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203 - Avenir des réseaux de télécommunications au Canada

Le jeudi 30 mai 2019

Le Canada est reconnu pour le développement de nouvelles technologies de télécommunications. Le Canada est aussi reconnu comme étant un vaste pays. En 2016, le Conseil de la radiodiffusion des télécommunications canadiennes (CRTC) a déclaré que l’accès à Internet était un service essentiel et a établi des vitesses minimales. Depuis quelques années, plusieurs paliers gouvernementaux ont investi des milliards de dollars pour améliorer les infrastructures hors des grands centres urbains. L’objectif est de permettre aux citoyens hors des grands centres d’avoir accès à un service Internet de qualité afin de promouvoir le développement des régions, de diminuer l’isolement et d’améliorer l’accès à la télémédecine et à la télé-éducation. L’accès à un réseau de communication de plus en plus rapide et sécuritaire est un problème complexe dont la solution dépend beaucoup des besoins et de la situation géographique. Une meilleure communication entre chercheurs, fournisseurs et organismes de réglementation permettrait une meilleure propagation des connaissances, et ultimement le développement et le déploiement de technologies canadiennes innovatrices.

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Remerciements

Nos remerciements au Conseil national de recherches pour l’organisation de ce colloque. Nos remerciements à MDA Corporation pour le dîner, ainsi qu’à Oneweb pour le déjeuner et les collations.

Colloque
Section 200 - Sciences naturelles, mathématiques et génie
Responsables
Boris Lamontagne
Conseil national de recherches
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Avant-midi
08 h 30 à 11 h 30
Communications orales
Avenir des réseaux de télécommunications au Canada (Partie 1)
Batiment : Cégep G.-Roy
Local : 2.703
08 h 30
Mot de bienvenue
Boris Lamontagne (Conseil national de recherches)
08 h 40
Avènements charnières
Charles Terreault (Bell Canada)

En introduction à ce colloque sur l’Avenir des réseaux de télécommunications au Canada, des Avènements charnières qui ont eu une influence profonde sur le développement des télécommunications seront rappelés. Des avènements qui ont changés les paradigmes et qui peuvent encore nous inspirer.

Résumé
09 h 10
L’intégration photonique et son impact important sur les systèmes de communication de données
Odile Liboiron-Ladouceur (Université McGill)

Récemment, le développement technologique des circuits intégrés photoniques a grandement impacté les infrastructures de centre de données tout comme les systèmes de communications à longues distances par fibre optique. Depuis les années 80s, la fibre optique est devenue essentielle au déploiement des réseaux de communications au Canada. Aujourd’hui, l’interface optoélectronique entre la fibre et les processeurs de données est devenue déterminante dans la capacité de communication. L’Internet étant maintenant essentiel et vital à l’économie canadienne, les centres de traitement de données se doivent de soutenir la demande croissante de trafic. Par l’accessibilité à l’énergie renouvelable et par son climat nordique, ces centres deviennent de plus en plus présents au Canada. L’utilisation de circuits intégrés photoniques permet d’atteindre une efficacité énergétique. Son utilisation peut être bonifiée par de nouvelles conceptions des circuits intégrés électroniques avec les fonctions optiques associées. La photonique sur silicium est une technologie prometteuse dans ce secteur. De récents résultats de recherche seront présentés en lien avec le déploiement d’interconnexions optiques dans les centres de données. En particulier, des résultats expérimentaux de conception électronique et photonique (SiP/CMOS) brevetée seront présentés pour une interface et une interconnexion efficace à haut débit binaire entre la fibre optique et le serveur électronique.

