Dans le cadre d’un projet de recherche mené par Keysight en collaboration avec des chercheurs du CNRS (Centre national de la recherche scientifique), de l’université de Lille et de l'université d'Osaka au Japon (*), le concepteur d’instruments de mesure annonce le franchissement de la barrière du Tbit/s pour le débit des transmissions de données.

Cette étude s’inscrit dans une tendance générale concernant la demande de données mobiles pour lesquels les débits élevés ne cessent d’augmenter. Par exemple, l'objectif de la 6G est de produire des débits de données dix fois plus élevés que ceux de la 5G afin d’atteindre un débit de 1 térabit par seconde. Une vitesse qui pourra notamment être utilisée dans les communications holographiques et dans les expériences de réalité étendue irréalisables avec les débits actuels.

Performances du système à agrégation de 14 porteuses (en jaune) entre 500 et 724 GHz.

Or, pour atteindre des vitesses de 1 Tbit/s, plusieurs dizaines voire centaines de gigahertz de bande passante sont nécessaires.En conséquence, des recherches approfondies sont actuellement menées afin de créer les premiers systèmes de communication sub-THz. Mais les composants à ces fréquences sont encore en cours de développement et sont donc encore très rares.

D’où la recherche appliquée menée par Keysight avec les chercheurs du CNRS et de l’université d’Osaka qui ont réussi à franchir la barrière du Tbit/s grâce à un système avec une combinaison de photodiodes térahertz et un récepteur électronique couvrant une gamme de 500 à 724 GHz. Pour atteindre un débit total de 1,04 Tbit/s, les chercheurs ont ainsi utilisé l'agrégation de canaux avec 14 porteuses et une gamme de 16 à 64 modulations d'amplitude en quadrature.

"Les communications térahertz ont vraiment progressé ces dernières années et des paliers ont été franchis grâce à la photonique et à l'électronique, explique le professeur Ducournau de l’université de Lille, spécialisé dans la création de sources et de récepteurs térahertz dans leurs applications de communication par le biais de la photonique et du photomixage. Je me réjouis de voir que la photonique a permis le premier système sub-THz agrégé de plus de 1 Tbit/s, sur une seule voie."

Performance d'une seule porteuse à 632 GHz avec différentes modulations : 32-QAM / 40 Gbauds (0,2 Tbit/s, à gauche) et 16-QAM / 40 Gbauds (160 Gbit/s, à droite).

 

 

Pour mesurer les performances de leur système, les protagonistes de la recherche ont utilisé un oscilloscope Infiniium UXR de Keysight à quatre canaux, couplé à un logiciel d'analyse des signaux vectoriels. Les quatre canaux à 70 GHz et la large gamme de tensions ont permis de recevoir toute la largeur de bande des signaux. En outre, les formes d'onde prises en charge dans le logiciel VSA ont permis aux chercheurs de démoduler les signaux afin de mesurer le débit du système.

Au-delà de ces résultats, la photonique dans sa globalité est l'une des nouvelles technologies permettant les communications dans les bandes sub-THz. Reste à voir si elle sera adoptée à l'avenir.

(*) Document présenté lors de l'Asia-Pacific Microwave Conference avec le CNRS, l'université de Lille et l'université d'Osaka à Paris, le 24 janvier 2024