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L'infrarouge met le turbo

Ridha Loukil
En montant à un débit de 1 Gbit/s, cette technologie reprend l'avantage sur les interfaces radio et s'impose comme une option viable pour le transfert sans fil de fichiers multimédia.

La technologie de communication à infrarouge ne semble plus avoir la cote. Pour le transfert sans fil de données d'un terminal nomade - téléphone mobile, PDA... - vers un autre, - imprimante, PC, té-léviseur... - elle est éclipsée par les interfaces de communication radio. Les nouveaux produits numériques ne jurent plus que par Bluetooth, Wi-Fi et autres modems 3G. Les chiffres du marché le confirment. Après avoir culminé en 2006 à plus de 314 millions d'unités, les ventes de transmetteurs infrarouges dans le monde ont baissé à 310 millions d'unités en 2007 et devraient tomber à 282 millions en 2008, selon l'IrDA, l'association de normalisation et de promotion de cette technologie.

Une technologie clé des réseaux sans fil

Cette technologie, qui existe depuis près de trente ans, est-elle pour autant condamnée ? Pas si sûr. Elle prépare la riposte en jouant sur l'un de ses principaux atouts : sa grande capacité à monter en débit. Au dernier Ceatec, le plus grand salon de l'électronique au Japon, deux démonstrations d'une transmission à 1 Gbit/s ont été présentées l'une par le fabricant de composants électroniques Rohm, l'autre par l'opérateur télécoms KDDI. Aujourd'hui, les ports de communication à infrarouge se limitent en pratique à 4 Mbit/s. La démonstration de Rohm consistait en la transmission d'un flux vidéo d'un lecteur DVD portable vers un écran LCD. Celle de KDDI portait sur le transfert d'un fichier vidéo de 100 Mo entre deux téléphones mobiles. L'opération ne prend plus que 0,8 seconde, contre 3 minutes et 20 secondes avec l'infrarouge actuel le plus performant à 4 Mbit/s et 4 minutes et 27 secondes avec la version Bluetooth la plus rapide disponible aujourd'hui à 3 Mbit/s.

Dans la bataille des futurs réseaux personnels sans fil, l'infrarouge est donc loin d'avoir dit son dernier mot. « La montée à un débit de 1 Gbit/s est de nature à relancer cette technologie en l'imposant à nouveau comme une solution viable de transfert sans fil de données multimédia à courte portée », estime Olivier Bouchet, ingénieur-chercheur à Orange Labs, le centre de recherche de France Télécom à Rennes. D'ailleurs, le projet européen Omega, lancé au début de l'année par France Télécom avec 19 partenaires dont Siemens, Infineon, Thomson et l'Institut Fraunhofer, en fait l'une des technologies clés des réseaux domestiques sans fil à haut débit à l'horizon 2010. Il en va de même pour le projet R & D français Techimage, mené depuis deux ans dans le cadre du pôle de compétitivité Image et Réseaux. En partenariat avec l'Enssat à Lannion (Côtes-d'Armor), son coordinateur France Télécom espère aboutir début 2009 à un démonstrateur offrant un débit de 1 Gbit/s sur 5 à 10 m. L'application visée sort du domaine des réseaux personnels pour concerner la transmission sans fil de vidéo non compressée par exemple, du décodeur vers un écran plat déporté. À l'instar du système Luciole lancé par JVC en 2004.

Banalisé comme simple interrupteur sur les télécommandes, l'infrarouge entre dans la communication de données en 1979 sur des calculatrices de HP. Par le biais de l'association IrDA, fondée en 1993 par Ericsson, HP, IBM, Infineon, Nokia, Sharp et Vishay, il apparaît ensuite comme incontournable pour l'échange de données entre des terminaux portables et l'environnement numérique personnel. Face à l'arrivée d'alternatives radio comme Bluetooth et d'applications gourmandes en bande passante comme la photo, la musique ou la vidéo, il rebondit en augmentant à quatre reprises sa vitesse de transfert de données. De 115 Kbit/s au début, le débit explose d'abord à 1 Mbit/s, puis à 4 Mbit/s en 1998 avant d'atteindre 16 Mbit/s en 2001. Une version à 100 Mbit/s est spécifiée en 2006. Mais en pratique, les intégrateurs se contenteront au plus de 4 Mbit/s.

Dans cette évolution, les Japonais jouent un rôle moteur. En 2005, l'IrDA adopte le standard IrSimple. Développé par les sociétés nipponnes E-Globaledge, NTT DoCoMo et Sharp, et l'université Waseda, à Tokyo, ce protocole logiciel porte la vitesse à 16 Mbit/s en améliorant l'efficacité de transmission. Le protocole IrBurst, mis au point aussi au Japon, va plus loin en relevant le débit à 100 Mbit/s.

Rien donc d'étonnant à ce que les Japonais jouent également les locomotives dans le développement de la prochaine version Giga-IR à 1 Gbit/s. Au sein de l'IrDA, le groupe de travail planchant sur cette évolution depuis 2007 est piloté par KDDI, avec notamment E-Globaledge, Panasonic et Rohm. La norme est attendue au printemps 2009 et les premiers produits commerciaux à l'horizon 2010.

