Quelque 10 mégabits dans la main
En se serrant la main, deux chercheurs de l’opérateur japonais NTT Docomo ont réussi à se transmettre un fichier. Un tour de magie ? Pas du tout ; ils ont tout simplement utilisé leur réseau corporel, appelé
ElectAura-Net, qui permet d’échanger des données à la vitesse de 10 Mbit/s, simplement en se touchant. Au lieu d’utiliser des ondes radio ou infrarouges, ElectAura met à profit l’électricité statique du corps humain, captée par un plancher
spécial. Dans la poche de chacun des chercheurs, un PDA, relié au réseau corporel pour émettre ou recevoir le fichier. Comme d’autres types de réseau (l’USB sans fil, ou Wireless-USB, qui fait aujourd’hui ses premiers pas), ElectAura fait partie de
la famille des PAN (Personal Area Network), des réseaux personnels permettant de faire communiquer les objets d’un appartement. Ils devraient se développer avec l’arrivée de ZigBee, un nouveau protocole de communication,
concurrent du Bluetooth et du Wi-Fi, développé par un consortium regroupant notamment Motorola, Samsung et Nec. Son débit est limité (entre 20 et 250 kbit/s), mais il dispose d’une portée satisfaisante (70 mètres) et, surtout, il consomme très
peu d’énergie. Avec une batterie identique, un module Bluetooth dispose d’une autonomie d’une semaine, contre trois années pour le ZigBee. Objectif : placer un module sur tous les objets d’une habitation : lampes, fours, téléviseurs. En
réseau, ces objets pourront s’échanger des données et être contrôlés à distance. Le rêve de tous les amateurs de domotique…
Du sans-fil universel
La tendance du ‘ tout en réseau ‘ ne concernera pas que l’habitation puisqu’il est quasi certain que, demain, le réseau sera omniprésent. Surtout en sans-fil, grâce au Wi-Fi et à
ses déclinaisons, au WiMax (permettant une portée plus importante) ou à la 3G (UMTS) et son successeur, la 4G. Avec la possibilité de passer d’un réseau à un autre sans aucune déconnexion grâce à des radios
‘ logicielles ‘, ou SDR (Software Defined Radio). Actuellement, tous les réseaux sans fil fonctionnent sur un principe similaire : les données sont véhiculées sous forme
d’ondes électromagnétiques. Mais chaque standard a ses spécificités (notamment la bande de fréquence sur laquelle il opère) et les circuits radio contenus dans les téléphones ou les modules Wi-Fi sont généralement conçus pour un seul standard. Ils
contiennent des ‘ filtres ‘ qui éliminent les fréquences ne correspondant pas à la norme pour laquelle ils sont prévus avant de décoder les ondes reçues. Les radios logicielles, elles, se basent sur un
circuit électronique généraliste se contentant de transmettre l’ensemble du signal reçu. Le filtrage est effectué par un logiciel, qu’il suffit de mettre à jour pour l’adapter à un nouveau standard. La radio logicielle sélectionne automatiquement le
meilleur réseau disponible et en change sans que l’utilisateur ne perçoive quoi que ce soit. Les accès filaires devraient, eux, être améliorés avec l’arrivée du VDSL, une technologie qui succédera à l’ADSL et apportera plus de débit (jusqu’à
60 Mbit/s), et de l’arrivée de fibres optiques directement au domicile des utilisateurs (FTTH, Fiber to the Home) ou en bas de leur immeuble (FTTB, Fiber to the Building) pour offrir des débits de 100 à
1 000 Mbit/s.
Photons et silicium pour des transmissions plus efficaces
Le principal défi qui attend les chercheurs est de faire face à l’augmentation considérable de la quantité de données échangées sur le réseau. Actuellement, la partie la plus rapide repose sur des fibres optiques. Les données
sont converties en lumière (proche de l’infrarouge) par un modulateur équipé d’un laser : lorsqu’il émet de la lumière il transmet un ‘ 1 ‘, lorsqu’il est éteint, c’est un
‘ 0 ‘. Plusieurs bits peuvent être codés simultanément (jusqu’à 128), en utilisant des longueurs d’ondes différentes qui sont ensuite multiplexées (combinées) dans un seul faisceau lumineux véhiculé sur
la fibre. Mais si les photons sont plus rapides et efficaces pour transporter des données que les électrons, ils ne sont en revanche pas du tout adaptés au stockage, même très court (moins d’une milliseconde). Ce stockage est pourtant nécessaire
lorsque les données arrivent à un ‘ aiguillage ‘ du réseau. Aujourd’hui, elles sont donc reconverties en électrons à chaque embranchement, ce qui provoque des bouchons. On estime ainsi que 70 % du
temps d’acheminement des données est perdu dans ces conversions. Pour résoudre ce problème, les chercheurs d’IBM ont conçu un circuit intégré en silicium permettant de ‘ ralentir ‘ la lumière par un
facteur de 300, assez pour stocker des photons en attendant l’arrivée des suivants. Il permettrait de diminuer les temps de latence sur le réseau, ce qui bénéficiera, par exemple, à la transmission de conversations téléphoniques par Internet,
particulièrement sensibles aux délais d’acheminement. Autre problème : relier des particuliers au réseau à l’aide de fibres optiques implique de leur fournir un équipement capable de transformer les données en faisceaux lumineux. Mais ce type
de matériel est encore très cher, car le laser qui passe constamment d’un état allumé à un état éteint doit être refroidi correctement. Les chercheurs d’Intel ont trouvé une solution : ils séparent le faisceau lumineux en deux et font varier la
luminosité de chacun des deux sous-faisceaux. Ils obtiennent alors deux ondes lumineuses qui sont transmises dans la fibre optique. A l’arrivée, les deux ondes sont ‘ additionnées ‘. Si elles sont en
phase (leur luminosité varie de manière identique), c’est un ‘ 1 ‘ qui a été transmis. Si elles sont opposées, c’est un ‘ 0 ‘. Le procédé repose
entièrement sur un circuit en silicium, peu coûteux à produire. Le système peut atteindre des débits de 10 Gbit/s, beaucoup plus modestes que les débits d’équipements fonctionnant en mode allumé/éteint mais suffisants pour transmettre les
données d’un particulier sur de la fibre optique.
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