). Elle ne comporte qu'un seul chemin optique.
Fibres optiques standard : Fibre optique standardisée pour différentes communications par fibre optique, y compris la SMF. La gaine (verre) a un diamètre standard de 125 microns.
Fibre multicœur (MCF) : Fibre optique à plusieurs cœurs. Il existe des MCF « découplées » et « couplées ».
MCF découplée : MCF dont la diaphonie entre les cœurs est suffisamment faible pour que chaque cœur puisse être utilisé comme un canal spatial isolé. Pour supprimer la diaphonie, la distance entre les cœurs doit être augmentée, ce qui tend à augmenter le diamètre de la gaine. MCF couplée
/ MCF à couplage cœur-cœur (CC-MCF) : MCF avec une faible distance entre les cœurs et une diaphonie élevée. Un traitement numérique du signal MIMO est nécessaire pour la compensation de la diaphonie, mais la CC-MCF permet d'intégrer davantage de cœurs dans une gaine plus petite que la MCF découplée.
Fibre multimode (MMF) : fibre optique à cœur épais (> 10 microns). Plusieurs voies optiques (modes) coexistent au sein du cœur. La diaphonie modale étant difficile à supprimer, un traitement numérique du signal (DSP) MIMO est nécessaire pour la compensation de la diaphonie dans la transmission SDM.
* 3 : La dispersion spatiale modale (DSM) correspond à la variation du temps de propagation d’une impulsion lumineuse induite par les différences de chemin optique entre les différents trajets optiques d’une fibre optique. Une DSM plus faible est préférable car elle permet de réduire la complexité de calcul du traitement numérique du signal (DSP).
* 4 : « ps/√km » est l’unité de dispersion spatiale modale dans la fibre multimode couplée. Elle indique que le temps de propagation (p) du signal impulsionnel croît proportionnellement à la racine carrée de la distance de transmission (√km). Autrement dit, la dispersion spatiale modale après une transmission de 10 000 km est 100 fois supérieure (et non 10 000 fois) à celle après une transmission de 1 km. De plus, le temps de propagation du signal impulsionnel (PS, NS) dans la fibre multimode croît proportionnellement à la longueur de transmission (km) en raison de la faible force de couplage. L’unité de dispersion spatiale modale devient donc « ps/km », « NS/km », etc.
5. Le traitement numérique du signal MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) est un calcul numérique qui compense la diaphonie entre les fibres multicoeurs (MCF) et multimodes (MMF). Les signaux entièrement mélangés peuvent ainsi être séparés des signaux individuels d'origine.