Résumé
09 h 30
Circuits photoniques intégrés pour les systèmes de communication optiques de prochaine génération
Wei SHI (Université Laval)

La capacité de transmission d'une interface optique cohérente pourrait rapidement franchir le seuil du térabit par seconde (Tb/s) au cours de la prochaine décennie, et permettre un taux de modulation supérieur à 100 Gbauds. L’augmentation de la capacité d’un système fibré vers le Pb/s nécessite un multiplexage spatial en longueur d’onde, pour lequel la photonique sur silicium offre un grand potentiel grâce à sa capacité d’intégrer divers composants optiques sur une même plateforme. Nous passons en revue nos progrès récents en matière de transmissions optiques cohérentes de l’ordre du térabit telles que les transmissions QAM à 100 Gbauds et le super-canal à 800 Gb/s.​

Résumé
09 h 50
A venir
Benoit Pelletier (Ciena Corporation)

A venir

Résumé
10 h 10
Pause
10 h 20
Réseaux FTTH selon la norme NG-PON2 en milieux éloignés et ruraux
Francois Menard (AEPONYX inc.)

Plusieurs communautés en milieux éloignés veulent déployer leurs propres réseaux FTTH. Celles-ci se demandent quelle sera la meilleure architecture à long-terme.  Le choix d’un réseau passif optique pouvant être exploité par une ou plusieurs entité(s) locale(s), souvent sans but lucratif, ainsi que par un ou plusieurs opérateurs privés, serait justifiable pour un financement gouvernemental.

D’un point de vue technique, le standard NG-PON2 est le seul qui permet à ce que plusieurs d’ondes soient assignées à divers fournisseurs, en présence d’un réseau extérieur mutualisé.  Il est alors possible pour chaque opérateur de faire ses propres choix quant au service et au type de technologie déployée chez les abonnés.

Le réseau NG-PON2 serait également en mesure de permettre à la même infrastructure de fibre optique mutualisée d’être utilisée pour relier des antennes 5G abordables (small cells) compatibles avec les mêmes appareils que ceux utilisés en milieux urbains.

À ces égards, des réseaux éloignés et ruraux conformes à la norme NG-PON2 seraient technologiquement exploitables à distance par une panoplie d’opérateurs, incluant les titulaires.

Ces derniers pourraient le faire selon des modèles d’affaires fondés sur l’exploitation d’installations qui leurs sont propres, un modèle d’affaires connue apte à leur confiance, même en présence d’un réseau d’accès par fibre optique mutualisé, mais maintenant suffisamment bien financé pour demeurer fiable.

Résumé
10 h 40
Connectivité sans fil à faible consommation d’énergie et courte latence pour les dispositifs en périphérie des réseaux 5G qui permettent l'intelligence humaine et machine augmentée
Frédéric Nabki (ÉTS - École de technologie supérieure)

Une innovation liée aux technologies 5G sera la grande réduction de la latence de communication des systèmes sans-fil : de 40 ms avec LTE à près de 1 ms avec le 5G. Cela dit, les coûts d’utilisation et la consommation d’énergie élevés des chipset 5G sont une barrière à leur utilisation de masse et des technologies sans fil complémentaires sont nécessaires.

Cette présentation fera un survol sur la recherche derrière l’entreprise SPARK Microsystems qui développe une puce sans fil ayant des performances de débit, de latence et de consommation d’énergie dix fois meilleures que les technologies actuelles comme Bluetooth ou ZigBee. Notamment, cette puce pourra complémenter les chipsets 5G dans les environnements temps réel à faible latence, pour permettre une extension du réseau 5G à courte latence vers les dispositifs en périphérie des réseaux qui sont limités en énergie et non propices au déploiement de chipsets 5G, étant donnés leur coût et leur consommation d’énergie élevés.

Cette puce en voie de commercialisation réduit la latence dans les derniers mètres des communications sans fil et est idéale pour complémenter les réseaux 5G et ce, dans les dispositifs en périphérie des réseaux. Les dispositifs connectés à faible coût, latence et consommation d’énergie qui en découleront seront utilisés pour augmenter l’intelligence humaine et machine à l’aide de capteurs et d’actionneurs à faible latence qui feront partie de systèmes utilisés en réalité augmentée et dans l’Industrie 4.0.

