Par Alejandro Escobar Calderon et Gerardo Orozco

Le monde est plus connecté que jamais et, bien que cette notion ne soit pas nouvelle, beaucoup d'entre nous ne parviennent pas à saisir pleinement l'ampleur de la vitesse de croissance des connexions. En 2022, le monde comptait environ 13.2 milliards de connexions IoT (Ericsson Mobile) avec une croissance annuelle de 13 %. De plus, le trafic de données sur le réseau mobile a doublé tous les deux ans depuis 2019. Cette tendance devrait se poursuivre de 149 EB en 2022 à 760 EB en 2023 ! Ainsi, lorsque nous envisageons 5 à 10 ans dans le futur, les bandes de fréquences 5G existantes dans FR1 (<6 GHz) et FR2 (mmWave de 24 ~ 54 GHz) ne seront pas suffisantes pour répondre aux besoins en données des futurs réseaux sans fil. La question devient maintenant, est-il trop tôt pour commencer à envisager l'avenir du sans fil ?

Alors que nous avons à peine commencé à voir des déploiements 5G/5G Advanced ces dernières années, la course au sans fil 6G est bien engagée. Lorsque nous parlons de sans fil, il semble toujours y avoir un chevauchement entre chaque nouvelle norme. 5G/5G Advanced sont des mots à la mode depuis un moment maintenant et je peux vous garantir que ce n'est pas la première fois que vous entendez le terme 6G. Pour certains, les discussions sur la 6G semblent futuristes et prématurées. Cependant, étant donné les nouvelles exigences de la 6G (c'est-à-dire une consommation d'énergie ou une localisation des appareils plus faible, davantage d'appareils connectés) dérivées de nouvelles applications, les innovations nécessaires pour répondre aux besoins futurs ont un long chemin de commercialisation devant elles. Certaines des recherches essentielles qui ont finalement conduit à la 5G ont commencé il y a environ une décennie, et il en sera de même pour la 6G.

Promesse et défis de la 6G
En tant que prochaine frontière du sans fil, la 6G promet de fournir un réseau intelligent interconnectant les personnes et les machines à tout moment et en tout lieu. Cela permettra des applications que nous n'avons jamais vues auparavant. De la cognition et de la détection sans fil à la XR immersive, au jumelage et aux hologrammes mobiles, ces nouvelles technologies ont le potentiel d'avoir un impact significatif sur la façon dont nous interagissons avec le monde qui nous entoure. Cependant, leur concrétisation nécessite de résoudre de multiples défis technologiques.

Le besoin d'un nouveau spectre motivé par des attentes accrues en matière de données dans l'industrie continuera d'être une bataille difficile. Il y a une opportunité importante qui vient de l'optimisation du spectre. Historiquement, les gouvernements ont attribué le spectre aux anciens propriétaires, ce qui a conduit à une sous-utilisation d'une grande partie de ce spectre. Pour résoudre ce problème, les technologies de partage du spectre permettent à une partie de cette bande passante inutilisée de transporter des signaux de communication et permettent un partitionnement plus efficace. Cependant, les nouvelles applications à haut débit de données telles que les réseaux non terrestres, l'apprentissage automatique et la détection et les communications intégrées nous obligeront finalement à explorer et à développer de nouvelles fréquences pour faire de la 6G une réalité.

Exploration d'un nouveau spectre pour la 6G en sous-THz
Alors que le besoin de bande passante se poursuit et que des problèmes de déploiement associés à un spectre de bande plus élevé surviennent, le sub-THz s'avère être un concurrent pour les déploiements 6G du futur. Il y a encore beaucoup de choses que nous ne comprenons pas à propos de cette bande, et la recherche principale aujourd'hui consiste à mieux comprendre comment créer des circuits et des méthodes qui fonctionnent à ces fréquences qui promettent de pouvoir transporter des signaux à large bande passante. Au cours de notre phase actuelle de recherche sur la 6G, des tests approfondis sont menés pour mieux comprendre le comportement des formes d'onde à bande extrêmement large à ces fréquences exceptionnellement élevées. Le fonctionnement dans ces conditions introduit de nombreuses considérations uniques obligeant à de nouvelles normes de test. À leur tour, de nouveaux bancs d'essai sont nécessaires pour prouver de nouvelles techniques essentielles à l'avancement de la technologie 6G, des normes et des contraintes réglementaires. Chez NI, nous collaborons constamment avec des partenaires universitaires et industriels pour aider à relever certains des principaux défis associés aux tests sous-THz pour la 6G. Que vous ayez besoin de prendre et de visualiser rapidement des mesures ou de personnaliser des cas de test complexes et détaillés, nos Solutions 6G sub-THz visent à aider à effectuer efficacement et avec précision des recherches, des tests et des validations sub-THz complets.

Regard vers l'avenir
Il reste encore beaucoup de travail de recherche et de prototypage à faire pour faire de la 6G une réalité technique et commerciale. L'espace sans fil continue d'être un paysage en constante évolution. Même avec l'avènement de nouvelles normes telles que l'expansion du WiFi-7 et de la 6G dans les bandes FR3 (7 ~ 24 GHz), les compromis constants qui permettent la coexistence resteront. Pour cette raison, la mise en place d'équipes d'ingénierie dans les organisations de recherche pour réussir n'a jamais été aussi critique. Chez NI, nous cherchons constamment à aider les ingénieurs à résoudre les défis les plus difficiles de l'industrie. D'une large gamme de solutions matérielles aux solutions logicielles qui aident à automatiser les tests et à maximiser la réutilisation des instruments hautes performances. Notre objectif est d'aider les ingénieurs à tester les nouvelles technologies complexes qui permettront les communications sans fil interconnectées et accessibles du futur.

—Gerardo Orozco est ingénieur en chef de la R&D des systèmes pour les semi-conducteurs et l'électronique chez National Instruments.