Record mondial battu : une fibre optique ultra-rapide atteint 1,02 pétaoctet par seconde sur une distance continentale

Ultra-fast fiber sets global speed record: 1.02 petabits per second over continental distance

Record mondial battu : une fibre optique ultra-rapide atteint 1,02 pétaoctet par seconde sur une distance continentale

Une avancée technologique majeure dans le domaine des fibres optiques vient de repousser les limites du possible. Des chercheurs japonais ont réussi à transmettre des données à une vitesse record de 1,02 pétaoctet par seconde sur une distance de 1 808 kilomètres, utilisant une fibre pas plus épaisse qu'un cheveu humain. Cette performance, équivalente à télécharger 30 fois l'intégralité du catalogue Netflix, marque un tournant dans les infrastructures de communication.

Ce projet est le fruit d'une collaboration entre le National Institute of Information and Communications Technology (NICT) du Japon et Sumitomo Electric Industries. Au cœur de cette innovation se trouve une fibre optique à 19 coeurs, d'un diamètre standard de 0,125 mm, conçue pour s'intégrer parfaitement aux infrastructures existantes sans nécessiter de coûteuses mises à niveau.

Chaque coeur agit comme un canal de données indépendant, formant ainsi une « autoroute à 19 voies » dans le même espace qu'une fibre monocoque traditionnelle. Contrairement aux conceptions multicœurs précédentes limitées à de courtes distances, cette nouvelle fibre fonctionne efficacement sur les bandes C et L, standards commerciaux utilisés mondialement, grâce à une disposition optimisée des coeurs réduisant la perte de signal de 40%.

L'expérience s'est appuyée sur un système complexe de boucle de recirculation. Les signaux ont parcouru 21 fois un segment de fibre de 86,1 kilomètres, simulant ainsi un trajet transcontinental équivalent à relier Berlin à Naples ou Sapporo à Fukuoka. Pour maintenir l'intégrité du signal, les chercheurs ont utilisé un système d'amplification optique double bande.

À l'arrivée, un détecteur à 19 canaux couplé à un traitement MIMO avancé a permis de décoder les interférences entre les coeurs, comme séparer 19 conversations simultanées dans une pièce bondée. Un processeur de signal numérique, s'appuyant sur des algorithmes développés sur dix ans de recherche, a extrait les données utiles à des taux sans précédent tout en corrigeant les distorsions accumulées sur 1 808 km.

Cette réussite couronne des années de progrès graduels. En 2023, la même équipe avait atteint 1,7 pétaoctet par seconde, mais sur seulement 63,5 km. Les fibres à 4 coeurs précédentes n'avaient permis que 0,138 pétaoctet sur 12 345 km en utilisant la bande S, moins pratique. Les fibres à 15 modes souffraient quant à elles de distorsions au-delà de 1 001 km.

Présentée comme le meilleur article post-délai à l'OFC 2025 à San Francisco, cette innovation arrive à point nommé alors que le trafic mondial de données devrait tripler d'ici 2030. Bien que des défis persistent, comme l'optimisation des amplificateurs, cette technologie ouvre la voie à des réseaux à l'échelle du pétaoctet. Les chercheurs travaillent maintenant à affiner les techniques de production pour un déploiement massif.

Sumitomo Electric, qui a conçu l'architecture à coeurs couplés, souligne que les lignes de production existantes peuvent s'adapter avec un minimum de modifications. Parallèlement, le NICT explore le traitement du signal par IA pour augmenter encore les vitesses. Alors que la 6G et l'informatique quantique se profilent, cette percée positionne la fibre optique comme le système nerveux central d'une infrastructure planétaire hyperconnectée.

Kỷ lục toàn cầu mới: Sợi quang siêu tốc đạt 1,02 petabit/giây trên khoảng cách lục địa

Một bước nhảy vọt công nghệ trong lĩnh vực cáp quang vừa phá vỡ mọi giới hạn trước đây. Các nhà nghiên cứu Nhật Bản đã truyền dữ liệu với tốc độ kỷ lục 1,02 petabit/giây - đủ để tải toàn bộ phim trên Netflix 30 lần - qua quãng đường 1.808 km chỉ bằng một sợi cáp mỏng như sợi tóc. Thành tựu này đánh dấu bước ngoặt trong phát triển hạ tầng viễn thông toàn cầu.

Công trình là kết quả hợp tác giữa Viện Công nghệ Thông tin và Truyền thông Nhật Bản (NICT) và Tập đoàn Sumitomo Electric. Trái tim của đột phá này là sợi quang 19 lõi với đường kính tiêu chuẩn 0,125mm, thiết kế để tương thích hoàn hảo với cơ sở hạ tầng hiện có mà không cần nâng cấp tốn kém.

Mỗi lõi hoạt động như một kênh truyền dẫn độc lập, tạo thành "đường cao tốc 19 làn" trong cùng không gian với sợi đơn lõi truyền thống. Khác với thiết kế đa lõi trước đây chỉ hoạt động ở cự ly ngắn, sợi mới này vận hành hiệu quả trên băng tần C và L nhờ bố trí lõi tối ưu, giảm 40% thất thoát tín hiệu so với các mẫu trước.

Thí nghiệm sử dụng hệ thống vòng lặp tuần hoàn phức tạp. Tín hiệu được truyền 21 lần qua đoạn cáp 86,1km, mô phỏng hành trình xuyên lục địa tương đương từ Berlin tới Naples hay từ Sapporo tới Fukuoka. Để duy trì chất lượng tín hiệu, nhóm nghiên cứu triển khai hệ thống khuếch đại quang kép băng tần.

Ở đầu thu, bộ tách sóng 19 kênh kết hợp xử lý MIMO tiên tiến đã giải mã thành công nhiễu giữa các lõi, như tách 19 cuộc hội thoại chồng lấn trong phòng đông người. Bộ xử lý tín hiệu số sử dụng thuật toán phát triển suốt thập kỷ đã trích xuất dữ liệu với tốc độ chưa từng có, đồng thời hiệu chỉnh méo tín hiệu tích lũy sau 1.808km.

Thành công này là đỉnh cao của nhiều năm cải tiến từng bước. Năm 2023, cùng nhóm nghiên cứu đạt 1,7 petabit/giây nhưng chỉ trên 63,5km. Cáp 4 lõi trước đó chỉ đạt 0,138 petabit trên 12.345km khi sử dụng băng tần S ít phổ biến. Trong khi đó, cáp 15 mode gặp vấn đề méo tín hiệu sau 1.001km.

Được trình bày như báo cáo xuất sắc nhất tại Hội nghị OFC 2025 ở San Francisco, công nghệ này xuất hiện đúng lúc khi lưu lượng dữ liệu toàn cầu dự kiến tăng gấp ba vào 2030. Dù vẫn còn thách thức như tối ưu hiệu suất bộ khuếch đại, đây là bước tiến quan trọng hướng tới mạng petabit.

Các kỹ sư Sumitomo Electric - đơn vị thiết kế kiến trúc lõi kép - cho biết dây chuyền sản xuất hiện có thể dễ dàng thích ứng để sản xuất sợi 19 lõi với chi phí tối thiểu. Song song đó, NICT đang nghiên cứu xử lý tín hiệu bằng AI để tiếp tục nâng cao tốc độ. Trong bối cảnh 6G và điện toán lượng tử đang hình thành, đột phá này khẳng định vị thế của cáp quang như xương sống của nền hạ tầng siêu kết nối toàn cầu.