Avec le lancement commercial de la 5G, les discussions à son sujet se sont multipliées ces derniers temps. Les spécialistes de la 5G savent que les réseaux 5G fonctionnent principalement sur deux bandes de fréquences : les ondes inférieures à 6 GHz et les ondes millimétriques. En effet, nos réseaux LTE actuels sont tous basés sur les ondes inférieures à 6 GHz, tandis que la technologie des ondes millimétriques est essentielle pour exploiter pleinement le potentiel de la 5G. Malheureusement, malgré des décennies de progrès dans les communications mobiles, les ondes millimétriques peinent encore à s'intégrer dans notre quotidien, et ce pour diverses raisons.
Toutefois, lors du sommet 5G de Brooklyn en avril, des experts ont suggéré que les ondes térahertz pourraient compenser les insuffisances des ondes millimétriques et accélérer le déploiement de la 6G/7G. Les ondes térahertz possèdent un potentiel illimité.
En avril, le 6e Sommet Brooklyn 5G s'est tenu comme prévu, abordant des sujets tels que le déploiement de la 5G, les enseignements tirés et les perspectives de son développement. Par ailleurs, le professeur Gerhard Fettweis de l'Université technique de Dresde et Ted Rappaport, fondateur de NYU Wireless, ont discuté du potentiel des ondes térahertz lors de ce sommet.
Les deux experts ont affirmé que les chercheurs ont déjà commencé à étudier les ondes térahertz et que leurs fréquences constitueront un élément crucial de la prochaine génération de technologies sans fil. Lors de son intervention au sommet, M. Fettweis a passé en revue les générations précédentes de technologies de communication mobile et a évoqué le potentiel des ondes térahertz pour pallier les limitations de la 5G. Il a souligné que nous entrons dans l'ère de la 5G, un tournant majeur pour le développement de technologies telles que l'Internet des objets (IoT) et la réalité augmentée/réalité virtuelle (RA/RV). Bien que la 6G présente de nombreuses similitudes avec les générations précédentes, elle permettra également de remédier à nombre de leurs lacunes.
Que sont donc exactement les ondes térahertz, si prisées des experts ? Proposées par les États-Unis en 2004, elles figurent parmi les « Dix technologies qui changeront le monde ». Leur longueur d’onde s’étend de 3 micromètres (µm) à 1 000 µm, et leur fréquence de 300 GHz à 3 térahertz (THz), supérieure à la fréquence maximale utilisée en 5G (300 GHz pour les ondes millimétriques).
Le schéma ci-dessus montre que les ondes térahertz se situent entre les ondes radio et les ondes optiques, ce qui leur confère des caractéristiques différentes des autres ondes électromagnétiques. En d'autres termes, les ondes térahertz combinent les avantages des communications micro-ondes et des communications optiques, tels que des débits de transmission élevés, une grande capacité, une forte directivité, une sécurité renforcée et une forte pénétration.
En théorie, dans le domaine des communications, plus la fréquence est élevée, plus la capacité de communication est importante. La fréquence des ondes térahertz est de un à quatre ordres de grandeur supérieure à celle des micro-ondes actuellement utilisées, ce qui permet d'atteindre des débits de transmission sans fil inaccessibles aux micro-ondes. Par conséquent, elles peuvent résoudre le problème de la limitation de la transmission d'informations par la bande passante et répondre aux besoins des utilisateurs.
Les ondes térahertz devraient être utilisées dans les technologies de communication au cours de la prochaine décennie. Bien que de nombreux experts estiment qu'elles révolutionneront le secteur des communications, les problèmes spécifiques qu'elles pourront résoudre restent encore flous. En effet, les opérateurs mobiles du monde entier viennent tout juste de déployer leurs réseaux 5G, et il faudra du temps pour identifier leurs faiblesses.
Cependant, les caractéristiques physiques des ondes térahertz ont déjà mis en évidence leurs avantages. Par exemple, les ondes térahertz ont des longueurs d'onde plus courtes et des fréquences plus élevées que les ondes millimétriques. Cela signifie qu'elles peuvent transmettre des données plus rapidement et en plus grande quantité. Par conséquent, l'intégration des ondes térahertz dans les réseaux mobiles pourrait pallier les insuffisances de la 5G en termes de débit et de latence.
Lors de son intervention, Fettweis a également présenté des résultats de tests démontrant que la vitesse de transmission des ondes térahertz atteint 1 téraoctet par seconde (To/s) sur une distance de 20 mètres. Bien que cette performance ne soit pas exceptionnelle, Ted Rappaport reste convaincu que les ondes térahertz constituent le socle des futures générations 6G, voire 7G.
Pionnier dans le domaine de la recherche sur les ondes millimétriques, Rappaport a démontré leur rôle dans les réseaux 5G. Il a affirmé que grâce à la fréquence des ondes térahertz et aux progrès des technologies cellulaires actuelles, nous verrons bientôt apparaître des smartphones aux capacités de calcul comparables à celles du cerveau humain.
Bien sûr, tout cela relève en partie de la pure spéculation. Mais si la tendance actuelle se maintient, on peut s'attendre à ce que les opérateurs mobiles utilisent les ondes térahertz dans leurs technologies de communication d'ici une dizaine d'années.
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Date de publication : 25 novembre 2024