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Adieu les fils, l'ultralarge bande arrive !

Ridha Loukil

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- Fini les câbles derrière le PC ou le meuble hi-fi ! Le rêve devient réalité avec la technologie radio Ultra Wide Band. À condition que l'industrie s'entende sur un standard...

Au prochain salon CES de l'électronique grand public, à Las Vegas en janvier prochain, une demi-douzaine de fabricants, dont le japonais Sony, le coréen Samsung et le chinois Haier, vont exposer des téléviseurs à écran plat, caméscopes, enregistreurs vidéo et autres produits numériques, qui se connectent entre eux le plus simplement du monde : sans fil. Ni Bluetooth, ni Wi-Fi, ni infrarouge. La connexion sera assurée par une liaison radio à ultralarge bande, plus connue sous le sigle anglais UWB (pour ultra wide band).

Trois grandes applications en vue...

Il s'agit d'une nouvelle technologie de communication radio à courte portée mais à ultrahaut débit. En développement aux États-Unis depuis 2000, elle promet ni plus ni moins la suppression de la jungle de fils de connexion qui encombrent aujourd'hui le meuble hi-fi ou l'environnement du PC. Les débits annoncés sont impressionnants : aujourd'hui plus de 100 Mbit/s pour une portée de 10 m, avec la perspective de monter rapidement à 500 Mbit/s puis 2 Gbit/s. De quoi satisfaire non seulement les besoins des produits multimédias actuels mais aussi ceux de prochaine génération, tels les appareils photo à 10 mégapixels et plus, les caméscopes et les téléviseurs à pleine haute définition, ou encore les lecteurs-enregistreurs de disques à laser bleu, successeurs des actuels DVD.

En termes de portée, l'UWB se situe dans le domaine de Bluetooth, avec l'avantage d'un débit multiplié par 100 à 1 000 et une consommation électrique divisée par 40 à 50, selon Jon Adams, directeur de la technologie radio chez Freescale, l'ancienne division semi-conducteurs de Motorola. En termes de débit, elle va plus loin que Wi-Fi tout en consommant 100 à 200 fois moins de courant.

Cela n'en fait pas pour autant une concurrente pour Bluetooth ou Wi-Fi. Selon Jon Adams, Bluetooth reste parfaitement adpatée aux applications de liaison vocale (entre le téléphone mobile et le casque par exemple) ou de synchronisation de répertoires, agendas et messageries (entre l'assistant personnel et le PC). Mais pas au multimédia. De son côté, Thierry Marseille, porte-parole technologie chez Intel France, voit en Wi-Fi toujours un excellent moyen pour réaliser un point d'accès sans fil à l'Internet, un réseau domestique ou une liaison entre l'ordinateur fixe au fond de la maison et le PC portable dans le jardin. « Mais c'est une technologie réseau trop complexe à mettre en oeuvre dans des applications de connectivité de produits grand public à cause de son protocole TCP/IP. Sans parler de son débit, en apparence honorable, avec ses 54 Mbit/s pour les versions les plus évoluées, mais en réalité bien inférieur en raison de son mode partagé. »

L'UWB ouvre ainsi la voie à trois grandes applications. La première est l'USB sans fil, objet des travaux du consortium Wireless USB Promoters Group. L'USB 2.0, qui équipe PC, périphériques informatiques et matériels audiovisuels destinés à communiquer avec lui (baladeurs multimédias, appareils photo numériques, caméscopes...), offre un débit théorique de 480 Mbit/s, qui se trouve être, par hasard, celui de l'UWB à 1 m de portée. La suppression du fil de ce port de connexion devrait susciter de l'innovation dans l'industrie en vue de l'élargissement de la gamme de terminaux raccordables au PC par ce média simple et pratique. « Prenons l'exemple des webcams à haute résolution. Aujourd'hui, elles sont alimentées en courant par batterie ou sur le secteur. On peut imaginer, dans l'avenir, des produits repensés afin de consommer très peu de courant et de se connecter ainsi par le port USB », explique Thierry Marseille.

... Et de nombreuses utilisations spécifiques

La deuxième application porte sur le port IEEE1394 sans fil en préparation par le consortium IEEE1394 Trade Association. Connu aussi sous le nom de Firewire chez Apple et i.Link chez Sony, le port IEEE1394 équipe aujourd'hui des matériels vidéo comme les caméscopes numériques,

pour un débit similaire à celui de l'USB 2.0. Donc seul l'UWB peut l'affranchir des fils.

La troisième application concerne le déport de la télévision, de la musique, des images et des données de manière à ce que le contenu multimédia de n'importe quel terminal soit accessible partout dans la maison. Ainsi on pourra écouter sur la chaîne hi-fi du salon des morceaux MP3 résidant dans le disque dur du PC ou visionner un film DVD sur l'écran plat de la chambre à coucher. Ce déport s'exercera dans la limite de portée de l'UWB - 10 à 30 m en fonction de la version et du débit -, laissant à Wi-Fi le soin de prendre le relais sur des distances plus grandes. D'ailleurs, le consortium WiMedia Alliance, qui développe cette application, envisage toutes les technologies sans fil.

À côté de ce marché de masse, pris d'assaut par les géants de l'électronique grand public et de l'informatique, il existe une pléiade d'applications de niche dans le médical, le bâtiment ou l'industrie. C'est sur ce créneau encore vierge que Stantec, la seule start-up française sur le sujet, a choisi de focaliser son développement. La bonne pénétration radio de l'UWB permet d'envisager des systèmes de géolocalisation précis de personnes ou d'objets à l'intérieur de bâtiments et d'espaces clos, privés par nature de la réception du signal GPS. On peut imaginer aussi des radars pour la détection d'objets enterrés ou la localisation de personnes ensevelies sous des débris d'incendie ou de tremblement de terre.

