Communications THz et démonstration dans le cadre du projet ThoR-Backhaul Link
Depuis la récente normalisation des communications THz dans la bande 300 GHz, le développement au niveau du système est devenu partie intégrante des récentes démonstrations en laboratoire et en extérieur de systèmes de transmission THz, pour des scénarios d’application de liaisons point-à-point à haut-débit. Parmi les nouvelles capacités offertes par le spectre THz, l’agrégation de canaux existants en bande E (71-76 et 81-86 GHz) est intéressante pour augmenter les capacités des systèmes existants. Récemment, dans le cadre du projet conjoint EU-Japon Horizon 2020 ThoR, le premier démonstrateur bidirectionnel à 300 GHz a été construit et testé avec succès en espace-libre. Ce démonstrateur a utilisé des modems industriels de télécommunications en bande E (pour la connectivité réseau et le traitement de signal en bande de base), des front-ends THz utilisant des transistors métamorphiques à haute mobilité (mHEMT) et une solution photonique pour générer des oscillateurs locaux (OL) à bas bruit de phase ». Le système ThoR, un débit de données net de 2 x 20 Gbit/s sur une distance de 150 m en utilisant une bande passante instantanée totale de 8,64 GHz a été démontré, en conformité avec la norme IEEE Std 802.15.3-2023. [1]
Bien que ce démonstrateur ait été conçu pour les liaisons THz fixes, les circuits d’émission/réception sont désormais la base réutilisée pour des recherches sur de nouveaux cas d’utilisation de la connectivité THz. Dans ce cas, des scénarios d’usage de type usines intelligentes incluent des récepteurs THz mobiles (robots automones). Pour cela, le couplage de l’aspect communication avec l’aspect « sensing » devient nécessaire, il s’agit alors de détecter en temps réel la position des récepteurs pour ajuster le canal THz. On parle alors de systèmes « ISAC », pour Integrated Sensing and Communications. »
À titre d’exemple, le projet européen Horizon Europe TIMES (« THz Industrial Mesh Networks in Smart Sensing and Propagation Environments »), exécuté dans le cadre du programme européen 6G-SNS, construit sur les briques technologiques de ThoR pour démontrer de nouvelles liaisons THz dans des environnements industriels [2]. Sur ces nouveaux scénarios, l’utilisation de surfaces intelligentes réfléchissantes et reconfigurables (RIS) pourraient ouvrir la voie à des canaux dynamiques en gamme THz.
Référence
[1] T. Kürner et al., « THz Communications and the Demonstration in the ThoR–Backhaul Link, » in IEEE Transactions on Terahertz Science and Technology, vol. 14, no. 5, pp. 554-567, Sept. 2024, doi: 10.1109/TTHZ.2024.3415480 https://hal.science/hal-04622277v1
[2] G. Ducournau, D. Gaillot, L. John, V. Torres, D. Wrana, S. Haussmann, A. Shabbat, and G. Canini, “Times deliverable d2.3: Definition of scenarios and kpi for hardware demonstration and poc,” tech. rep., sep 2023.