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Un nouveau Li-Fi utilisant la lumière infrarouge - Par : Hanen Hattab,

Un nouveau Li-Fi utilisant la lumière infrarouge


Hanen Hattab
Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

Joanne Oh, de l’Eindhoven University of Technology (TU/e) au Pays Bas, a créé un réseau Wi-Fi qui fonctionne grâce aux rayons infrarouges. Cette technologie est le projet de sa thèse de doctorat obtenue avec la distinction « cum laude » le 10 mars 2017. D’autres chercheurs du département de génie électrique du TU/e ont aussi collaboré à ce travail à savoir : Ton Koonen, Ketemaw Mekonnen, Zizheng Cao et Eduward Tangdiongga. Leur étude intitulée « Ultra-High Capacity Indoor Optical Wireless Communication Using 2D-Steered Pencil Beams » a été publiée dans le Journal of Lightwave Technology le 15 octobre 2016.

Fonctionnement du système

La capacité du réseau utilisant la lumière infrarouge est très grande. Elle peut dépasser 40 Gbit/s par rayon. En plus, il n’est pas nécessaire de partager cette capacité puisque n’importe quel appareil pourra capter son propre rayon lumineux inoffensif, d’une longueur d’onde différente. La technologie a été inspirée des dispositifs expérimentaux utilisant les lumières DEL de plafond, appelés Li-Fi, (comme le WifiFo de l’Oregon State University) qui augmentent la vitesse totale du Wi-Fi par utilisateur tout en évitant les interférences des réseaux voisins. On peut tout de suite souligner que cette technologie est plus efficace parce que la lumière infrarouge est capable de traverser plusieurs types de matériaux, augmentant du coup la superficie de propagation du Wi-Fi.

Le WifiFo créé en 2015 à l’Oregon State University

Comment fonctionne le système d’Oh? Les données internet sans fil se propagent à partir d’antennes lumineuses centrales, alimentées par un câble à fibre optique, en utilisant des réseaux qui émettent des rayons lumineux dans des directions différentes en fonction de leur longueur d’onde et de leur angle (diffraction passive). De fait, le système ne nécessite ni alimentation électrique ni entretien. Lorsque montées au plafond, ces antennes sont capables de diriger très précisément des rayons lumineux vers plusieurs appareils. L’utilisation de rayons ayant différentes longueurs d’onde évite le ralentissement de la connexion, quel que soit le nombre d’appareils. Pourquoi?

Le réseau atteint l’emplacement précis de chaque appareil en suivant son signal radio. Il est très simple d’ajouter plusieurs appareils puisque chacun va être assigné à une longueur d’onde différente par la même antenne. Par conséquent, la capacité du réseau n’est pas partagée. Aussi, lors qu’un téléphone intelligent ou une tablette sort de la ligne de visée de l’antenne, une autre prend le relais. Enfin grâce à cette technologie, il n’y aura plus d’interférences entre réseaux voisins.

Performance et limites du nouveau Li-Fi

Le Wi-Fi classique utilise des signaux radio ayant une fréquence de 2,5 ou de 5 GHz. Le système conçu à la TU/e utilise la lumière infrarouge ayant des longueurs d’onde de 1500 nm et plus. Ces fréquences, qui sont des milliers de fois plus élevées, environ 200 THz, augmentent la capacité de transmission des données. Oh a même réussi à atteindre une vitesse de 42,8 Gbit/s sur une distance de 2,5 m. À titre de comparaison, la vitesse de connexion moyenne aux Pays-Bas est de deux mille fois moindres (17,6 Mbit/s). Même avec le meilleur système Wi-Fi existant, il n’est pas possible d’atteindre plus de 300 Mbit/s, ce qui est cent fois moins que la vitesse obtenue par la lumière infrarouge. Pour l’instant, cette technologie utilise les rayons lumineux seulement pour le téléchargement de données. Les chargements sont toujours effectués à l’aide de signaux radio parce que, dans la plupart des applications, ils nécessitent beaucoup moins de capacité.

Le travail d’Oh fait partie du projet BROWSE financé par le Conseil européen de la recherche et dirigé par le professeur de technologies de communication à large bande du département de génie électrique du TU/e Ton Koonen. BROWSE vise à révolutionner les systèmes de réseaux sans fil en créant des concepts hybrides utilisant les technologies de fibre optique, les techniques de communication radio flexibles et la gestion intelligente de réseaux hétérogènes, et ce, afin d’augmenter la bande passante sans fil disponible tout en réduisant la consommation énergétique.

Selon Koonen cette nouvelle technologie sera commercialisée dans cinq ans ou plus. Il pense que les premiers appareils connectés à ce nouveau type de réseau sans fil seront des consommateurs de données élevés comme les moniteurs, les ordinateurs portables et les tablettes. Dans ce projet, d’autres doctorants travaillent sur une technologie qui permettra de suivre l’emplacement de tous les périphériques sans fil.

Le travail d’Oh et de Koonen est actuellement entre les mains des chercheurs de l‘Institut pour l’intégration photonique du TU/e, l’un des principaux instituts de recherche en photonique qui travaille sur l’utilisation de la lumière dans la transmission des données.

Hanen Hattab

Profil de l'auteur(e)

Hanen Hattab est doctorante en sémiologie à l’UQAM. Ses recherches portent sur les pratiques d’art et de design subversifs et contre culturels comme le vandalisme artistique, le sabotage et les détournements culturels.

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