Une innovation térahertz pour des débits de données mobiles ultra élevés
Depuis l’avènement du smartphone, la consommation de données a explosé. Les consommateurs et les entreprises comptent de plus en plus sur les données mobiles pour fournir toute une série de services, et cette demande ne devrait que croître à l’avenir. «D’un point de vue purement technique, cela représente un défi», fait remarquer Thomas Kürner, coordinateur du projet ThoR, de l’université technique de Braunschweig (TU Braunschweig) en Allemagne. «Que pouvons-nous faire pour faciliter l’augmentation des débits de données?» L’une des solutions consiste à accroître l’efficacité des systèmes de transmission de données, afin de faire entrer davantage de données dans la bande passante actuellement disponible. «Cela devient de plus en plus difficile à faire», annonce Thomas Kürner. Une autre solution consiste à augmenter la bande passante disponible. Mais cela représente un autre défi, car le spectre disponible est de plus en plus utilisé.
Bande passante haute fréquence
L’idée du projet ThoR est née de la découverte qu’il existe encore le long du spectre – au-delà de 275 gigahertz dans la gamme de fréquences térahertz (THz) – une bande passante disponible pour fournir des services de données mobiles. «Cet espace n’est pas complètement déréglementé», ajoute Thomas Kürner. «Certaines applications scientifiques, comme les satellites d’exploration de la Terre ou la radioastronomie, utilisent la bande passante à ces fréquences. Mais on a trouvé suffisamment de bande passante disponible pour éventuellement construire des systèmes qui pourraient fournir des débits de données élevés» . Pour y parvenir, il faut surmonter un obstacle important. L’utilisation de hautes fréquences peut entraîner une perte de chemin importante, ou une réduction de l’intensité de la puissance. Pour atténuer cette perte, on peut utiliser le potentiel des antennes THz à haut gain pour assurer une liaison de raccordement stable. La liaison de raccordement d’un réseau mobile décrit la connexion d’un site cellulaire – généralement une tour cellulaire – au réseau central. Si cette liaison peut être réalisée par des câbles à fibres optiques, elle implique toutefois de creuser des tranchées dans les rues. Dans les villes en particulier, il est tout simplement impossible de relier chaque station de base du réseau mobile par câble.
Liaison radio THz
L’objectif du projet ThoR était donc de démontrer qu’un relais radio THz fourni par des antennes montées sur deux toits pouvait constituer une alternative viable. L’équipe du projet était persuadée que cela permettrait de créer une connexion de raccordement entre les cellules de radiotéléphonie mobile et les nœuds du réseau de radiotéléphonie mobile, sans nécessiter de travaux de construction de routes. Pour y parvenir, le projet a réuni un consortium de partenaires d’Europe et du Japon. Nombre de ces partenaires avaient développé les éléments de base d’un tel prototype. Le projet ThoR a poussé ce travail plus loin en intégrant ces éléments dans une liaison radio THz bidirectionnelle et fonctionnelle. Une fois la technologie intégrée, des antennes ont été installées sur deux bâtiments du campus de l’université, à une distance de plus de 160 mètres. Des données réelles, y compris des vidéos, ont ensuite été transmises, et l’efficacité du système a été analysée par Thomas Kürner et son équipe.
Débits de données élevés
Le projet a démontré avec succès le potentiel d’une liaison radio THz bidirectionnelle vers le réseau de données des fournisseurs de radiocommunications mobiles. Le prototype s’est révélé capable de transmettre des débits de données très élevés et s’est montré évolutif, de sorte que des débits de données encore plus élevés pourraient être atteints. «Nous avons pu montrer comment cette technologie peut transporter efficacement les communications sans fil», explique Thomas Kürner. «Cela pourrait contribuer à garantir la réalisation de toutes les capacités promises avec les 5G et 6G.» Le prototype doit encore être perfectionné avant que la technologie puisse être commercialisée. Thomas Kürner et son équipe n’en sont pas moins convaincus que le potentiel de cette innovation en matière de liaison de raccordement existe.
Mots‑clés
ThoR, térahertz, mobile, radio, bande passante, smartphone
