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Rohde & Schwarz et l’IEMN collaborent dans le domaine des communications 6G opérant aux fréquences THz en combinant des technologies électroniques et photoniques

Rohde & Schwarz et l'IEMN collaborent dans le domaine des communications 6G opérant aux fréquences THz en combinant des technologies électroniques et photoniques
Dispositif ayant permis l’établissement d’une liaison bidirectionnelle 6G à 300 GHz sur une distance de 645 mètres. Crédit : Prof. G. Ducournau, IEMN UMR CNRS 8520 - Université de Lille, France.

L’Institut d’électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN, Lille, France) et Rohde & Schwarz ont étendu leur collaboration à la recherche dans le domaine des communications THz exploitant des technologies photoniques. L’IEMN a récemment franchi une étape importante. Lors d’une récente démonstration, les chercheurs ont réussi à établir en extérieur une liaison bidirectionnelle à 300 GHz sur une distance de 645 mètres. Une telle liaison pourrait être mise en œuvre dans le cadre de futurs scénarios de communication 6 G. Le générateur de signaux hyperfréquences R&S SMA100B de Rohde & Schwarz a joué un rôle crucial au sein du système de test de performance. Le R&S SMA100B, qui se distingue par son très faible bruit de phase, permet d’accélérer les processus de recherche et de développement concernant les technologies de communications THz et de les valider avant leur l’industrialisation.

Alors que les développements dans le domaine des télécommunications mobiles s’intéressent désormais à la 6 G, les systèmes de communication exploitant des fréquences sub-THz jusqu’à la bande des 300 GHz deviennent une réalité. Ces nouvelles fréquences exigent une instrumentation, des bancs d’essai et des procédures métrologiques appropriés ainsi que l’adoption de nouvelles approches de test qui permettent de combler le fossé existant entre les ondes millimétriques et les bandes optiques.

Depuis plusieurs années, Rohde & Schwarz et l’équipe de l’IEMN dirigée par le professeur Guillaume Ducournau ont conduit des recherches permettant d’effectuer des mesures à haute fréquence et visant à intégrer des solutions de test et de mesure de Rohde & Schwarz avec les technologies photoniques. Leur objectif : accélérer le processus de développement des technologies émergentes pour la 6 G.

L’étude des nouvelles ressources spectrales doit contribuer à faire progresser les futurs systèmes de communication sans fil. Les fréquences de transmission devraient en effet augmenter dès que la bande E exploitée par le secteur des communications sera saturée. Des fréquences de la bande D (110-170 GHz) devraient être exploitées après 2025, tandis que celles de la bande H ou les bandes sub-THz jusqu’à 300 GHz pourraient être utilisées après 2030. Pour répondre à cette évolution du marché des télécommunications sans fil, il est donc indispensable de développer de nouvelles architectures et de nouveaux équipements de test pour caractériser les performances au niveau des composants et des

systèmes opérant dans le domaine des ondes millimétriques (mmW/THz).

Aborder la partie supérieure du spectre des ondes millimétriques (300 GHz et au-delà) constitue un véritable défi pour le développement des composants et des systèmes. Des instruments, tels que les analyseurs de réseaux vectoriels ainsi que les frontaux et les sous-systèmes des analyseurs de signaux et de spectres, ont récemment significativement évolué afin de relever un tel défi. L’IEMN peut notamment effectuer une caractérisation pointue des composants et des systèmes THz avec l’analyseur de réseau vectoriel R&S ZNA et divers convertisseurs de fréquence, tel que le R&S ZC1100, qui couvrent les fréquences de la gamme des ondes millimétriques jusqu’à 1,1 THz.

De récentes collaborations dans le domaine de recherche relative aux technologies électroniques et photoniques ont abouti à proposer une architecture super-hétérodyne qui permettrait l’agrégation de canaux de la bande V (40-75 GHz) ou de la bande E (60-90 GHz) jusqu’au spectre des fréquences THz. La porteuse THz est obtenue par multiplication de fréquence à l’aide d’un oscillateur local photonique synchronisé à une fréquence de référence. L’équipe de test de Lille s’est appuyée sur la solution d’avant-garde de la gamme R&S SMA100B de Rohde & Schwarz qui permet de générer un signal de référence avec 

un très faible bruit de phase. Ce qui a permis à l’oscillateur local de délivrer un signal sans parasites au convertisseur ascendant/descendant THz et donc de limiter les tonalités parasites dans le spectre THz.

