L'équipe de l'UCL développe la fréquence

Les chercheurs de l'UCL, avec leurs collègues en Chine, ont développé une nouvelle méthode de multiplexage référencée en fréquence qui peut fournir une bande passante garantie et une faible latence pour les applications critiques dans le cloud. Il pourrait fournir la connectivité nécessaire aux applications du futur telles que les voitures sans conducteur et les flottes de drones. Un article en libre accès sur la méthode est publié dans Nature Electronics.

Les applications cloud émergentes telles que la réalité virtuelle et les flottes de voitures connectées exigent des connexions garanties, ainsi qu'une latence faible et stable, vers les centres de données périphériques. Actuellement, les communications utilisateur-cloud reposent sur des trames de données programmées via des réseaux à fibre optique à topologie arborescente, qui sont incapables de fournir des connexions garanties avec une latence faible ou stable et ne peuvent pas être adaptées à un plus grand nombre d'utilisateurs.

… Nous utilisons la synchronisation d’horloge et de fréquence optique, rendue possible par des techniques de peigne de fréquence et de traitement du signal, pour fournir à chaque utilisateur une bande passante optique dédiée, créant ainsi des communications en amont utilisateur-cloud évolutives. À titre de preuve de concept, nous démontrons un système de multiplexage par répartition en fréquence desservant jusqu'à 64 utilisateurs avec une bande passante globale de 160 GHz, présentant un débit de données allant jusqu'à 4,3 Gbit/s par utilisateur (capacité agrégée de 240,0 Gbit/s compte tenu d'une bande de longueur d'onde de 200 GHz). avec une sensibilité de récepteur élevée de –35 dBm.

Concept de FDM en amont synchronisé avec l'horloge et la fréquence optique pour les applications à temps critique. a, un peigne de fréquences à large bande passante étroitement espacées généré au niveau du cloud périphérique, référencé à une horloge source dans un centre de données périphérique. b, peigne de fréquence filtré envoyé depuis un cloud périphérique ou un terminal de ligne optique aux utilisateurs. c, signaux FDM en amont ; chaque longueur d'onde utilisateur est verrouillée sur une tonalité sélectionnée dans le peigne de fréquences distribuées, formant un signal optique à large bande passante qui est détecté par un seul récepteur cohérent. d, Différentes bandes WDM (par exemple, bande passante de 100 à 200 GHz) couvrent différents réseaux passifs à fibre divisée. Les couleurs bleu, vert et rouge indiquent les différentes bandes WDM. e, Exemples d'applications à temps critique, y compris le système de trafic coopératif et la réalité virtuelle. Zhou et coll.

La méthode de multiplexage référencée en fréquence pourrait fournir plus de 20 fois la capacité des meilleurs réseaux haut débit entièrement fibre disponibles et 65 fois la vitesse du haut débit domestique typique du Royaume-Uni, ainsi qu'une connexion quasi garantie et une faible latence.

Les réseaux de télécommunications sont essentiels au fonctionnement d’Internet : ils sont l’équivalent numérique des routes transportant les données qui nous connectent au Cloud. Les meilleurs réseaux utilisent des câbles à fibres optiques pour transmettre et recevoir des informations. Pour le nouveau haut débit entièrement fibre qui se déploie dans tout le Royaume-Uni, le multiplexage temporel (TDM) est la technologie la plus couramment utilisée pour gérer le trafic, qui combine les données de plusieurs utilisateurs en un seul signal. Chaque utilisateur se voit attribuer de courts créneaux horaires pendant lesquels ses données peuvent être transférées en petits morceaux, avant que les données ne soient réassemblées à destination.

Le problème clé du TDM est que les données de chaque utilisateur doivent attendre un créneau horaire avant de pouvoir être transmises via la fibre, comme les voitures attendent de pouvoir repartir aux feux tricolores. Avec la technologie actuelle, cette approche s'est avérée nécessaire pour coordonner la transmission via la fibre, mais cela limite également la capacité de données disponible et augmente le temps nécessaire à l'envoi des données via le réseau.

Les services haut débit en fibre optique les plus rapides disponibles au Royaume-Uni offrent une vitesse de téléchargement supérieure à un gigabit par seconde (Gb/s), généralement avec une vitesse de téléchargement beaucoup plus lente. L'adoption du haut débit par fibre optique a considérablement augmenté ces dernières années avec le déploiement des connexions par fibre optique dans les foyers et les entreprises à travers le pays, mais pour la plupart des utilisateurs britanniques du haut débit, la dernière partie de la ligne qui arrive à leur domicile reste plus ancienne et plus lente. câblage.

Par conséquent, la vitesse moyenne du haut débit au Royaume-Uni en septembre 2022 n’était que de 65,3 mégabits par seconde (Mb/s).