La course vers la 6G s'intensifie, m�me si la 5G n'est pas encore pleinement d�ploy�e partout. Des scientifiques chinois annoncent avoir mis au point la premi�re puce 6G � toutes fr�quences � au monde. Cette nouvelle puce serait capable d'atteindre des d�bits Internet mobiles sup�rieurs � 100 gigabits par seconde. L'�quipe a int�gr� l'ensemble du spectre de 0,5 GHz � 115 GHz dans une puce de la taille d'un ongle. Traditionnellement, une telle couverture n�cessitait neuf syst�mes radio distincts. Cette avanc�e pourrait contribuer � r�duire la fracture num�rique entre les communaut�s rurales et urbaines en �tendant la couverture � l'ensemble du spectre sans fil.La 6G est la future g�n�ration de r�seau mobile, appel�e � succ�der � la norme 5G. Elle est encore en phase de recherche et de normalisation, et son lancement commercial est envisag� autour de 2030. La 6G promet d'offrir des d�bits sup�rieurs � ceux de la 5G, avec des vitesses de l�ordre de la centaine de gigabits par seconde. Elle promet aussi une latence quasi nulle, ce qui signifie une r�activit� en temps r�el et une fiabilit� extr�me pour des usages critiques.
Des scientifiques chinois viennent de pr�senter la premi�re puce 6G au monde. D�velopp�e par des chercheurs de l'universit� de P�kin et de la City University of Hong Kong, la puce permettrait d'augmenter les vitesses de l'Internet mobile jusqu'� 100 gigabits par seconde, soit potentiellement 5 000 fois plus vite que les capacit�s actuelles dans les r�gions mal desservies. Elle pourrait am�liorer consid�rablement l'acc�s � Internet dans les zones rurales et isol�es.
La puce ne mesure que 11 mm sur 1,7 mm, et combine les communications par ondes millim�triques et t�rahertz avec les bandes micro-ondes � basse fr�quence. Cela permet une commutation transparente entre les fr�quences adapt�es � la fois � la couverture � distance et aux applications � haut d�bit.
Les hautes fr�quences offrent une bande passante massive et une latence ultra-faible, utiles pour des applications telles que la r�alit� virtuelle et les interventions chirurgicales. Les bandes plus basses offrent une couverture �tendue, essentielle pour atteindre les montagnes recul�es, les sites sous-marins et m�me l'espace.
L�industrie du mobile a d�j� les regards tourn�s vers la 6G, alors m�me que la 5G n�est pas encore pleinement d�ploy�e partout. Cela s�explique par une logique d�anticipation : les cycles des technologies de t�l�communication sont longs, et il faut pr�s d�une d�cennie pour d�velopper, tester, normaliser et d�ployer une nouvelle g�n�ration. Les acteurs travaillent donc d�s aujourd�hui sur la 6G pour ne pas �tre en retard au moment de son lancement pr�vu vers 2030.
La photonique au c�ur du syst�me
Le mat�riel sans fil conventionnel fonctionne dans une plage �troite, ce qui entra�ne des co�ts �lev�s et une grande complexit� lorsque plusieurs syst�mes sont n�cessaires. Pour surmonter cet obstacle, l'�quipe s'est tourn�e vers la fusion photonique-�lectronique. Un modulateur �lectro-optique � large bande convertit les signaux sans fil en signaux optiques. Ceux-ci sont trait�s par des composants photoniques, tandis que la transmission utilise le m�lange de fr�quences entre des lasers accordables.
Figure 1 : Photonique int�gr�e � tr�s large bande permettant la mise en place de r�seaux sans fil adapt�s � tous les sc�narios
Toutes les unit�s fonctionnelles sont regroup�es dans une petite puce. La qualit� de la communication est rest�e stable sur l'ensemble du spectre pendant les tests. Le syst�me a atteint un r�glage de fr�quence de 6 GHz en 180 microsecondes, soit des centaines de fois plus rapide qu'un clin d'�il. Son d�bit de donn�es monocanal a d�pass� 100 Gb/s. � titre de comparaison, la vitesse moyenne des r�seaux mobiles ruraux aux �tats-Unis est d'environ 20 m�gabits par seconde, selon les estimations de l'industrie.
� Le syst�me peut g�n�rer rapidement, pr�cis�ment et sans bruit des signaux de communication � n'importe quelle fr�quence comprise entre 0,5 et 115 GHz �, selon les chercheurs. La puce dispose d'une fonction de � navigation par fr�quence �, qui permet de passer � un canal clair en cas d'interf�rence.
� Si une bande subit des interf�rences ou des blocages, le syst�me peut automatiquement et instantan�ment passer � un canal clair, � l'instar d'un conducteur exp�riment� qui change de voie en douceur dans la circulation, garantissant ainsi une communication continue et ininterrompue �, a d�clar� le professeur Wang Cheng de l'universit� municipale de Hong Kong (CityU).
Comme il s'agit d'un prototype, les premiers r�seaux commerciaux � l'utiliser ne verront pas le jour avant plusieurs ann�es. Par ailleurs, les r�seaux 6G n�cessitent une infrastructure d�di�e et des appareils compatibles pour fonctionner. C'est pourquoi la plupart des analystes du secteur pr�voient que les applications commerciales ne seront pas disponibles avant 2030.