Résumé
11 h 00
Système de communication et d’approvisionnement en énergie pour l’internet des objets industriels (IIoT)
Nadir Hakem (UQAT - Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue), Mohamed Ailas (UQAT)

Face à la quatrième ère industrielle, dans laquelle les industries minières doivent intégrer des solutions d’information et de communication dans leurs chaînes de valeur complètes, les technologies de l’Internet des objets industriels (IIoT) jouent un rôle vital pour la réalisation de cette révolution. Les avancées récentes dans le domaine des communications sans fil, en particulier des capteurs sans fil (WSN), sont généralement considérées comme un moyen essential pour la prise en charge de la transmission et de la communication de données IIoT tout en optimisant la dépense énergétique à différents niveaux de l’architecture de ces réseaux. Bien que la gestion d’énergie est primordiale dans la mise au point des WSNs, il reste que la durée de vie du réseau et des capteurs dépend fortement de la capacité de ces derniers à emmagasiner de l’énergie.

Pour contourner ce problème, les techniques de récupération d'énergie récentes sont considérées comme une solution prometteuse pour permettre la mise en œuvre du concept : « déployer et oublier » pour les technologies sans fil.  Il s’agit dans cette présentation de donner un aperçu des principales techniques de récupération d’énergie permettant de supporter le déploiement des IIoT dans un environnement minier. Puis de discuter brièvement une solution avancée utilisant un même signal pour la transmission et pour alimenter les capteurs à travers un canal radio pour leurs assurer une pérennité énergétique et une communication réseautique.

Résumé
11 h 30 à 12 h 30
Communications orales
Démonstration de cyberattaque par le Centre collégial de transfert de technologie (CCTT) en cybersécurité du Cégep de l'Outaouais
Batiment : Cégep G.-Roy
Local : 2.703
Dîner
12 h 30 à 13 h 00
Dîner
Dîner
Batiment : Cégep G.-Roy
Local : 2.703
08 h 30
Technologies photoniques pour les réseaux haut débit en régions rurales et éloignées
Sylvain Raymond (Conseil national de recherches du Canada)

Suite à un mandat du gouvernement fédéral, le CNRC est en phase de démarrage pour un nouveau programme de recherche intitulé ‘Réseaux à hauts débits et sécures pour régions rurales et éloignées’ (RHDS). Une vue d’ensemble du programme sera présentée suivie d’une revue des avancées en recherche sur les composants photoniques avancés au CNRC. En nous basant sur différents résultats de recherche en photonique silicium, sources à boîtes quantiques, photo-détecteurs et dispositifs imprimables, nous allons explorer comment une nouvelle génération de dispositifs pourrait contribuer au développement futur des réseaux de télécommunications, en particulier pour les régions rurales et éloignées.

Résumé
Après-midi
14 h 00 à 17 h 00
Communications orales
Avenir des réseaux de télécommunications au Canada (Partie 2)
Batiment : Cégep G.-Roy
Local : 2.703
13 h 00
Un réseau convergent pour une expérience personnalisée
Sylvain Marsan (Vidéotron), Géraldine Trouillard (Vidéotron)
13 h 20
Fiabilité et durabilité des réseaux de télécommunications
Brunilde Sanso (Polytechnique Montréal)

La dépendance accrue de nos sociétés aux technologies Internet et aux téléphones cellulaires fait de la fiabilité des réseaux de télécommunications un enjeu majeur et conduit à un accroissement des demandes énergétiques et environnementales, ce qui crée aussi un problème de durabilité. Dans cette présentation nous faisons un survol des défis en fiabilité et durabilité des réseaux actuels et futurs en analysant sous un tel angle des technologies proposées. Nous  présentons aussi quelques résultats qui visent la conception et le développement de modes de fonctionnement robustes et à faible impact environnemental. De plus, nous décrirons également des modèles et une plateforme qui font les liens d’interopérabilité entre ces télécommunications et les systèmes qui en dépendent, tels les villes intelligentes, les réseaux énergétiques ou les réseaux de transport, qui montrent qu’il est possible d’envisager des solutions conjointes de design et d’opération pour une meilleur fiabilité et durabilité.