Il s’agit de la première solution à intégrer avec succès une technique de duplexage de fréquences THz et d’ainsi permettre une transmission et une réception simultanées aux deux extrémités avec une seule paire d’antennes. Après avoir validé les performances du système en laboratoire, il a été testé en Allemagne avec deux paires d’antennes distantes de 150 m, dans le cadre du projet ThoR UE-Japon, puis en plein air, en France, sur une distance de 645 m, avec un taux de transmission de 12,6 Gbps. Il s’agit d’une distance

record pour un système de duplexage THz opérant dans la bande des 300 GHz.

Guillaume Ducournau, responsable de la recherche sur les communications sans fil aux fréquences THz à l’IEMN, a déclaré : « Grâce à notre expertise en matière de technologies THz, telles que les photomixeurs THz optoélectroniques, les récepteurs électroniques à grande vitesse et l’instrumentation THz, nous nous engageons à explorer de nouveaux domaines de la 6 G, à développer des prototypes, à valider les technologies et à proposer des services de mesure avancés à nos collaborateurs. Afin de relever les défis à venir, nous sommes heureux de poursuivre et d’étendre notre collaboration avec Rohde & Schwarz et ainsi de développer une base solide sur laquelle pourra s’appuyer l’industrialisation des technologies THz. »

Taro Eichler, responsable de la technologie chez Rohde & Schwarz, a déclaré : « Nous sommes ravis de collaborer avec l’IEMN dans le domaine de l’intégration des technologies électroniques et photoniques pour les communications THz. Nous espérons étendre cette approche à d’autres applications. Les résultats des recherches apporteront également une contribution précieuse aux groupes de spécifications industriels, tels que l’ETSI ISG THz récemment créé, ainsi qu’à d’autres organismes de normalisation. »

Rohde & Schwarz soutient activement les activités de recherche dans le domaine des communications 6G en Europe, en Asie et aux États-Unis. L’entreprise contribue également à des projets de recherche ainsi qu’aux travaux de diverses alliances industrielles et collabore avec des instituts de recherche et des universités de premier plan. L’expertise et les solutions de test et de mesure de Rohde & Schwarz ouvrent la voie à la prochaine génération de communications sans fil dont le déploiement commercial est prévu d’ici

2030.

Pour plus d’informations sur les solutions de test 6G de Rohde & Schwarz, consultez la page Internet : https://www.rohde-schwarz.com/6g

Press contacts:

Europe (headquarters) : Christian Mokry (phone: +49 89 4129 13,052; email: ress@rohde-schwarz.com)

North America: Dominique Loberg (phone: +1 503 523-7951; email: Dominique.Loberg@rsa.rohde-schwarz.com)

Asia Pacific: Sze Ming Ng (phone: +603 5569 0011; email: ress.apac@rohde-schwarz.com)

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Rohde & Schwarz

Lorsqu’il s’agit d’ouvrir la voie vers un monde plus sûr et plus connecté, le groupe technologique Rohde & Schwarz compte parmi les pionniers, grâce à ses solutions de pointe en matière de test et mesure, de systèmes technologiques, et de réseaux et cybersécurité. Fondé il y a plus de 85 ans, le groupe s’impose en partenaire fiable auprès de clients gouvernementaux et industriels du monde entier. Au 30 juin 2021, Rohde & Schwarz comptait environ 13 000 salariés à travers le monde. Le groupe indépendant a réalisé un chiffre d’affaires net de 2,34 milliards d’euros sur l’année fiscale 2020/2021 (juillet à juin). Le siège social de l’entreprise se trouve en Allemagne, à Munich.

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Téléphone : +33 1 41 36 10 22

Alice.Lemarchand@rohde-schwarz.com

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