� Il est urgent de relever les d�fis li�s au d�veloppement de la 6G. Alors que la demande en appareils connect�s augmente rapidement, les r�seaux de nouvelle g�n�ration doivent tirer parti des atouts des diff�rentes bandes de fr�quences �, a d�clar� l'un des membres de l'�quipe, le professeur Wang Xingjun de l'universit� de P�kin, cit� par China Science Daily. L'�quipe a rapport� ses conclusions dans un article publi� fin ao�t dans la revue scientifique Nature.
Des cas d'usage strat�giques
Le professeur Shu Haowen de l'universit� de P�kin a d�clar� que cette puce offre � une programmabilit� polyvalente et un ajustement dynamique de la fr�quence �, trouvant ainsi un �quilibre entre taille, consommation d'�nergie et performances. Il est donc adapt� aux lieux tr�s fr�quent�s tels que les concerts ou les stades, o� des milliers d'appareils se connectent simultan�ment. En gros, elle est optimis�e pour des cas d'utilisation multiples et vari�s.
Wang Xingjun a d�clar� que la puce �tablit �galement la base mat�rielle des r�seaux natifs de l'IA. � Pour la premi�re fois, elle �tablit une base mat�rielle pour un v�ritable � r�seau natif de l'IA �, capable d'ajuster dynamiquement les param�tres de communication via des algorithmes int�gr�s afin de faire face � des environnements �lectromagn�tiques complexes, tout en effectuant une d�tection environnementale en temps r�el �, explique Wang Xingjun.
Les chercheurs visent d�sormais � cr�er des modules de communication plug-and-play, pas plus grands qu'une cl� USB. Ceux-ci pourraient �tre int�gr�s dans les smartphones, les stations de base, les drones et les appareils connect�s, ce qui pourrait acc�l�rer l'arriv�e de r�seaux 6G flexibles et intelligents.
La course vers la 6G : un nouvel enjeu de s�curit� nationale
La Chine est fortement impliqu�e dans la course vers la 6G, � la fois sur le plan scientifique, industriel et strat�gique. Depuis plusieurs ann�es, P�kin a lanc� des programmes nationaux de recherche d�di�s � cette technologie et finance des laboratoires sp�cialis�s. Les grandes entreprises chinoises des t�l�coms, comme Huawei, ZTE ou China Mobile, investissent massivement dans le d�veloppement de prototypes, de brevets et de normes techniques.
Figure 2 : Conversion photonique sans fil � large bande et g�n�ration de signaux sans fil
En 2023, un groupe de chercheurs dirig� par le professeur Chan Chi-hou de la CityU de Hong Kong a d�voil� la premi�re antenne au monde pour la 6G. Selon l'�quipe, cette antenne r�volutionnaire peut contr�ler de mani�re dynamique cinq aspects cruciaux des ondes �lectromagn�tiques gr�ce � un logiciel. Elle r�gle simultan�ment l'intensit�, la synchronisation, la fr�quence, la direction et les vibrations des ondes, marquant une avanc�e significative.
L'�quipe de recherche a baptis� ce prototype � antenne universelle � m�tasurface micro-ondes �. Son utilisation potentielle dans des syst�mes d'information avanc�s, la s�curit� des donn�es, le transfert d'�nergie sans fil et la direction contr�l�e des signaux en font une technologie polyvalente pour la 6G.
Contrairement � la Chine, o� l��tat joue un r�le moteur, aux �tats-Unis ce sont surtout les Big Tech et t�l�coms (Qualcomm, Apple, Intel, AT&T, Verizon�) qui m�nent les recherches. Le gouvernement f�d�ral soutient cependant ces efforts � travers des programmes comme le Next G Alliance, lanc� par l�Alliance for Telecommunications Industry Solutions (ATIS), qui f�d�re industriels, universit�s et agences publiques autour de la feuille de route 6G.
Washington consid�re la 6G comme un enjeu de s�curit� nationale. Apr�s avoir pris du retard sur la 5G face � la Chine, les �tats-Unis veulent �viter de d�pendre d�infrastructures �trang�res. Le pays mise donc sur l�innovation dans les domaines des puces, du cloud, de l'IA et de la cybers�curit� pour rester leader dans la prochaine g�n�ration de r�seaux. Bien que les recherches et les tests se poursuivent, les prototypes mat�riels sont encore absents.
Sur le Vieux continent, l�Union europ�enne a lanc� le projet Hexa-X (pilot� par Nokia et Ericsson), puis Hexa-X-II pour pr�parer la 6G. Ces programmes rassemblent op�rateurs, �quipementiers, instituts de recherche et universit�s � travers le continent, avec un financement public massif via Horizon Europe.
Sant� et technologie 6G : entre promesses et pr�cautions
Il est essentiel de prendre en consid�ration les pr�occupations li�es � la sant� qui ont �merg� avec l'essor des r�seaux sans fil, en particulier avec l'introduction de nouvelles g�n�rations de technologies.
L'une des principales inqui�tudes soulev�es par la 6G, tout comme ses pr�d�cesseurs, concerne les effets potentiels des ondes �lectromagn�tiques sur la sant� humaine. Les antennes et les dispositifs n�cessaires pour soutenir la 6G �mettront probablement des niveaux plus �lev�s de radiations...
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