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L’IEMN Lille et Tektronix viabilisent les liaisons de données sans fil ultrarapides aux fréquences THz

Publié le 18 janvier 2018 à 12:16 par François Gauthier        Instrum. générale Tektronix

L’IEMN Lille et Tektronix viabilisent les liaisons de données sans fil ultrarapides aux fréquences THz

Le fournisseur de systèmes de test et mesure Tektronix a participé à une démonstration technologique d’une liaison de communications sans fil à très haut débit avec, pour la première fois, la transmission de deux signaux vidéo en temps réel à travers un multiplexeur térahertz à un débit global de 50 Gbit/s, soit un débit 100 fois plus rapide que celui des réseaux cellulaires classiques. Les détails de l’expérimentation ont été décrits dans un article publié dans la revue Nature Communications et sont le fruit des travaux de l'Institut d'électronique, de microélectronique et de nanotechnologie (IEMN) de Lille en collaboration avec le Brown Institute (université de Columbia et de Stanford), travaux où les instruments de Tektronix jouent un rôle pivot.

Cette démonstration s’inscrit dans la tendance d’une demande accrue en vitesses de transmission de données sans fil au-delà de ce que les signaux hyperfréquences peuvent transporter, et ce en s’appuyant sur les ondes THz. L’équipe de l’IEMN a montré précédemment que les mondes de la fibre optique et de la radio peuvent être couplés en utilisant des circuits THz photoniques pour atteindre des débits de données élevés. Cependant, pour qu'un système soit viable, un système de multiplexage et de démultiplexage (mux/démux) ad hoc est incontournable. En utilisant un système de guide d'ondes doté de deux plaques métalliques en parallèle, les chercheurs ont codé deux émissions de télévision haute définition sur des ondes térahertz à deux fréquences différentes : 264,7 GHz et 322,5 GHz. Ils ont ensuite envoyé les deux fréquences ensemble dans le multiplexeur, avec un récepteur de télévision réglé pour détecter les signaux en sortie. Les résultats montrent que cette approche pourrait fournir des débits de données allant jusqu'à 50 Gbit/s avec de faibles taux d'erreur.

Dans ces travaux, le rôle de l'instrumentation de test est incontournable notamment pour la modulation QPSK des signaux. Pour ce faire, le signal optique a été modulé en utilisant un modulateur Mach-Zender avant qu'un mélangeur ne génère les deux signaux THz. Deux générateurs de signaux arbitraires de la série AWG70000 de Tektronix ont ensuite été utilisés pour créer deux signaux de données en bande de base pour les flux de données en phase et en quadrature. Pour la détection, le signal THz à double fréquence a été abaissé dans un mélangeur sub-harmonique (de type diode Schottky) en dessous de 40 GHz. La sortie a ensuite été amplifiée et détectée par un oscilloscope Tektronix DPO70000SX 70 GHz. Les deux signaux QPSK correspondant aux canaux THz ont ensuite été analysés pour récupérer les données modulées et les diagrammes de constellation correspondants.

« Cette démonstration montre clairement qu'un système de multiplexage THz peut être utilisé pour transporter des données réelles sans qu'il y ait d'interférences des flux les uns avec les autres, précise Guillaume Ducournau, professeur assistant à l'IEMN. Avec le support de Tektronix, nous avons pu tester et caractériser notre système et les résultats montrent que cette approche pourrait conduire à une future application commerciale des réseaux sans fil THz. »

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