L’évolution rapide des communications sans fil se heurte à des limitations techniques qui freinent la satisfaction des besoins croissants en connectivité à haut débit. Les réseaux actuels peinent à répondre à la demande grandissante en capacité et en vitesse. Des chercheurs londoniens ont accompli une prouesse technique remarquable dans le domaine de la transmission de données sans fil.
Une équipe de chercheurs de l’UCL a établi un nouveau record mondial en matière de transmission sans fil. Les scientifiques sont parvenus à transmettre des données par voie aérienne à une vitesse de 938 gigabits par seconde (Gb/s) sur une plage de fréquences allant de 5 à 150 gigahertz (GHz). Cette performance surpasse largement les capacités actuelles des réseaux 5G.
Pour mettre en perspective, la vitesse atteinte par l’équipe de l’UCL est jusqu’à 9 380 fois plus rapide que la meilleure vitesse moyenne de téléchargement 5G au Royaume-Uni, qui se situe actuellement à 100 mégabits par seconde (Mb/s). La bande passante totale de 145 GHz utilisée dans l’expérience dépasse de plus de cinq fois le précédent record mondial de transmission sans fil.
Surmonter les limitations actuelles
Les réseaux sans fil traditionnels transmettent l’information en utilisant des ondes radio sur une gamme étroite de fréquences. Les méthodes de transmission sans fil actuelles, telles que le Wi-Fi et la 5G, opèrent principalement à des fréquences basses, inférieures à 6 GHz. Cependant, la congestion dans cette plage de fréquences a limité la vitesse des communications sans fil.
Pour surmonter cet obstacle, les chercheurs de l’UCL ont développé une approche novatrice. Ils ont combiné pour la première fois des technologies radio et optiques, permettant ainsi la transmission d’informations sur une gamme beaucoup plus large de fréquences radio. Cette utilisation plus efficace du spectre sans fil devrait contribuer à répondre à la demande croissante de capacité et de vitesse de données sans fil dans les trois à cinq prochaines années.
Une technologie d’avenir pour les communications sans fil
«Les systèmes de communication sans fil actuels peinent à suivre la demande croissante d’accès aux données à haute vitesse, la capacité dans les derniers mètres entre l’utilisateur et le réseau de fibre optique nous freinant» a commenté Le Dr Zhixin Liu, auteur principal de l’étude.
Il a ajouté : «Notre solution consiste à utiliser davantage de fréquences disponibles pour augmenter la bande passante, tout en maintenant une qualité de signal élevée et en offrant une flexibilité dans l’accès aux différentes ressources de fréquences. Il en résulte des réseaux sans fil ultra-rapides et fiables, surmontant le goulot d’étranglement de la vitesse entre les terminaux des utilisateurs et Internet.»
Leur nouvelle approche combine pour la première fois deux technologies sans fil existantes : l’électronique haute vitesse et la photonique en ondes millimétriques. Le système permet la transmission de grandes quantités de données à des vitesses sans précédent, ce qui s’avérera déterminant pour l’avenir des communications sans fil.
Répercussions sur les technologies sans fil
La technologie développée par l’UCL a le potentiel d’influencer divers secteurs, notamment la connectivité Wi-Fi sur laquelle les gens comptent à la maison et dans d’autres lieux publics. Les utilisateurs de téléphones mobiles peuvent s’attendre à des vitesses Internet plus rapides et à des connexions plus stables, avec des réseaux 5G et ultérieurement 6G alimentés par ce type de système.
Pour illustrer l’ampleur de l’amélioration, un film 4K Ultra HD de deux heures (environ 14 Go de données) qui prendrait 19 minutes à télécharger sur la 5G à 100 Mb/s pourrait être téléchargé en seulement 0,12 seconde avec cette nouvelle technologie.
Bien que la technologie n’ait été démontrée qu’en laboratoire pour le moment, des travaux sont en cours pour produire un système prototype qui pourra être utilisé pour des tests commerciaux. Si ces tests sont concluants, la technologie sera prête à être intégrée dans des équipements commerciaux d’ici trois à cinq ans.
Une ventilation détaillée des vitesses de l’internet mobile au Royaume-Uni est disponible dans le rapport Mobile Matters 2024 de l’Ofcom. Ce rapport souligne qu’en 2024, 47 % des connexions 5G auront une vitesse de téléchargement moyenne de 100 Mbit/s ou plus. Les vitesses moyennes varient en fonction du fournisseur de réseau et du lieu.
Article : « 938 Gb/s, 5–150 GHz Ultra-Wideband Transmission Over the Air Using Combined Electronic and Photonic-Assisted Signal Generation » – DOI: 10.1109/JLT.2024.3446827
