La transmission de données à grande vitesse en espace libre améliore la connectivité pour les missions spatiales. Des chercheurs de l’ETH Zurich ont utilisé des modulateurs plasmoniques pour atteindre des vitesses de transfert de données record, promettant ainsi un essor des communications spatiales et potentiellement un accès Internet haut débit à l’échelle mondiale. La vitesse de transmission de cette technologie pourrait atteindre 1,4 Tbit/s, ce qui changerait la façon dont le monde est connecté.
Les scientifiques ont utilisé des modulateurs plasmoniques - des dispositifs qui utilisent des ondes lumineuses spéciales appelées polaritons plasmoniques de surface pour contrôler et modifier les signaux optiques - pour atteindre des taux de transfert de données allant jusqu'à 424 Gbit/s sur une liaison optique turbulente en espace libre pouvant atteindre 53 kilomètres (33 miles) de long. La nouvelle recherche jette les bases de liaisons de communication optiques à haut débit pour transmettre des données à l’air libre ou dans l’espace.
Par rapport aux systèmes de communication radiofréquence traditionnels, les réseaux de communication optiques en espace libre peuvent fournir une transmission de données à haut débit et de grande capacité avec une latence plus faible et moins d'interférences, bénéficiant ainsi à l'exploration spatiale. Cela augmentera l’efficacité du transfert de données, améliorera la connectivité et renforcera les capacités des missions spatiales.
Laurenz Kulmer du groupe Leuthold de l'ETH Zurich a présenté les recherches lors de la conférence Frontiers in Optics and Laser Science (FiOLS).
"La transmission à grande vitesse en espace libre est une option pour connecter le monde et servir de secours en cas de rupture de câbles sous-marins", a déclaré Coulmer. "Mais c'est aussi une étape vers un nouvel Internet haut débit abordable qui connecte le monde. De cette manière, il peut fournir un Internet haut débit stable à des millions de personnes qui ne sont actuellement pas connectées à Internet."
Les modulateurs à plasma sont idéaux pour les liaisons de communications spatiales car ils sont compacts et peuvent fonctionner à des vitesses élevées avec une faible consommation d'énergie sur une large plage de températures.
Lors d'expériences en extérieur avec des optiques en espace libre, les chercheurs ont atteint des taux de transfert d'informations allant jusqu'à 424 Gbit/s, inférieurs au seuil SDFEC de 25 %, un seuil en dessous duquel le système peut réparer les erreurs dans les données transmises malgré les interférences ou le bruit. Les expériences utilisant un modulateur plasmonique IQ dans un système à fibre optique standard ont atteint un débit plus élevé, jusqu'à 774 Gbit/s/pol, tout en restant inférieur au seuil SDFEC de 25 %.
Sur la base de ces résultats, les chercheurs affirment que la combinaison de modulateurs plasmoniques avec des communications optiques cohérentes en espace libre pourrait contribuer à augmenter le débit global, atteignant potentiellement des vitesses de 1,4 Tbit/s. Les résultats montrent également que l’exploitation de liaisons optiques en espace libre aux vitesses les plus élevées est plus avantageuse que l’utilisation de formats de modulation d’ordre supérieur et de liaisons à faible vitesse. Les chercheurs affirment qu'avec de nouvelles améliorations dans la conception des dispositifs et l'intégration photonique, des taux de transmission de données multiplexés en polarisation supérieurs à 1 Tbit/s par canal de polarisation devraient être réalisables.
"Prochaine étape, nous testerons la fiabilité à long terme de notre équipement", a déclaré Coulmer. "Les performances à grande vitesse sont déjà là, mais nous devons garantir qu'ils peuvent fonctionner pendant de nombreuses années dans l'environnement le plus difficile : l'espace."
Compilé à partir de/SciTechDaily