TOKYO, 4er décembre 2023 – (JCN Newswire) – Fujitsu Limited et KDDI Research ont annoncé aujourd'hui avoir développé avec succès une technologie de transmission par multiplexage de longueur d'onde multibande de grande capacité utilisant des fibres optiques installées.
Les deux sociétés ont développé une technologie permettant la transmission de bandes de longueurs d'onde autres que la bande C, qui n'a pas été utilisée dans les communications optiques commerciales à moyenne et longue distance, en utilisant une technologie de conversion de longueur d'onde par lots et d'amplification multibande. Le réseau de communication par fibre optique introduit avec cette technologie permet une transmission de longueur d'onde à une multiplicité de longueur d'onde 5.2 fois supérieure à celle de la technologie de transmission optique commerciale actuelle. Cela permet d'utiliser les installations de fibre optique installées pour augmenter le trafic de communication de manière rentable et efficace en termes de main-d'œuvre. La technologie facilite l'expansion de la capacité de transmission dans les zones urbaines et les zones résidentielles densément peuplées où l'installation peut s'avérer difficile, et offre la possibilité de réduire considérablement le temps nécessaire au démarrage du service et de réduire les coûts.
Le développement a été entrepris dans le cadre du « Projet de recherche et développement des infrastructures améliorées pour l’après-5G » (1) Systèmes d’information et de communication » (2) commandé par l’Organisation japonaise de développement des nouvelles énergies et des technologies industrielles (NEDO).
Face à la demande croissante de services tirant parti de l'IoT, de l'intelligence artificielle (IA) et de l'analyse du Big Data, NEDO vise à renforcer la base de développement et de fabrication des systèmes d'information et de communication post-5G du Japon en développant des technologies de base pour les systèmes d'information et de communication post-5G. . Dans le cadre de cet effort, d'octobre 2020 à octobre 2023, Fujitsu et KDDI Research se sont engagés dans un projet visant à améliorer les performances des réseaux optiques post-5G. Les réseaux de communication commerciaux conventionnels par fibre optique utilisent des fibres monomodes dans lesquelles la lumière passe uniquement par le centre de la fibre optique, et utilisent la bande C (bande de longueur d'onde : 1,530 1,565 nm à XNUMX XNUMX nm) (3) comme bande de transmission du signal du réseau optique. Cependant, à mesure que le volume du trafic de communication augmente, la capacité de transmission de la bande C à elle seule devrait être insuffisante. Pour augmenter la capacité de transmission par fibre, les deux sociétés avaient pour objectif d'augmenter la bande de longueur d'onde utilisée de la bande C à la bande L (1,565 1,625 nm à 1,460 1,530 nm), la bande S (1,625 1,675 nm à 1,260 1,360 nm), la bande U (XNUMX XNUMX nm nm à XNUMX XNUMX nm), et la bande O (XNUMX XNUMX nm à XNUMX XNUMX nm), dans le but de la rendre multibande.
Résultats du projet
Dans le cadre du projet, Fujitsu a construit un modèle de simulation qui prend en compte les facteurs de dégradation des performances de transmission dans la transmission multibande, permettant ainsi la conception de transmission de systèmes de multiplexage de longueur d'onde multibande. Le modèle de simulation reflète les résultats de mesure des caractéristiques de la fibre optique commerciale et les paramètres de transmission extraits par la vérification du système expérimental du convertisseur de longueur d'onde/amplificateur multibande intégré. Grâce à ce modèle, Fujitsu a réalisé des simulations de haute précision qui réduisent les erreurs de mesure réelle à 1 dB près, permettant de prendre en compte l'interaction entre les bandes et la dégradation des performances de transmission. Les recherches de KDDI Research ont permis d'utiliser deux fois la bande passante de fréquence de la bande C conventionnelle dans la bande O, ce qui n'a jamais été utilisé dans le multiplexage par répartition en longueur d'onde à haute densité (DWDM (4) ) transmission. En combinant les deux technologies, les deux sociétés ont mené des expériences de transmission réelles en utilisant des fibres optiques existantes et ont démontré une transmission multiplexée en longueur d'onde multibande (distance de transmission de 45 km) dans les bandes O, S, C, L et U (Figure 2), prouvant que la transmission en longueur d'onde est possible à 5.2 fois la multiplicité de longueur d’onde de la transmission conventionnelle en bande C uniquement. Les deux sociétés ont également confirmé la transmission par multiplexage de longueur d'onde multibande (distance de transmission 560 km) dans les bandes S, C, L et U dans la simulation.
