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« Bruits » mobiles
La technologie sans fil, aujourd'hui et demain
par Lynn Sutherland, traduit par Yves Lanthier

Il fuse toutes sortes de « bruits » au sujet des communications sans fil ces temps-ci et il en vient de partout — « les cellulaires se vendent par milliards », « réseaux tout circuit », « en tout temps et en tous lieux », « technologie sans fil omniprésente intégrée »... Mais que signifie, au fond, ce discours? De quels outils disposons-nous vraiment, à l'heure actuelle? Et que nous réservent réellement les prochaines années?

Pour répondre à ces questions, je me dois d'abord, avec votre permission, de vous donner un cours accéléré de « Sans fil 101 »... tant pour débrouiller le jargon du domaine que pour placer en contexte tous ces énoncés au sujet des réseaux mobiles. Je vous présenterai ensuite les trois grandes tendances (et quelques-uns des grands défis) qui, je crois, caractériseront la technologie du sans-fil dans un proche avenir.

On peut dire de l'univers du sans-fil, au sens le plus large, qu'il occupe l'ensemble du spectre électromagnétique. Cependant, l'univers de la téléphonie mobile que la plupart d'entre nous connaissent et utilisent aujourd'hui est celui du cellulaire, qui utilise les ondes radio invisibles oscillant entre 800 MHz et 3 GHz. La question de la vitesse du signal (mesurée en hertz) est peu utile pour le présent exposé, sauf pour ce qui est des licences associées à certaines vitesses (qui coûtent cher aux sociétés de télécommunications et, donc, aux utilisateurs) et des signaux réservés à certains usages; en ce qui concerne les autres vitesses, elles sont toutes utilisables sans licence et à la libre disposition (ou indisposition...) du public.

Les quatre principaux types de systèmes sans fil sont : les réseaux locaux (Local Area Network, ou LAN), les réseaux personnels (Personal Area Network, ou PAN), les réseaux satellites et les réseaux cellulaires (ou réseaux mobiles).

Les réseaux locaux (LAN)
Les réseaux locaux (LAN), dont la portée s'étend entre quelques dizaines de mètres et quelques kilomètres, permettent de mettre en communication les utilisateurs d'un foyer ou d'un bureau. Un réseau local typique établit une connexion sans fil entre un ou plusieurs ordinateurs et une station de base (par l'entremise d'une carte réseau) qui, elle, assure la connexion des ordinateurs au réseau Internet. Les réseaux locaux sans fil commencent à se multiplier dans les entreprises et les résidences. Apple a mis en marché une station de base appelée « Airport », et d'autres fabricants offrent des dispositifs comparables. Une station de base coûte environ 300 $CAD., une carte réseau environ 100 $CAD.. Les signaux LAN sont acheminés par une portion gratuite (c'est-à-dire sans licence) du spectre électromagnétique.

Les réseaux personnels (PAN)
Les réseaux personnels desservent une personne ou une pièce. Leur portée atteint une dizaine de mètres et, comme les LAN, ils utilisent une partie sans licence du spectre électromagnétique. Ces systèmes sont généralement de la taille d'une micropuce et font partie de petits appareils, comme un téléphone cellulaire ou un assistant numérique personnel (ANP ou PDA en anglais). Les faibles besoins énergétiques de cette technologie (une pile minuscule lui suffit) en constituent l'avantage principal. De nos jours, la norme en matière de PAN s'appelle Bluetooth (du nom d'un roi danois ayant régné au Xe siècle). Des diverses applications possibles qui dérivent de cette technologie, plusieurs en sont à l'étape des essais, dont le transfert de données entre ordinateur et ANP, la commande de distributeurs automatiques au moyen du cellulaire et le casque téléphonique sans fil.

Les réseaux satellites
La portée des réseaux satellites s'étend sur des centaines de kilomètres. Grâce à leur débit (qui se mesure en bits par seconde) supérieur à celui des LAN et des PAN, ils peuvent transmettre beaucoup plus d'information dans un temps donné, assez pour porter des signaux de télévision. Cependant, le temps que prend le signal pour voyager du satellite à l'antenne du récepteur est beaucoup trop long (de 10 à 250 millisecondes) pour de nombreuses applications, comme la communication téléphonique bidirectionnelle standard ou le contrôle à distance de véhicules ou de machinerie. De plus, même si les antennes des systèmes satellites ont beaucoup rapetissé ces dernières années, elles sont encore trop grosses et dispendieuses pour la plupart des utilisations mobiles.

Les réseaux cellulaires
Les réseaux cellulaires fonctionnent grâce aux tours cellulaires, que nous connaissons tous. Ces tours sont des stations qui transmettent des signaux par le biais des faisceaux hertziens inférieurs (ondes radioélectriques, ou radiofréquences), dont la portée varie entre un et cent kilomètres, selon l'interférence que créent les construc- tions, les montagnes, les vallées et les autres signaux sans fil. Les réseaux cellulaires ont beaucoup évolué, et cette évolution se poursuivra dans un proche avenir lorsqu'ils auront successivement franchi les étapes que représentent les abréviations 1G, 2G, 2,5G, 3G et 4G... Que signifie ce jargon? « G » signifie génération. Le symbole « 1G » signifie donc « 1re génération », celle des premiers cellulaires, analogiques, et les autres représentent les générations plus récentes. La principale différence entre chacune est fonctionnelle et, répétons-le, réfère au débit, c'est-à-dire au temps de transmission des données.