Résumé
13 h 50
Réseaux 5G: technologies et enjeux
Abdelmoumen Mouaki-Benani (UQO - Université du Québec en Outaouais)

Les efforts des opérateurs de télécommunication conjugués à ceux des entreprises de la haute technologique du monde entier sont déployés durant ces dernières années pour développer de nouvelles solutions technologiques répondant à la demande croissante des services de données sans fil favorisée par l’internet mobile et la prolifération des appareils intelligents. Il s’agit de l’élaboration d’un nouveau système de communication cellulaire qui répond aux exigences primordiales suivantes: très haut débits de données, une qualité d’expérience améliorée, une latence de communication très réduite et une faible consommation d'énergie. Ces efforts sont couronnés par l’adoption de la technologie mobile de cinquième génération (5G) qui représente la prochaine itération de technologies de communications mobiles conçues pour améliorer les réseaux mobiles (par exemple, 3G, 4G). Les réseaux 5G devraient fournir des vitesses plus rapides, plus grandes capacité et le potentiel de prise en charge de nouvelles fonctionnalités et services.

 

L’objectif de cette présentation est d’introduire en premier lieu, la vision projetée lors du développement des réseaux de communication 5G, ainsi qu’une brève description de ces différentes composantes technologiques. Ensuite, on présentera un survol des efforts consentis à l’échelle mondiale dans la conception et le déploiement des réseaux 5G. Finalement, l’état des lieux quant aux réseaux 5G au Canada sera exposé.

 

Résumé
14 h 10
La gestion durable du spectre
Marc Levesque (CRC)

En 2014, le Centre de recherches sur les communications (CRC) a lancé trois Grands défis qui pourraient entraîner une transformation radicale du cadre de gestion du spectre au Canada. Ces programmes relèvent des défis scientifiques et techniques de grande envergure, par l’entremise d’un développement technologique stratégique et de démonstrations de faisabilité. Chaque défi cherche à relancer le débat sur des questions précises, dont la compréhension du spectre et de son utilisation, l’attribution dynamique du spectre et l’augmentation de l’offre de spectre. Au bout du compte, le but est de combiner les résultats individuels des programmes pour montrer la possibilité d’obtenir un cadre de gestion durable du spectre qui est en mesure d’attribuer le spectre « sur demande » et de créer un nouveau paradigme de partage dynamique du spectre. Cela ouvrira de nouvelles possibilités pour mieux servir tous les Canadiens.

Résumé
14 h 30
Télécoms en régions éloignée : plus difficile que d’aller sur la lune!
Martin Levert (Hydro-Québec)

Hydro-Québec vient de compléter un exercice de revue des besoins pour les centrales électriques autonomes au Nunavik et sur la Basse-Côte-Nord.

Nous avons maintenant une perspective claire sur les défis que représentent les télécommunications critiques en région isolées.

Les grands défis : l’accès à la bande passante, le délai de transmission et les coûts.

Il est présentement impossible de concilier ces trois aspects de manière efficiente.

Hydro-Québec se dirige donc vers un amalgame de technologies afin de combler tous les besoins opérationnels et administratifs dans les régions isolées comme la Basse-Côte-Nord, Schefferville et le Nunavik.

Nous aimerions partager nos constats et notre vision à moyen et long terme pour les télécommunications dans ces régions.

 

Résumé
14 h 50
Pause
15 h 00
L’évolution des technologies sans fil pour supporter l’explosion de l’Internet des objet (IoT)
Eric Bourbeau (Groupe X-TELIA Inc.)