Vous trouverez ci-dessous une description des principaux résultats de la recherche :
1. Mise en place d'une technologie de transmission multibande à multiplexage par répartition en longueur d'onde dense (DWDM)
Dans la conception conventionnelle d'un système de transmission en bande C, les paramètres qui pourraient être traités comme des constantes ne poseraient pas de problèmes pratiques, mais dans le cas d'une transmission multibande sur la bande S + bande C + bande L + bande U, la différence de les performances de transmission entre les bandes de longueurs d’onde ne peuvent être ignorées et une conception prenant en compte la dépendance à la longueur d’onde est requise. Par exemple, les facteurs de dégradation non linéaires deviennent plus prononcés à mesure que la puissance optique appliquée à la ligne de transmission augmente et que la distance de transmission augmente, limitant ainsi les performances de transmission. En particulier, la diffusion Raman stimulée (5), modulation à phases croisées (6) et le mélange à quatre ondes (7) provoqués par l'interaction de la lumière avec plusieurs longueurs d'onde sont importants à des multiplicités de longueurs d'onde élevées, ce qui affecte grandement les performances de transmission des systèmes de multiplexage de longueurs d'onde multibandes.
Dans ce projet, Fujitsu et KDDI Research ont établi une méthode de conception pour les systèmes de multiplexage de longueurs d'onde multibandes en construisant un modèle de simulation qui prend en compte l'interaction entre les différentes bandes et les facteurs de dégradation des performances de transmission. De plus, étant donné que les signaux optiques de multiplexage par répartition en longueur d'onde (WDM) dans les bandes S et U sont générés par une technologie de traitement de signal entièrement optique à partir de signaux optiques dans les bandes C et L, respectivement, il n'est pas nécessaire d'utiliser des émetteurs et des récepteurs dédiés à les bandes S et U. L'intégration de ces technologies a permis la transmission DWDM dans la bande S + bande C + bande L + bande U en utilisant une technologie de transmission cohérente, qui exploite la phase de la lumière, permettant ainsi une communication à haut débit et de grande capacité.
2. Mise en place d'une technologie de transmission DWDM cohérente en bande O
Traditionnellement, la technologie de transmission cohérente a tendance à déformer les signaux de transmission en bande O en raison de l'influence d'autres composants du signal optique. De plus, le bruit non linéaire, qui apparaît souvent dans la bande O, est généralement difficile à éliminer avec la technologie de traitement du signal numérique, ce qui diminue les performances globales du système. En conséquence, l’application d’une technologie de transmission cohérente dans la bande O s’est avérée un défi. La minimisation du bruit non linéaire dans la bande O est possible en réglant de manière appropriée la puissance optique transmise pour chaque signal de longueur d'onde densément multiplexé. Cette approche a minimisé les effets du bruit non linéaire et permet une transmission DWDM cohérente sur 9.6 THz dans la bande O, même si le processus de compensation du signal côté émetteur et de compensation de dispersion de longueur d'onde côté récepteur a été omis. La bande O, qui est une bande de longueur d'onde à dispersion proche de zéro, est moins affectée par la dispersion de longueur d'onde (8) et présente l'avantage de réduire la charge sur le traitement du signal numérique et d'améliorer l'efficacité énergétique.
Post-5G :Il s'agit du système de communication mobile qui a amélioré les caractéristiques de latence ultra-faible et de multiples connexions simultanées du système de communication mobile de 5e génération (5G).