Nous utilisons actuellement la génération « 2,5G », et nous risquons de le faire pour un bon bout de temps encore. La technologie cellulaire 2,5G est un peu plus lente qu'une ligne commutée domestique. La technologie 3G sera dix fois plus rapide que la technologie 2,5G, mais pas aussi rapide qu'une connexion câblée ou DSL typique. La génération 3G a été entrevue au milieu des années 80, beaucoup avaient annoncé qu'elle serait fonctionnelle en 2000, mais elle ne s'est pas encore concrétisée. Les principales raisons qui expliquent ce retard tiennent aux faits suivants : d'abord, les fournisseurs de réseaux sans fil devraient assumer des coûts importants pour l'installation de l'équipement nécessaire au fonctionnement de la 3G; ensuite, les licences relatives au spectre des radiofréquences ont été accordées aux plus offrants autour de l'an 2000; enfin, l'établissement d'un standard semble causer des problèmes. Au surplus, il ne faut pas perdre de vue le manque d'applications actuelles pour la génération 3G, et donc le nombre insuffisant de consommateurs étant prêts à payer pour ce service. Cela peut expliquer le désarroi que l'on observe actuellement dans l'industrie des télécommunications.

L'avenir
Maintenant que vous connaissez le jargon et que vous avez une idée de l'état actuel des choses en matière de sans-fil, que dire des prédictions présentées ci-dessus et qui concernent les prochaines tendances en communication mobile? Quelles nouvelles technologies verrons-nous s'imposer au cours des années qui viennent? Et quels en seront les impacts sur notre mode de vie, sur notre façon de communiquer et de gérer l'information?

Première prédiction : Les réseaux locaux (la norme 802.11, plus précisément) seront omniprésents, mais nécessiteront une nouvelle façon d'envisager la sécurité des données personnelles et commerciales.

Deuxième prédiction : Chaque adepte de la génération GameBoy possédera un ANP Bluetooth et utilisera des applications que nous ne pouvons même pas imaginer aujourd'hui.

Troisième prédiction : Des applications sans fil de localisation, de suivi et de surveillance de véhicules, de personnes, de stocks, etc., naîtront partout où se présenteront des occasions d'affaires en matière d'amélioration du service ou de la productivité, ou lorsque des problèmes de sécurité se poseront pour les biens ou les personnes.

À court terme, Bluetooth et la norme 802.11 rendront possibles des applications sans fil autonomes, permettant par exemple aux usagers de jouer de façon interactive d'ANP à ANP, de même que d'avoir accès à Internet par le biais d'un sans-fil, et ce, à partir de votre bar favori, de votre patio, du bureau ou du campus... Étant donné qu'ils sont peu dispendieux et qu'ils ne nécessitent qu'une infrastructure légère, Bluetooth et la norme 802.11 verront leur usage croître rapidement. Quant aux réseaux 3G, 4G et satellites sans fil, parce que leur fonctionnement exige une infrastructure extrêmement coûteuse, il faudra plus de temps pour que leur coût d'implantation à grande échelle soit justifié.

L'un de nos plus grands défis consistera à rendre compatibles les différentes technologies — satellites, cellulai- res, LAN et PAN —, car chacune utilise des matériaux différents et « parle » différents langages de données, de sorte que leur intégration sera très laborieuse. Nous devrons aussi mieux comprendre l'impact qu'exerceront tous ces signaux, aussi invisibles qu'omniprésents, sur les autres formes d'équipement, et plus particulièrement sur l'être humain et les autres formes de vie.

Vie publique et commodité
Je terminerai en vous présentant un scénario qui illustre en partie la puissance potentielle du sans-fil (et ses problèmes potentiels...).

Imaginons une personne atteinte de diabète. Dans un avenir pas si éloigné, cette personne pourra se faire implanter une micropompe à insuline pourvue d'une connexion sans fil Bluetooth, qui enverra des données à son ANP. Programmé en conséquence, celui-ci analysera les niveaux de sucre sanguin de la personne selon la fréquence désirée, calculera les posologies et, en temps et lieu, actionnera la micropompe pour qu'elle libère la dose d'insuline nécessaire. Tant à la maison qu'à la clinique, on pourra demander à l'ANP de transmettre à l'ordinateur d'un médecin l'équivalent de quelques semaines d'informations enregistrée par l'entremise d'une connexion sans fil de type 802.11. Dans une situation d'urgence, l'ANP pourrait transmettre des données médi- cales de base et des renseignements sur la localisation de la personne au moyen d'un réseau cellulaire local, ou encore d'un réseau satellite si la personne s'est éloignée des circuits.

Ce scénario prédit la parfaite autonomie de la personne diabétique de même que le transfert fiable de données importantes en clinique ou dans une situation d'urgence. Mais que dire de la sécurité de l'information? Le cryptage, les mots de passe et autres systèmes de sécurité et de protection de la vie privée ralentiront ou même rendront impossibles certains transferts de données. Quels compromis les gens seront-ils prêts à faire pour préserver le caractère privé de leurs données tout en profitant de la commodité des communications sans fil?

L'auteure a utilise certaines informations techniques fournies dans l'ouvrage PriceWaterhouseCoopers' Technology Forecast 2001-2003 pour la redaction de cet article.

Lynn Sutherland est directrice des programmes chez iCORE (Informatics Circle of Research Excellence), en Alberta, où elle voit au financement et au développement de la recherche en génie logiciel, en réseaux sans fil, en systèmes à haute performance et en nanotechnologie.

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