Connaissance

La fibre multicœur (MCF) est une fibre optique qui transporte deux ou plusieurs cœurs indépendants à l'intérieur d'une seule gaine partagée. L’objectif est simple mais puissant : faire évoluer la capacité de transmission dans la dimension spatiale sans agrandir la fibre elle-même. Alors que le trafic des clusters 5G, cloud et IA ne cesse d’augmenter, MCF est passé du laboratoire aux premiers véritables déploiements de sous-marins et d’essais. Ce guide explique ce qu'est la fibre multicœur, comment elle fonctionne, comment elle se compare à la fibre monocœur ordinaire-, où elle est utilisée et ce qu'il faut peser lors de sa sélection.

Qu’est-ce que la fibre multicœur ?

Un conventionnelfibre optique monomode-n'a qu'un seul noyau qui traverse le revêtement. La fibre multicœur conserve la même construction générale mais place plusieurs cœurs côte à côte au sein d'une même gaine. Les noyaux sont constitués de silice de haute-pureté et sont entourés d'un matériau de revêtement ayant un indice de réfraction inférieur, de sorte que chaque noyau confine et guide sa propre lumière par réflexion interne totale. En effet, chaque cœur se comporte comme un chemin de transmission indépendant.

Un détail utile pour le déploiement : de nombreuses conceptions MCF maintiennent le diamètre (extérieur) de la gaine à la norme de 125 micromètres (0,125 mm) utilisée par la fibre monomode-actuelle. Le maintien de ce diamètre extérieur standard est ce qui rend le MCF largement compatible avec la géométrie de câblage existante, même si, comme nous l'expliquons ci-dessous, les interfaces à chaque extrémité ne sont pas identiques à la fibre monocœur -.

Comment fonctionne la fibre multicœur : multiplexage par répartition spatiale

Le principe de la fibre multicœur est le multiplexage par répartition spatiale (SDM). Les systèmes monocœur-augmentent la capacité principalement en ajoutant des canaux de longueur d'onde (WDM) et en utilisant une modulation d'ordre supérieur-le long d'un chemin physique. SDM ajoute un nouvel axe : il multiplie le nombre de chemins spatiaux. Chaque noyau peut transporter son propre ensemble de canaux de longueur d'onde en même temps, de sorte qu'un seul MCF peut effectuer le travail de plusieurs fibres conventionnelles regroupées. C'est l'une des technologiesouvrant la voie à une nouvelle ère de transmission à haute-capacité.

Il est utile de considérer chaque noyau comme une voie distincte. Une fibre à un seul-cœur est une-route à une voie au sens spatial -, elle peut toujours déplacer de nombreux canaux de longueur d'onde sur cette voie, mais il n'y a qu'une seule voie spatiale. Une fibre multicœur pose plusieurs voies parallèles à l'intérieur du même revêtement (le revêtement), de sorte que plusieurs flux de signaux indépendants se propagent simultanément. Le compromis est que les voies rapprochées peuvent interférer les unes avec les autres, ce qui nous amène au défi d'ingénierie central.

Fibre multicœur ou fibre monocœur-

Les deux ne sont pas tant des concurrents que des outils différents. La fibre monocœur- reste le choix pratique pour la grande majorité des liaisons. MCF est destiné aux itinéraires où la capacité ou l’espace physique constitue la contrainte majeure. Le tableau ci-dessous résume les principales différences.

Principaux avantages de la fibre multicœur

Les avantages du cluster MCF concernent la mise à l'échelle de la densité et de la capacité plutôt que la vitesse brute sur un seul chemin. Les principaux avantages sont :

• Capacité supérieure dans la même section-.L'ajout de cœurs multiplie les canaux spatiaux utilisables sans augmenter le diamètre de la gaine, de sorte qu'un itinéraire peut transporter plus de trafic par fibre.
• Plus grande densité de fibres par câble et par conduit.Lorsque l'espace des conduits, le diamètre des câbles ou le nombre de fibres sont limités, MCF concentre davantage de chemins de transmission dans la même empreinte physique.
• Une voie claire vers l’évolution des capacités.En combinant SDM et WDM, MCF offre une marge de manœuvre pour les routes les plus sollicitées : - systèmes sous-marins,-épines dorsales à haute densité et interconnexions de clusters d'IA. Vous pouvez en savoir plus sur les aspects pratiquesavantages et cas d'utilisation futurs de la fibre multicœur-pour ces charges de travail.
• Familiarité avec les infrastructures.Les conceptions de revêtement-standard réutilisent une grande partie de la structure des câbles et des pratiques de manipulation existantes, réduisant ainsi un obstacle à l'adoption.