Les analystes du monde entier prédisent qu’il y aura entre 30 et 50 milliards d’objets connectés dans le monde en 2025.  Nous sommes donc à l’aube d’une explosion qui verra toute sorte de capteurs, en grande majorité sans fil, être déployés dans des secteurs comme la ville intelligente, l’industrie 4.0 (IIoT), l’agriculture intelligente, la gestion intelligente des bâtiment, l’environnement, etc.

Ce n’est pas d’hier que l’on déploie des capteurs sans fil, mais jusqu’à présent il s’agissait principalement de capteurs reliés par technologie cellulaire.   Le cellulaire qu’on connait étant très puissant, mais énergivore et dispendieux, cette technologie s’est surtout déployée pour relier des appareils critiques, dont le coût de connectivité était facilement justifiable. 

L’explosion du nombre d’objets connectés implique qu’un très grand nombre de capteurs enverrons de petites quantités de données qui individuellement auront peu de valeur. La technologie cellulaire, sa consommation énergétique et son coût ne seront donc pas justifiable pour un très grand nombre d’applications. 

C’est là qu’entrent en scène de nouvelles familles de technologies sans fil, beaucoup mieux adaptées à ce nouveau marché que l’on nomme maintenant le Massive IoT (l’Internet des objets massif).

Autant l’industrie du sans-fil que de nouveaux entrants s’apprêtent à livrer bataille pour la conquête de ce nouveau marché des objets connectés.  Cette conférence fera le tour de la question.

Résumé
15 h 20
L’avenir des technologies de télécommunications spatiales large bande pour une connectivité accrue

Les constellations de satellites en orbite basse promettent de révolutionner l’accès large bande mondial

et particulièrement dans les endroits non desservis par les satellites géostationnaires tel que le Grand

Nord canadien. Pour mettre en oeuvre ces systèmes complexes et atteindre les cibles de capacité, de

flexibilité, de disponibilité et de coût, de nouvelles technologies de pointe sont en développement.

Parmi ces technologies clés, on retrouve d’abord les antennes réseau à balayage électronique. Ce type

d’antenne est déjà employé au sol dans de multiples applications mais leur complexité grandit

considérablement lorsqu’elles sont embarquées sur des satellites en orbite basse et qu’elles doivent

suivre dynamiquement de multiples cibles.

Deuxièmement, bien que les liens optiques spatiaux en espace libre soient employés depuis plusieurs

années pour des satellites relais, leur utilisation pour des communications large bande ne sont pas

répandues. De plus, la technologie est relativement mature pour les liens optiques inter‐satellites mais

elle l’est beaucoup moins pour le communiquer optiquement avec les stations terrestres.

Finalement, les processeurs numériques régénératifs sont les éléments centraux d’un réseau haut débit

satellitaire. Certains de leurs concepts sont déjà bien implantés sur des satellites existants mais ils doivent

évoluer afin de supporter les débits extrêmes demandés ainsi que s’adapter continuellement aux

nouveaux standards de communication.

Résumé
15 h 40
Prototype de récepteur optique de clés de chiffrement quantiques pour une démonstration aéroportée comme précurseur à la mission microsatellite QEYSSAT
André Fougères (Institut national d'optique)

L'INO a participé à la mise au point d’un prototype de communication en espace libre pour la distribution de clés de chiffrement quantiques avec l'Institute for Quantum Computing de l’université de Waterloo pour une démonstration aéroportée en guise de précurseur à la mission QEYSSat de l'agence spatiale canadienne. La démonstration consistait en la création d’un lien optique entre le sol et un aéronef supportant la génération et la distribution de clés de chiffrement quantiques. La contribution de l’INO a consisté à développer un récepteur compact adaptable à une mission microsatellite à faible coût. Ce récepteur comprend trois sous-systèmes: le télescope, l’unité d’acquisition, pointage et poursuite (APT) et l’analyseur optique intégré (IOA; un polarimètre). Ces sous-systèmes sont interconnectés: la lumière émise par le projecteur au sol, composée d’un signal de balise et du canal quantique, est collectée par le télescope puis envoyée à l'APT où le canal quantique est redirigé vers l'IOA tandis que la balise est dirigée vers le détecteur de balise. L'unité comprend également deux dispositifs électroniques (contribution de Neptec): le système de détection de position de faisceau (comprenant le détecteur de balise) et un dispositif de poursuite de faisceau. La commande au dispositif de poursuite du faisceau est transmise par le module de contrôle de l’APT. Ce module assure l’alignement de la balise afin de garantir la réception optimale du canal quantique sur l'IOA.

