Dans le cadre d’une avancée majeure pour les communications mondiales, des chercheurs de l’université de Southampton ont mis au point un nouveau type de fibre optique qui présente des améliorations significatives en termes de vitesse, d’efficacité et de capacité de données. Cette conception a été développée en collaboration avec les chercheurs de Microsoft Azure Fiber.
Publiée dans Nature Photonics au début du mois, cette avancée majeure présente une fibre qui guide la lumière à travers un cœur creux rempli d’air, plutôt que du verre solide traditionnel, ce qui permet d’obtenir la perte de signal la plus faible jamais enregistrée et de transmettre des données plus rapidement et de manière plus économe en énergie sur de longues distances.
« Il s’agit d’une avancée majeure dans la manière dont nous transmettons les informations », a déclaré le professeur Francesco Poletti, professeur à l’université de Southampton et scientifique en chef chez Microsoft Azure Fiber. « Pendant des décennies, les performances des fibres optiques sont restées pratiquement inchangées. Cette nouvelle conception de fibre optique brise cette barrière, démontrant le potentiel d’une transmission de données plus rapide, d’une consommation d’énergie réduite et d’une capacité à transporter beaucoup plus de données. Il s’agit d’un changement fondamental dans la connectivité mondiale. Ce résultat est l’aboutissement de plus de 10 ans de recherche et développement, rendu possible grâce à l’ingéniosité, à la collaboration et au dévouement d’une équipe interdisciplinaire travaillant à Microsoft et à l’université de Southampton. »
Au cœur de cette innovation se trouve la fibre à cœur creux sans nœud et à double imbrication antirésonante (DNANF), une structure sophistiquée inventée par les chercheurs du Centre de recherche en optoélectronique (ORC) de l’université de Southampton et de Microsoft Azure Fiber. Ces fibres sont dotées d’un cœur creux central entouré de membranes de verre ultrafines disposées en couches imbriquées, et permettent à la lumière de se propager principalement dans l’air, ce qui réduit considérablement la diffusion et l’absorption qui limitent les fibres conventionnelles.
Pour mettre cela en perspective : dans la nouvelle fibre DNANF, la lumière peut parcourir 33 km avant que sa puissance ne soit réduite de moitié. En revanche, les fibres de télécommunication standard, qui présentent généralement une perte d’environ 0,2 dB/km, n’atteignent que 15 km avant de subir la même réduction. Cela signifie que la nouvelle fibre peut plus que doubler la distance de transmission sans avoir besoin d’amplification, ce qui ouvre la voie à une réduction future de la consommation d’énergie et des coûts d’infrastructure.
Pourquoi est-ce important ?
« Ces avancées en matière de HCF à très faible perte permettront à Microsoft de transmettre plus de données avec moins d’énergie et de réduire considérablement la latence sur notre réseau mondial », a déclaré Jamie Gaudette, responsable de l’ingénierie du réseau partenaire chez Microsoft. « En collaboration avec l’équipe de l’université de Southampton, Azure redéfinit la couche physique afin d’offrir une expérience cloud plus rapide, plus fiable et plus rentable à ses clients du monde entier. »
Principaux avantages une fois la technologie déployée à grande échelle
- Environ 47 % plus rapide, avec une réduction de la latence, pour l'inférence de l'IA en temps réel, les jeux en nuage et d'autres charges de travail interactives.
- Une perte de signal plus faible signifie moins d'amplificateurs, ce qui réduit la consommation d'énergie et l'empreinte carbone.
- Une fenêtre de spectre optique plus large permet d'obtenir une bande passante exponentiellement plus importante.
- Prépare le terrain pour les liaisons sécurisées quantiques, l'infrastructure informatique quantique, la détection avancée et la livraison de lasers à distance.
Une nouvelle ère pour les fibres optiques
Depuis plus de 40 ans, les fibres traditionnelles à base de verre sont limitées par la quantité de lumière qu’elles perdent sur de longues distances. Les fibres DNANF changent ce paradigme. En guidant la lumière dans l’air avec une précision sans précédent, elles offrent une perte ultra-faible sur une large gamme de longueurs d’onde, soit plus du double du spectre utilisable des fibres conventionnelles.
Les chercheurs estiment que cette technologie pourrait devenir l’épine dorsale de la future infrastructure internet, tout en transformant la connectivité des centres de données et les services en nuage.
Article : « Broadband optical fibre with an attenuation lower than 0.1 decibel per kilometre » – DOI : 10.1038/s41566-025-01747-5
Source : Centre de recherche en optoélectronique de Southampton U.
