Une plate-forme « unique en son genre » pourrait aider à inaugurer la technologie 6G
Lorsque nous imaginons ce que les prochaines décennies apporteront en termes d’avancées technologiques, nous pensons souvent à des voitures autonomes, à des chirurgies à distance ou robotisées et à des applications de réalité virtuelle plus immersives.
Mais toutes ces technologies ne sont pas possibles sans des avancées significatives dans les communications sans fil. C’est ce qui a fait l’objet de recherches en cours à Northeastern’s Institut pour l’Internet des objets sans fil, où une équipe de chercheurs prévoit désormais d’utiliser de nouvelles subventions pour construire une station de base cellulaire unique en son genre qui permettra la recherche sur la technologie des réseaux 5G et 6G.
Il est prévu que la 5G, la génération actuelle de communications sans fil, pourrait être jusqu’à 20 fois plus rapide que la génération précédente, ou 4G LTE ; le prochain niveau de bande passante attend, et avec lui des technologies améliorées et une connectivité plus large.
Le financement d’environ 2 millions de dollars, déboursé sur trois ans par la National Science Foundation, servira à la construction d’une plate-forme entièrement ouverte et programmable qui pourrait tester des bandes radio à haute fréquence dans le but de débloquer des vitesses Internet encore plus rapides et de résoudre les obstacles à la connectivité. qui affligent la 5G, disent plusieurs experts du Nord-Est impliqués dans la recherche.
De gauche à droite : Tommaso Melodia, directeur du laboratoire WiNES et Dimitrios Koutsonikolas, professeur agrégé de génie électrique et informatique. Photos par Matthew Modoono/Université Northeastern
La plate-forme serait composée de huit nœuds cellulaires distincts qui seraient construits autour du campus, servant de stations de base cellulaires ou de points d’accès Wi-Fi. La plate-forme sera disponible pour la communauté de recherche au sens large.
Et de manière unique, la plate-forme de recherche s’appuierait principalement sur des logiciels pour tester les capacités Wi-Fi et cellulaires, une rupture par rapport aux plates-formes dépendantes du matériel utilisées par les opérateurs d’aujourd’hui. Les chercheurs disent que c’est la clé du développement de la 6G.
« Une grande partie du passage de la 5G à la 6G est le passage de l’infrastructure matérielle à l’infrastructure logicielle », déclare Dimitrios Koutsonikolas, professeur agrégé de génie électrique et informatique à Northeastern.
Les fournisseurs de réseaux, les vendeurs et les chercheurs universitaires demandent depuis longtemps aux entreprises de s’éloigner du modèle matériel propriétaire pour adopter une approche plus « logicielle ouverte », ce qui implique de découpler la fonctionnalité réseau du matériel sous-jacent des systèmes. Cette nouvelle approche favorise « l’interopérabilité et la programmabilité », des concepts qui, selon Koutsonikolas, remettent en question le paradigme du marché existant.
Et c’est un paradigme qui peut être vu dans les différentes industries technologiques. Prenez les ordinateurs : Apple et Microsoft ont leurs propres systèmes d’exploitation, appelés respectivement macOS et Windows. Chaque système logiciel est effectivement incompatible avec le matériel concurrent. Bien qu’il existe des moyens de surmonter ces limites, ils ne sont pris en charge par aucune des deux sociétés.
Photo de Matthew Modoono/Université Northeastern
Ces limitations matérielles propriétaires existent également dans le monde des tours de téléphonie cellulaire, explique Koutsonikolas. Mais ceux sur le terrain ont travaillé pour changer le paradigme, notamment le Alliance O-RAN, qui a réclamé « une norme d’interconnexion unifiée pour le matériel de la boîte blanche et les éléments logiciels open source de différents fournisseurs ».
La plate-forme cellulaire du Nord-Est incarnera ces idéaux, car les chercheurs prévoient de «programmer entièrement l’architecture du réseau», déclare Tommaso Mélodia, professeur titulaire de la chaire William Lincoln Smith d’ingénierie électrique et informatique à Northeastern et directeur de l’Institute for the Wireless Internet of Things.
Alors que la technologie 5G est encore nouvelle et en passe d’être largement déployée, les chercheurs se tournent déjà vers la 6G, qui sera un élément fondamental de près de toutes les industries de la société, les experts disent. La prochaine génération de technologie sans fil n’est pas attendue avant 2030, car chaque nouvelle génération met environ une décennie à se développer, dit Melodia.
« Nous sommes à une époque où l’avenir des communications sans fil est clairement un sujet de discussion très important », déclare Melodia. «Cela a des impacts sur la majeure partie de l’économie et a une valeur géopolitique et géostratégique en termes de maintien du leadership nord-américain dans cet espace.»
Il dit que la 6G fonctionnera sur des bandes de fréquences élevées, bien supérieures à celles utilisées dans les générations de réseaux précédentes. Les experts affirment que ces fréquences plus élevées augmenteront considérablement les capacités sans fil et réduiront les latences, ou le temps nécessaire à un réseau pour communiquer avec les appareils et les utilisateurs.
Actuellement, la 5G fonctionne sur des ondes millimétriques, qui sont à courte portée et facilement bloquées par les obstacles environnementaux.
« La première génération à utiliser les soi-disant mmWaves était la 5G », explique Melodia. « Mais la 6G ira au-delà de cela. »
Melodia dit que la 6G dépendra de cette approche « O-RAN », ou réseau d’accès radio ouvert. Il sera également façonné par l’IA et l’apprentissage automatique, qui sont mieux pris en charge par la softwareization de l’infrastructure Wi-Fi et cellulaire.
En tant que telle, la nouvelle plate-forme serait conçue de manière à « tout tester, des applications réseau aux formes d’onde spécifiques utilisées pour transférer des informations », explique Melodia.
Le financement du projet fait partie de la « subvention majeure d’instrumentation de recherche » de la National Science Foundation. Au total, 2 967 986 $ seront consacrés à cet effort, dont environ 1 million de dollars en contribution de contrepartie de Northeastern, a déclaré Melodia.
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