Stanislas Voinot, le fondateur de Stantec, étudie la possibilité de couler dans le béton des capteurs et des modules UWB qui transmettront des informations utiles à la surveillance du vieillissement des ponts. Dans l'industrie, milieu perturbé par excellence, l'UWB sera appréciée à la fois pour son immunité aux interférences électromagnétiques et pour son absence de nuisances radio. Parce que le signal est étalé sur une bande de fréquences extrêmement large, la densité de puissance spectrale (41,6 dBm/MHz) est trop faible pour gêner d'autres applications radio. Et la transmission redondante des données assure leur protection contre les perturbations. Une robustesse qui prédestine l'UWB à cohabiter, sans risque d'interférence, avec d'autres applications radio.

Des produits déjà disponibles

Selon le cabinet d'études de marché américain Parks Associates, l'UWB pourrait représenter un marché de 150 millions d'unités en 2008. À condition toutefois que l'industrie parvienne à finaliser rapidement le standard IEEE802.15.3a. Car deux technologies incompatibles s'affrontent sur le marché. L'une est défendue par un consortium mené par Intel. Il se targue de réunir quasiment tous les poids lourds des semi-conducteurs, de l'informatique et de l'électronique grand public, dont Texas Instruments, STMicroelectronics, HP, Nokia, Philips, Panasonic et Sony. Mais ses produits, plus complexes à réaliser, tardent à venir. L'autre camp, mené par Motorola, rassemble moins d'acteurs de premier rang. Mais il détient une avance avec des produits déjà disponibles sur le marché. Ainsi Freescale propose déjà une solution à trois puces à 114 Mbit/s sur 10 m. La société prévoit de porter le débit à 500 Mbit/s mi-2005 et à 1 Gbit/s début 2006. Selon Jon Adams, le prix actuel, d'environ 20 dollars en petite quantité, devrait baisser, à terme, à 5 ou 4 dollars, au niveau des puces Bluetooth.

Quel camp l'emportera ? L'incertitude demeure. Au point de pousser Samsung à jouer sur les deux tableaux. La bataille, qui se déroulait jusqu'ici sur le terrain de la standardisation, risque maintenant de se déplacer sur le marché.

LE SANS-FIL À TRÈS HAUT DÉBIT...

- L'UWB (Ultra Wide Band ou ultralarge bande) consiste à gonfler le débit des transmissions de données sans fil en les étalant sur une bande de fréquences de minimum 500 MHz, contre 50 MHz au maximum dans les technologies radio traditionnelles. C'est comme si on élargissait une autoroute pour en augmenter le flux de circulation. - Le débit atteint 500 Mbit/s, voire plusieurs Gbit/s, contre 54 Mbit/s pour Wi-Fi, 2 Mbit/s pour le téléphone mobile UMTS et 1 Mbit/s pour Bluetooth. - La portée est réduite à 10 m, contre 150 m pour Wi-Fi.

...POUR CONNECTER DES PRODUITS MULTIMÉDIAS

- Comme Bluetooth, l'UWB relève des réseaux personnels, par opposition aux réseaux locaux comme Wi-Fi. - De par son débit élevé, il s'adresse aux appareils multimédias : téléviseurs à écran plat, lecteurs DVD, amplis, etc. - Il permet de se passer du fil de connexion au port USB du PC et au port IEEE1394 des produits vidéo. - Autre possibilité : le déport d'applications pour, par exemple, l'accès sans fil au contenu multimédia du PC sur le téléviseur ou la chaîne hi-fi.

DEUX SOLUTIONS EN COMPÉTITION

DS-UWB (Direct Sequence Ultra Wide Band) - Promu par Motorola et le consortium UWB-Forum (80 membres) - Largeur de bande : 1,5 à 2 GHz - Données transmises directement sous forme d'impulsions de très faible puissance - Pas d'ondes porteuses, ni de modulation au sens classique du terme - Débit de 114 Mbit/s sur 10 m, susceptible d'évoluer vers 500 Mbit/s puis 1 Gbit/s - Avantage : traitement de signal simple - Puces déjà disponibles en échantillons MB-OFDM (Multi Band Orthogonal Frequency Division Multiplexing) - Promu par Intel et le consortium MBOA (170 membres) - Largeur de bande : 500 MHz - Données transmises sur des ondes porteuses orthogonales entre elles - Débit : 110 Mbit/s sur 10 m, 480 Mbit/s sur 2 m - Avantage : possibilité d'augmentation de la portée à 30 m - Premières puces prévues mi-2005

UNE START-UP FRANÇAISE VISE LES APPLICATIONS INDUSTRIELLES

- Issu en 2003 par essaimage de l'institut microélectronique IMEP à Grenoble et de France Télécom, Stantec développe des solutions UWB pour des applications de niche dans le médical, l'automobile, le BTP ou l'industrie. Scanner de bouches pour dentistes, radar anticollision de voitures, contrôle de vieillissement du béton, réseaux de capteurs et communication de machine à machine dans les usines, géolocalisation à l'intérieur du bâtiment... Les débouchés potentiels semblent nombreux. Mais ici, la portée et la robustesse comptent bien plus que le débit. Le brevet de Stantec porte d'ailleurs sur un moyen d'éviter les interférences radio. Sa solution, un module à 3 ou 4 puces, sera prête à la fin de l'année. Son fondateur Stanislas Voinot, un thésard de 31 ans, fait le pari de la DS-UWB, tout en gardant un oeil vigilant sur l'évolution de la MB-OFDM.

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