Résumé
16 h 00
Le système non-géostationnaire de OneWeb – bientôt toute la planète sera branchée.
Marc Dupuis (OneWeb)

Depuis le lancement de ses premiers six satellites en orbite basse, la société OneWeb ne cesse de faire des vagues dans le monde des affaires et des télécommunications avec son projet ambitieux de lancer des centaines de satellites non géostationnaire pour connecter les zones non branchées ou mal desservies afin de réduire la fracture numérique. En fait, une de ses missions principales est de connecter toutes les écoles du monde entier à Internet. Ce projet demande des investissements de plusieurs milliards de dollars, et OneWeb est la seule société qui jusqu’à maintenant a obtenu des financements substantiels et qui procède rapidement à la construction et lancement de sa constellation satellitaire. La présentation décrira les concepts et l’architecture des réseaux à satellites non-géostationnaire et leur avantage vis-à-vis des autres solutions de connectivité comme la fibre optique, les réseaux sans fil mobiles et fixes, et les satellite géostationnaires.  

Résumé
16 h 20
La technologie transformatrice : un levier essentiel de la prospérité canadienne
Jean-Charles Fahmy (CENGN)

En tant que président et chef de la direction de CENGN, Jean-Charles (JC) Fahmy est responsable de la direction stratégique de la société et des activités quotidiennes de l’organisation. Il assure la réalisation de la mission de CENGN en collaborant étroitement avec ses partenaires et l’écosystème des TIC afin de renforcer et promouvoir le développement de l’économie de l’innovation du Canada.

 

Au cours de sa présentation, JC explorera le lien entre connectivité et prospérité en examinant l’état de l’industrie des TIC au Canada, ainsi que les raisons pour lesquelles cette industrie est si importante pour l’économie canadienne. Il définira également différentes stratégies à mettre en œuvre pour renforcer le leadership de notre pays dans le secteur des TIC.

Résumé
16 h 40
L’état de l’industrie des télécommunications au Canada et l’agenda et les enjeux règlementaires du CRTC pour la prochaine année
Philippe Tousignant (Gouvernement fédéral)

Au cours des dernières décennies, la technologie des communications a connu de profondes transformations. Aujourd’hui, les Canadiens ont accès en temps réel à un monde d’information et de divertissement sur diverses plateformes. Ils comptent sur leur système de communication pour créer du contenu significatif, contribuer à l’économie et à la démocratie du pays et communiquer avec leurs amis, leurs familles et leurs communautés.

Le Rapport de surveillance des communications (RSC) du CRTC se veut un outil destiné à analyser l’évolution du système de communication au pays. Il est conçu de manière à permettre d’appuyer sur des éléments de preuve l’élaboration de politiques, la prise de décisions, de même que la tenue de discussions publiques ouvertes sur des politiques réglementaires et des enjeux touchant la radiodiffusion et les télécommunications.

Le RSC présente un large éventail de données portant sur de nombreux aspects du secteur des communications, notamment le rendement financier, les caractéristiques de l’industrie, les dépenses au titre des émissions canadiennes ainsi que les prix et la disponibilité des services.

La présentation du RSC 2018 servira, ensuite, à traiter de l’agenda du CRTC pour l’année à venir et des enjeux règlementaires qu’il couvre, soit les télécommunications, la radiodiffusion et la protection des consommateurs et du public.

Résumé
17 h 00
Plénière : les technologies de communications pour les régions rurales et éloignées
Boris Lamontagne (Conseil national de recherches)