Défis et limites techniques

MCF ne consiste pas simplement à ajouter davantage de cœurs. Plusieurs enjeux façonnent sa conception et sa préparation commerciale actuelle :

• Diaphonie entre-cœurs.Étant donné que les cœurs ne sont distants que de quelques dizaines de micromètres, la lumière d’un cœur peut se coupler à celle d’un voisin, dégradant ainsi la qualité du signal. Les concepteurs suppriment la diaphonie en ajustant l'espacement des cœurs, le profil d'indice de réfraction, les structures de cœur assistées par tranchées et la longueur d'onde de fonctionnement. Le contrôle de la diaphonie est le problème d’ingénierie déterminant du MCF.
• Appareils à répartition-d'entrée/sortie-.Pour connecter des cœurs MCF à un équipement monocœur conventionnel-, des dispositifs de ventilation-fan-out (FIFO) sont requis à chaque extrémité. Ceux-ci ajoutent des composants, une perte d'insertion et des coûts auxquels les liens monocœur-ne sont pas confrontés.
• Complexité de la connecteurisation et de l’épissage.Mettre fin à MCF signifie aligner plusieurs cœurs à la fois, ce qui est plus difficile que de terminer un seul cœur. Pour les liaisons parallèles à cœur unique-haute-densité, de nombreux réseaux s'appuient encore aujourd'hui surassemblages MPO/MTP haute-densitéplutôt que MCF, car cet écosystème est mature et éprouvé sur le terrain.

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• Tests et surveillance.Caractériser la perte par-cœur, la diaphonie et la localisation des défauts sur de nombreux cœurs est plus complexe que tester une fibre à un seul-cœur, ce qui a des implications pour la mise en service et la maintenance.
• Maturité commerciale.MCF est encore émergent. La plupart des résultats obtenus à ce jour sont des démonstrations en laboratoire et des premiers essais, les systèmes sous-marins étant à l'avant-garde des premières étapes-dans le monde réel.

L'évolution de la fibre multicœur

La recherche sur les fibres multi-cœurs et couplés-cœurs remonte aux années 1980, lorsque les premiers travaux exploraient le comportement en mode couplé-et la détection des fibres. L'intérêt s'est accéléré dans les années 2010, alors que la transmission monomode-approchait de son plafond de capacité pratique et que l'industrie se tournait vers le multiplexage spatial.

Une étape importante a été franchie en 2011, lorsque lepremière démonstration de transmission dépassant les 100 Tbit/sa été réalisé à l'aide d'une fibre homogène à sept -cœurs -, dont un résultat largement cité de 109 Tbit/s sur 16,8 km. Fin 2012, des démonstrations en laboratoire avaient déjà dépassé 1 Pbit/s avec une fibre à 12 cœurs.

Les records de capacité ont continué de grimper. En 2023, une équipe de recherche chinoise du CICT (le groupe qui comprend FiberHome)a porté le record du mono-mode multi-cœur à un niveau net de 3,61 Pbit/ssur une fibre à 19 cœurs couvrant les bandes S, C et L, s'appuyant sur un résultat de 3,03 Pbit/s l'année précédente. En 2025, NICT et Sumitomo Electric ont rapporté1,02 pétabits par seconde sur 1 808 kmutilisant une fibre à 19 cœurs avec un diamètre de gaine standard de 0,125 mm, soulignant l'accent mis sur des conceptions compatibles avec l'infrastructure existante.

