WADAPT : Wireless Allowing Data and Power Transfer (Elizabeth Locci et Cédric Dehos)
Mondrian
Bât. 25
Le consortium WADAPT (Wireless Allowing Data and Power Transfer) a été créé pour étudier le transfert de données (multi-gigabits) sans fil pour les applications de physique des hautes énergies (LoI, CERN-LHCC-2017-002; LHCC-I-028. - 2017). Les nouvelles technologies radio en bande de fréquence millimétrique permettent un transfert rapide du signal et un partitionnement efficace des détecteurs dans les régions topologiques d'intérêt. De grandes largeurs de bande sont disponibles: 14 GHz à 60 GHz et 32 GHz à 140 GHz, respectivement. Cela fournirait des réponses élégantes à des topologies complexes pour un déclenchement rapide et même pour des applications physiques nécessitant des données «sans trigger», telles que des processus de faible masse, des désintégrations exotiques de Higgs, des particules chargées à vie longue. Les systèmes de détection complexes pourraient être facilement dirigés et contrôlés. L'impact des installations de câbles massives (et donc du matériel mort) sur la qualité des mesures et des coûts pourrait être réduit.
Un exemple d'utilisation est le transfert d'informations à partir d'un détecteur de vertex largement utilisé dans nos expériences. Nous développons actuellement un programme cohérent avec des étapes et des livrables sur 3 ans dans le but de construire un démonstrateur comme preuve de principe pour une utilisation dans les futures expériences HEP. Pour les détecteurs de vertex au HL-LHC, par exemple, la bande passante de 60 GHz est adéquate et des produits commerciaux sont disponibles. Ils ont été testés pour le confinement du signal, la diaphonie, l’immunité électromagnétique et la résistance au rayonnement (jusqu'à 1014 Neq / cm2). Un démonstrateur à 60 GHz est actuellement construit à Heidelberg, utilisant la technologie SiGe BI-CMOS de 130 nm, avec une topologie d'activation / désactivation. À la suite de ce développement, un démonstrateur optimisé est prévu pour évaluer la faisabilité et les performances, affiner l'estimation du transfert de données requis, la consommation d'énergie, le BER, la latence, la masse, la résistance au rayonnement, les antennes à haute directivité, le coût et établir une base solide pour concevoir le système de lecture final.
Une bande passante plus large est disponible à 140 GHz et des débits de données plus élevés (de 20 à plus de 100 Gbps, selon l'architecture) sont possibles pour les applications futures au FCC, sans dégradation des performances.
Une fois la démonstration de principe effectuée, il n’y aurait plus aucun obstacle à généraliser l’utilisation de la lecture sans fil à d’autres détecteurs, avec la possibilité d’ajouter une intelligence sur détecteur pour effectuer une reconstruction quadridimentionnelle des traces et des vertex en ligne, afin d’attacher les traces à leur vertex avec une grande efficacité même dans des conditions expérimentales difficiles.
Le projet WADAPT comprend une étape à long terme visant à transmettre de l'énergie sans fil. Le Leti travaille sur les concepts de transmission RF simultanée de données et d'énergie, et de récupération d'énergie. Cela créerait un nouveau paradigme pour la transmission de données et de puissance dans les détecteurs de physique des particules.
Le séminaire se fera à deux voix : présentation du contexte physique par Elizabeth Locci et des aspects technologiques par Cédric Dehos.