Projet:Nom du projet (JPNP20017) : Projet de recherche et développement des infrastructures améliorées pour les systèmes d'information et de communication post-5G (commandé par l'Organisation de développement des nouvelles énergies et des technologies industrielles (NEDO)).
Bande C :Abréviation de bande conventionnelle. Il s'agit de la bande de longueurs d'onde de 1530 1565 à XNUMX XNUMX nm utilisée pour la communication optique.
DWDM :Acronyme de Dense Wavelength Division Multiplexing, il s'agit d'une méthode de multiplexage dense des longueurs d'onde dans la technologie WDM (Wavelength Division Multiplexing) qui augmente la densité de transmission en multiplexant plusieurs signaux optiques de différentes longueurs d'onde sur un seul faisceau de lumière.
Diffusion Raman stimulée :Phénomène dans lequel un signal optique puissant (lumière de pompe) se propageant à travers une fibre optique excite des molécules dans le matériau en verre de la fibre, entraînant la génération d'une nouvelle lumière (lumière de Stokes). Cette lumière Stokes a une fréquence inférieure à celle de la lumière de pompe et se propage dans la même direction. La diffusion Raman stimulée contribue généralement au bruit lors de la transmission de signaux optiques de haute puissance et affecte la qualité de la communication.
Modulation entre phases :Plusieurs signaux optiques se propageant dans une fibre optique s’influencent mutuellement, modifiant la phase de chaque signal. Plus précisément, un changement dans l'intensité d'un signal optique (impulsion optique) modifie la phase des autres signaux optiques se propageant dans la même fibre optique. Cette modulation de phase est provoquée par la non-linéarité de la fibre optique. La modulation en phase croisée peut provoquer une distorsion du signal et des interférences dans les systèmes où plusieurs signaux optiques se propagent simultanément, tels que les systèmes DWDM.
Mixage quatre ondes :Plusieurs ondes lumineuses se propageant dans une fibre optique interagissent pour générer de nouvelles ondes lumineuses. Cette nouvelle onde lumineuse se propage à la même vitesse et dans la même direction que l’onde lumineuse originale, mais sa fréquence est déterminée par la combinaison des fréquences des ondes lumineuses originales. Le mélange à quatre ondes est provoqué par les non-linéarités des fibres optiques, en particulier en présence de signaux optiques de haute puissance ou de signaux optiques rapprochés (par exemple DWDM). Cela peut provoquer une distorsion du signal et des interférences, affectant les performances des systèmes de communication optique.
Dispersion en longueur d'onde :Phénomène dans lequel la vitesse des ondes lumineuses se propageant à travers les fibres optiques varie en fonction de la longueur d'onde. À propos de Fujitsu
L'objectif de Fujitsu est de rendre le monde plus durable en renforçant la confiance dans la société grâce à l'innovation. En tant que partenaire de choix de la transformation numérique pour les clients dans plus de 100 pays, nos 124,000 6702 employés travaillent à résoudre certains des plus grands défis auxquels l'humanité est confrontée. Notre gamme de services et de solutions s'appuie sur cinq technologies clés : l'informatique, les réseaux, l'intelligence artificielle, les données et la sécurité et les technologies convergentes, que nous rassemblons pour apporter une transformation durable. Fujitsu Limited (TSE : 3.7) a enregistré un chiffre d'affaires consolidé de 28 31 milliards de yens (2023 milliards de dollars) pour l'exercice clos le XNUMX mars XNUMX et reste la première société de services numériques au Japon en termes de part de marché. En savoir plus: www.fujitsu.com.
À propos de la recherche KDDI
KDDI Research, au cœur des efforts de recherche et développement du groupe KDDI, promeut les activités de recherche sur deux bases, à savoir les laboratoires de technologies avancées et l'atelier de recherche KDDI, dans le but de créer de nouveaux modes de vie tout en résolvant divers problèmes sociaux. En tant qu'institut de recherche pour une entreprise de télécommunications, nous poursuivrons nos défis pour établir une société prospère et conviviale en créant de nouvelles valeurs. En savoir plus: https://www.kddi-research.jp/english/.
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