Le signe le plus concret des progrès pratiques concerne les systèmes sous-marins. En mars 2024, NEC et NTT ont annoncé un premier-du-son genre-transmission transocéanique-de 7 280 km de classe sur une fibre couplée à 12 cœursconstruit dans un diamètre extérieur standard de 0,125 mm, destiné directement aux futurs câbles sous-marins. NEC avait déjà prototype le premier câble sous-marin à quatre cœurs au monde en 2022. Ensemble, ces résultats marquent la transition de MCF de la recherche pure vers des systèmes déployables.

Applications de fibre multicœur

Câbles fédérateurs et sous-marins à haute-capacité.Les dorsales-long-courriers et les systèmes sous-marins sont par nature limités en termes de capacité- et d'espace-, ce qui en fait les principaux candidats au MCF. La concentration de davantage de chemins spatiaux dans chaque fibre augmente la capacité totale du système sans agrandir proportionnellement le câble -, un avantage majeur pourcâble à fibre optique sous-marin et sous-marindes itinéraires où chaque millimètre de section de câble-compte.

Interconnexion des centres de données et clusters d'IA.À l’intérieur des centres de données, la densité des liens entre les serveurs, les commutateurs et le stockage augmente fortement, tout comme le trafic d’interconnexion entre les installations. L’augmentation des charges de travail de l’IA intensifie les deux. MCF est une option pour regrouper davantage de canaux spatiaux dans des chemins contraints, parallèlement aux approches de connecteurs à haute densité - abordées dans notre aperçu deMPO et fibre multicœur pour les centres de données IA.

Détection optique.Étant donné que chaque cœur peut réagir différemment à la flexion, à la contrainte ou à la température, la fibre multicœur prend en charge une détection distribuée et multipoint de haute-précision. Les applications incluent la détection de forme, la surveillance de l’état structurel des ponts et des pipelines, ainsi que l’exploration pétrolière et gazière.

Comment choisir des câbles à fibres optiques multicœurs

Pour la plupart des réseaux actuels, les câbles monomodes-à grand nombre de-fibres-et les assemblages de connecteurs à haute-densité restent le choix pratique, tandis que le MCF est mieux évalué en termes de capacité- ou d'espace-itinéraires limités. Lorsque MCF est sur la table, jugez-le en fonction des paramètres qui déterminent réellement le déploiement plutôt que du seul nombre de cœurs :

• Nombre de noyaux et dispositionadapté à votre capacité cible, et non maximisé pour lui-même.
• Capacité requise et distance de transmission, étant donné que les routes long-courriers et sous-marines imposent des contraintes de conception différentes de celles des liaisons courtes.
• Performances de diaphonie inter-cœurssur vos longueurs d'onde de fonctionnement, ce qui compte souvent plus que le nombre de cœurs.
• Compatibilité des-entrées/sorties-ventilation et des connecteursavec l'équipement terminal que vous comptez utiliser.
• Diamètre de bardage et compatibilité des infrastructures, privilégiant les conceptions standard de 0,125 mm où la réutilisation des pratiques existantes est précieuse.
• Exigences d'épissage et d'alignement, y compris les outils et l'expertise dont votre équipe ou votre installateur aura besoin.
• Structure du câble et environnement de déploiement- sous-marin, conduit, direct-enterré ou aérien - chacun avec ses propres exigences mécaniques.
• Assistance aux tests et à la surveillancepour la caractérisation par-cœur et la localisation des défauts.
• Support technique et personnalisation des fournisseurs, car les projets MCF nécessitent souvent des conceptions sur mesure et-un apport technique pratique.

Choisir un partenaire fibre multicœur

La fibre multicœur récompense une sélection minutieuse et un support technique solide, car le contrôle de la diaphonie, la compatibilité-fan in/fan out-, la précision de l'épissage et l'environnement de déploiement comptent généralement plus que le nombre principal de cœurs. Avec des racines dans la fabrication de fibres optiques et de câbles remontant à 1991, Hengtong assiste ses clients sur exactement ces dimensions : - nombre de cœurs personnalisés et structure de câble, capacité et distance cibles, performances de diaphonie, compatibilité des connecteurs et des entrées/sorties- et prise en charge du déploiement pour les environnements sous-marins et de centres de données, soutenus par-des tests internes. Pour discuter de vos besoins ou explorer l'ensembleportefeuille de fibres optiques et de câbles, contactez notre équipe d'ingénieurs.