Cependant, la technologie OOK a presque atteint sa limite de fréquence, ce qui rend nécessaire la recherche de nouvelles méthodes pour transmettre davantage de données sans déployer de nouveaux câbles à fibres optiques. C'est là que l'optique cohérente prend tout son sens.
Contrairement à d'autres dispositifs augmentant la fréquence des données, tels que le PAM4, le système d'optique cohérente est équipé de puces de traitement numérique du signal (DSP) et d'un système de compensation électronique de la dispersion (EDC). L'utilisation de ces puces permet au système d'optique cohérente de transmettre des données sur plus de 1 000 km, selon la modulation.
Qu'est-ce que l'optique cohérente ?
L'optique cohérente permet de résoudre les problèmes de capacité en modulant l'amplitude, la fréquence et la polarisation, ce qui permet à davantage d'informations de transiter par la même fibre optique.
Pour simplifier, imaginons une vague océanique par laquelle des informations peuvent être transmises. Dans les systèmes de communication basés sur le principe OOK, nous ne pouvions que déterminer si la vague était visible ou non. Supposons que l'amplitude corresponde à la hauteur de la vague et que nous puissions la moduler. Si nous pouvions distinguer quatre hauteurs différentes, nous pourrions transmettre beaucoup plus d'informations dans le même laps de temps.
De même, imaginons que la fréquence corresponde au moment où la crête de la vague atteint le rivage, et que cela se produise à un intervalle de 60 secondes. En modifiant ce paramètre et en augmentant la fréquence d'arrivée des crêtes sur le rivage, nous pourrions transmettre beaucoup plus de données. (Figure 1)
Imaginez maintenant que cette même onde puisse se propager non seulement verticalement, mais aussi horizontalement, et que ces deux mouvements puissent se combiner : vous pourriez alors transporter deux fois plus d’informations (figure 2). C’est ce qui se produit lorsque l’on complexifie la transmission en utilisant la modulation d’amplitude, la modulation de phase et la modification de la polarisation.
La combinaison de ces trois techniques complexifie simultanément le signal et permet d'atteindre des performances très élevées. Par exemple, les optiques QSFP-DD 400G modulées en 16QAM à 64 Gbaud sont capables de traiter 64 milliards de changements de signal par seconde.
Technologie DWDM
L'optique cohérente a permis le développement de plusieurs nouvelles technologies, comme le multiplexage par répartition en longueur d'onde (DWDM), qui multiplie la capacité d'une fibre optique unique grâce à la transmission de plusieurs longueurs d'onde. Le DWDM multiplexe de nombreux signaux de longueurs d'onde différentes sur une seule fibre. Il se distingue de la technologie WDM d'origine par ses deux types : à grille fixe et à grille flexible. Le DWDM à grille fixe peut gérer 48 canaux espacés de 100 GHz, 64 canaux espacés de 75 GHz ou 96 canaux espacés de 50 GHz. Le DWDM à grille flexible, quant à lui, ne possède pas de nombre de canaux fixe, l'espacement étant dynamique, ce qui permet à chaque canal d'avoir une bande passante différente.
La technologie WDM n'est pas nouvelle, mais son application à la transmission cohérente l'est. Actuellement, seule la technologie DWDM prend en charge à la fois la modulation OOK et la transmission cohérente. Cette caractéristique, associée à ses capacités d'amplification qui la rendent largement applicable, explique probablement sa popularité en tant que technologie WDM la plus répandue.
QSFP-DD pour augmenter la capacité
L'interface QSFP-DD (Quad Small Form Factor Pluggable Double Density) se distingue des normes précédentes par sa longueur supérieure à celle des interfaces QSFP+ et QSFP28, due à la présence de rangées de broches supplémentaires (Figure 3). Ainsi, au lieu de quatre voies de données, l'interface QSFP-DD en possède huit, chacune offrant un débit de 56 Gbit/s, soit un débit total combiné de 400 Gbit/s pour un seul émetteur-récepteur. Ceci accroît considérablement la capacité de traitement des données de l'interface.
La technologie QSFP-DD se distingue de ses prédécesseurs par une consommation d'énergie de pointe plus de deux fois supérieure à celle du QSFP28. Elle fournit ainsi la puissance nécessaire au fonctionnement d'un DSP cohérent. Cet avantage permet aux concepteurs de réseaux de se passer de transpondeurs ou de multiplexeurs dans leur réseau DWDM. Cette technologie peut permettre aux entreprises de réaliser jusqu'à 50 % d'économies sur leur investissement initial et jusqu'à 90 % sur leur consommation d'énergie.