Prochaine étape : le 10 Gbit/s

Si les Japonais restent si attachés à l'infrarouge, c'est que cette technologie dispose de nombreux atouts. Comparée aux futures interfaces radio comme Bluetooth 3.0, l'USB sans fil ou TransferJet, elle reste loin devant en termes de débit. D'autant plus que son immunité radio lui assure une efficacité de transmission bien supérieure, avec un débit effectif atteignant 70 à 80 % du débit théorique, contre seulement 20 à 30 % pour Bluetooth ou Wi-Fi. Moins énergivore, elle est également plus simple à mettre en oeuvre. En effet, pas de conception radio à optimiser, ni d'interférences à contrôler, ni de contraintes réglementaires à respecter. Enfin, la technologie infrarouge revient moins cher : autour de 2 à 3 dollars par port de connexion, contre 4 à 5 dollars en Bluetooth et 20 à 30 dollars pour Wi-Fi.

« Reste à voir si cet avantage de coût se prolongera pour la version Giga-IR », s'interroge Jean-Philippe Javaudin, coordinateur du projet Omega, chez Orange Labs. En effet, la montée à 1 Gbit/s ne se limite pas à l'extension de l'émission infrarouge à une plage de 840 à 900 nm, contre 850 à 900 nm pour les produits actuels. Elle impose aussi le remplacement comme transmetteur de la diode électroluminescente (LED) par une diode laser, un composant plus onéreux déjà à l'oeuvre dans les transmissions à fibre optique. « Pour réduire les coûts, les industriels ont tout intérêt à miser sur la diode laser de technologie Vecsel, une variante 10 à 100 fois plus économique que la diode laser traditionnelle utilisée dans les liaisons optiques à longue distance », explique Laurent Fulbert, responsable du pôle de recherche sur l'optoélectronique au CEA-Léti, à Grenoble (Isère).

Stimulés par les progrès récurrents dans les communications optiques, où le débit s'apprête à grimper de 10 à 40 Gbit/s aujourd'hui, puis à 100 Gbit/s en 2010, les promoteurs de l'infrarouge réfléchissent déjà au sein de l'association IrDA sur l'évolution à... 10 Gbit/s ! De quoi creuser davantage l'écart avec les technologies radio, même si l'infrarouge conserve le défaut de la directivité et de la courte portée.

L'INFRAROUGE, CHAMPION DE LA VITESSE POUR LES COURTES PORTÉES

USB sans fil En standardisation au sein de l'USB Implementers Forum > Fréquences : 3,1 à 10,6 GHz > Portée : jusqu'à 3 m > Débit théorique maximal : 480 Mbit/s > Débit effectif moyen : 100 Mbit/s - Sur le marché en 2009

infrarouge Giga-IR En standardisation au sein du consortium IrDA > Longueur d'onde : 840 à 900 nm > Directivité : ± 10 ° > Portée : 10 cm > Débit théorique : 1,25 Gbit/s > Débit effectif : 1 Gbit/s - Sur le marché en 2010

Bluetooth 3.0 En standardisation au sein du consortium Bluetooth SIG > Fréquences : 6 à 9 GHz > Portée : jusqu'à 1 m > Débit théorique maximal : 480 Mbit/s > Débit effectif moyen : 100 Mbit/s - Sur le marché en 2009

TransfertJet Développée par Sony avec le soutien de 14 autres grandes sociétés > Fréquence : 4,48 GHz > Portée : 3 cm > Débit théorique : 560 Mbit/s > Débit effectif : 375 Mbit/s - Sur le marché en 2009

Comparé aux trois technologies radio en lice pour le transfert sans fil de données multimédia à courte portée, l'infrarouge Giga-IR l'emporte haut la main en termes de débit. Sans compter ses traditionnels atouts de consommation, de facilité de mise en oeuvre et d'immunité radio. Seule interrogation : conservera-t-il son avantage de coût ?

LA DIODE LASER DÉTRÔNE LA LED

Les ports de communication infrarouge actuels utilisent comme transmetteur une diode électroluminescente (LED) émettant à des longueurs d'onde de 850 à 900 nm. Selon la version, ils offrent un débit de 115 Kbit/s, 1 Mbit/s, 4 Mbit/s ou 16 Mbit/s. La montée à 1 Gbit/s impose le passage à une diode laser infrarouge, dont le faisceau cohérent de lumière supporte une modulation plus rapide. Rohm a développé une diode laser émettant de l'infrarouge à 850 nm. D'une taille de 10,6 x 4,45 x 3,15 mm, elle affiche un débit théorique de 1,25 Gbit/s sur une distance de 3 cm et un angle de ± 10°. Le fabricant japonais de composants électroniques travaille à en augmenter la portée à 10 cm. Objectif : lancer la production de masse en 2009.

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