- Des chercheurs chinois ont atteint une vitesse record de 938 Gbit/s pour la transmission de données sans fil
- Cette vitesse vous permet de télécharger près de 20 films par seconde
- De plus, il dépasse de plus de 9 000 fois la vitesse des réseaux 5G actuels.
Une équipe de recherche dirigée par Zhixin Liu de l’University College de Londres a atteint un taux de transfert de données incroyable de 938 gigabits par seconde (Gbps). Cette vitesse dépasse de plus de 9 000 fois la vitesse moyenne actuelle de la 5G. Pour vous donner une idée, à cette vitesse vous pouvez télécharger plus de 20 films en une seconde. Cette nouvelle norme de multiplexage des données, c’est-à-dire la combinaison de plusieurs signaux en un seul canal, marque une étape majeure vers l’avenir de la communication sans fil.
Comment un transfert aussi rapide est-il possible ?
La clé pour atteindre cette vitesse extraordinaire était l’utilisation d’un spectre de fréquences plus large que celui utilisé auparavant. Liu et son équipe ont utilisé une bande de fréquences allant de 5 gigahertz (GHz) à 150 GHz, combinant des ondes radio avec des signaux optiques. Cette expérimentation, qui visait à déterminer le débit potentiel des futurs réseaux 6G, a pu utiliser toute la gamme de fréquences depuis la bande inférieure à 6 GHz jusqu’à la bande d’ondes millimétriques de la bande D (jusqu’à 170 GHz), ce qui est encore difficile pour les utilisateurs. technologies électroniques conventionnelles à gérer.
Quelle utilité aura le réseau 6G quand nous aurons la 5G ?
Le nouveau réseau 6G, comme cela ressort déjà du texte ci-dessus, sera nettement plus rapide que le réseau 5G, mais ce n’est pas tout. Alors que la 5G réduit la latence à environ 1 ms, la 6G vise à réduire la latence à l’ordre de la microseconde. Ceci est crucial pour les applications où le traitement en temps réel est critique, comme les véhicules autonomes. De plus, il ne faut pas oublier que la 6G prendra en charge un nombre nettement plus important d’appareils par unité de surface, jusqu’à 10 millions par km2, alors que la 5G ne pourra gérer qu’1 million d’appareils par km2.
Transfert de données (image d’illustration)
La nouvelle génération de réseaux d’accès radio (RAN) nécessite des taux de transfert de données supérieurs à 100 Gbit/s pour connecter les points d’accès et les nœuds. Cela motive la recherche pour exploiter pleinement le spectre sans fil, y compris les bandes inférieures à 6 GHz jusqu’à la bande d’ondes millimétriques (par exemple, la bande D jusqu’à 170 GHz), en utilisant à la fois des approches électroniques et optoélectroniques. Toutefois, dans le même temps, la synchronisation des signaux à large bande sur différentes fréquences porteuses reste un défi. À cet égard, l’équipe de Liu s’est concentrée sur la combinaison des technologies électroniques à haut débit avec la photonique micro-onde, ce qui leur a permis de réaliser une transmission sans fil de signaux OFDM avec une bande passante de 145 GHz allant de 5 à 150 GHz.
Vitesse record de 938 Gbit/s, 9 000 fois plus rapide que la 5G
Dans le cadre de l’expérience, des signaux compris entre 5 et 75 GHz ont été générés à l’aide de convertisseurs numérique-analogique à grande vitesse. Ces convertisseurs, également appelés DAC (convertisseurs numérique-analogique), sont des dispositifs qui convertissent les données numériques sous forme analogique, une forme adaptée à la transmission sans fil. Les signaux numériques sont généralement binaires, c’est-à-dire représentés par des séquences de zéros et de uns, tandis que les signaux analogiques peuvent avoir un nombre infini de valeurs. Cette conversion est nécessaire car le signal transmis doit être transférable sous forme d’ondes, comme les ondes radio, et non sous forme de données purement numériques.
Pour générer des signaux dans la gamme supérieure à 75 GHz, c’est-à-dire dans la bande dite millimétrique, l’équipe a utilisé une méthode différente impliquant l’utilisation de la bande W (75-110 GHz) et de la bande D (110-150 GHz). La bande millimétrique (mmWave) se caractérise par une longueur d’onde courte (de quelques millimètres à moins d’un millimètre) et une fréquence élevée, qui permet la transmission de quantités extrêmement importantes de données sur de courtes distances. Dans les bandes W et D, le signal est capable de transmettre des données beaucoup plus rapidement que possible à des fréquences plus basses, mais il est également plus sensible aux obstacles tels que les bâtiments ou même à l’humidité de l’air.
Le réseau 6G peut-il connecter parfaitement et rapidement tous les appareils ? (image d’illustration)
Dans cette expérience, des signaux haute fréquence dans la bande millimétrique ont été générés par une combinaison de technologies optiques et électroniques. Plus précisément, le processus consistant à combiner des signaux modulés optiquement avec des lasers synchronisés en fréquence sur des photodiodes a été utilisé. Les photodiodes sont des dispositifs semi-conducteurs qui convertissent la lumière (photons) en courant électrique et, à des vitesses suffisamment élevées, peuvent produire des signaux à des fréquences allant jusqu’au spectre térahertz. Au cours de ce processus, le faisceau laser est modulé, c’est-à-dire enrichi d’informations véhiculées par des données, et ces informations sont ensuite converties en signal électromagnétique par une photodiode. L’avantage de cette combinaison est la capacité de générer des signaux haute fréquence que les composants électroniques ne pourraient produire seuls.
Un autre aspect clé de cette expérience était la synchronisation de fréquence des lasers, assurée par l’utilisation de deux paires de lasers à spectre étroit et d’un oscillateur à quartz de référence. Les chercheurs ont utilisé le format OFDM pour transmettre les données. L’OFDM est une technologie qui permet la transmission de données en divisant le signal en plusieurs canaux séparés en fréquence. La transmission des données est ainsi divisée en plusieurs signaux plus petits, qui sont ensuite transmis simultanément. En utilisant exactement cette procédure, les scientifiques ont réussi à atteindre une vitesse de transfert record de 938 Gbit/s.
Grâce à la technologie 6G, nous pourrons télécharger jusqu’à 20 films en une seconde seulement (image d’illustration)
Il convient de mentionner que cette vitesse de 938 Gbps représente la valeur la plus élevée atteinte pour les données multiplexées, ce qui signifie que les données ont été divisées en plusieurs flux (signaux) et transmises en parallèle. Mais des recherches ont montré que des vitesses encore plus élevées peuvent être atteintes pour des signaux individuels, notamment au-dessus de 1 térabit par seconde (Tbps). Comme l’a dit Liu, la distribution de signaux sur un large spectre de fréquences peut être assimilée à la transformation d’une « route étroite et encombrée » des réseaux 5G en une « autoroute à dix voies ». Tout comme les transports nécessitent des routes plus larges pour accueillir davantage de voitures, la communication sans fil nécessite un spectre plus large pour davantage de signaux.
L’équipe de Liu est déjà en pourparlers avec les fabricants de smartphones et les fournisseurs de réseaux, estimant que leurs travaux jetteront les bases des futures technologies 6G, bien que d’autres approches concurrentes soient développées en même temps. Récemment, par exemple, un groupe d’entreprises de télécommunications japonaises a développé un appareil 6G sans fil haut débit capable de transmettre des données à des vitesses jusqu’à 20 fois supérieures à celles de la 5G. Cet appareil permet la transmission de données à une vitesse de 100 Gbit/s sur une distance allant jusqu’à 100 mètres.
Auteur de l’article
Joseph Novak
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