Rohde & Schwarz (R&S) a présenté une preuve de concept pour un système de transmission de données sans fil 6G basé sur des liaisons de communication térahertz photoniques lors de la Semaine européenne des micro-ondes (EuMW 2024) à Paris, contribuant ainsi à repousser les limites des technologies sans fil de nouvelle génération. Le système térahertz accordable ultra-stable développé dans le cadre du projet 6G-ADLANTIK repose sur la technologie des peignes de fréquences, avec des fréquences porteuses nettement supérieures à 500 GHz.
Dans la perspective de la 6G, il est essentiel de créer des sources de transmission térahertz offrant un signal de haute qualité et couvrant la plus large gamme de fréquences possible. L'association des technologies optiques et électroniques constitue une des solutions pour atteindre cet objectif. Lors de la conférence EuMW 2024 à Paris, R&S a présenté sa contribution à la recherche de pointe dans le domaine des térahertz au sein du projet 6G-ADLANTIK. Ce projet vise à développer des composants fonctionnant dans la gamme de fréquences térahertz, basés sur l'intégration de photons et d'électrons. Ces composants, encore en développement, permettront des mesures innovantes et un transfert de données plus rapide. Ils pourront être utilisés non seulement pour les communications 6G, mais aussi pour la détection et l'imagerie.
Le projet 6G-ADLANTIK est financé par le ministère fédéral allemand de l'Éducation et de la Recherche (BMBF) et coordonné par R&S. Parmi ses partenaires figurent TOPTICA Photonics AG, l'Institut Fraunhofer HHI, Microwave Photonics GmbH, l'Université technique de Berlin et Spinner GmbH.
Un système térahertz accordable ultra-stable de 6 GHz basé sur la technologie photonique
Une preuve de concept démontre un système térahertz ultra-stable et accordable pour la transmission de données sans fil 6G. Ce système repose sur des mélangeurs photoniques térahertz qui génèrent des signaux térahertz grâce à la technologie des peignes de fréquences. Dans ce système, la photodiode convertit efficacement les signaux de battement optique générés par des lasers de fréquences optiques légèrement différentes en signaux électriques par mélange de photons. La structure d'antenne entourant le mélangeur photoélectrique convertit le photocourant oscillant en ondes térahertz. Le signal résultant peut être modulé et démodulé pour les communications sans fil 6G et est facilement accordable sur une large bande de fréquences. Le système peut également être étendu à la mesure de composants à partir de signaux térahertz reçus de manière cohérente. La simulation et la conception de structures de guides d'ondes térahertz, ainsi que le développement d'oscillateurs de référence photoniques à très faible bruit de phase, font également partie des axes de recherche du projet.
Le très faible bruit de phase du système est dû au synthétiseur de fréquence optique (OFS) à peigne de fréquences intégré au moteur laser TOPTICA. Les instruments haut de gamme de R&S font partie intégrante de ce système : le générateur de signaux vectoriels FI large bande R&S SFI100A génère un signal en bande de base pour le modulateur optique à une fréquence d'échantillonnage de 16 GS/s. Le générateur de signaux RF et micro-ondes R&S SMA100B génère un signal d'horloge de référence stable pour les systèmes OFS TOPTICA. L'oscilloscope R&S RTP échantillonne le signal en bande de base en aval du récepteur térahertz à onde continue (CW) photoconducteur (Rx) à une fréquence d'échantillonnage de 40 GS/s pour le traitement et la démodulation ultérieurs du signal porteur à 300 GHz.
Exigences relatives à la 6G et aux futures bandes de fréquences
La 6G ouvrira la voie à de nouvelles applications dans l'industrie, les technologies médicales et la vie quotidienne. Des applications telles que les métacoms et la réalité étendue (XR) imposeront des exigences inédites en matière de latence et de débit de données, que les systèmes de communication actuels ne peuvent satisfaire. Si la Conférence mondiale des radiocommunications 2023 (CMR23) de l'Union internationale des télécommunications a identifié de nouvelles bandes de fréquences dans le spectre FR3 (7,125-24 GHz) pour des recherches approfondies en vue du lancement des premiers réseaux 6G commerciaux en 2030, la bande de fréquences Asie-Pacifique jusqu'à 300 GHz sera également indispensable pour exploiter pleinement le potentiel des applications de réalité virtuelle (RV), de réalité augmentée (RA) et de réalité mixte (RM).
Date de publication : 13 novembre 2024