Tendance de la technologie RF dans un monde connecté

Tyler (T) : Bonjour et bienvenue dans CONNECTED World, un podcast de TE Connectivity. Nous sommes heureux de vous avoir avec nous pour cet épisode. Nous allons parler aujourd’hui de la technologie RF : sa nature, ses applications courantes et les grandes tendances. Amos Cheah se joint à moi pour la conversation d’aujourd’hui. Il est le directeur principal de la R&D et de l’ingénierie du développement des produits chez TE Connectivity. Amos, merci de vous joindre à moi.

Amos (A) : Oui, merci de m’avoir invité. 

T : Super. Nous sommes impatients d’avoir votre point de vue. Commençons par la base. Expliquez-nous la notion de technologie RF et son importance.

R : Okay, je vais essayer d’expliquer cela. J’aimerais expliquer la technologie RF de cette façon. Voyons d’abord ce que signifie RF. RF signifie radiofréquence. La radiofréquence fait référence à l’onde radio, une destination pour l’onde électromagnétique. Elles sont supérieures à la gamme d’audition de l’oreille humaine, environ 20 kHz, et s’étendent jusqu’à presque atteindre la région infrarouge de la lumière, soit environ 300 GHz. La propagation des radiofréquences se fait à la même vitesse que la lumière et peut se produire en l’absence de support, comme l’air. La technologie RF, ou radiofréquence, désigne un signal électromagnétique sans fil utilisé comme forme de communication dans l’électronique sans fil. La technologie RF est donc une connaissance qui décrit les lois de la physique appliquées à la génération, à la conversion, à la propagation et à la détection des ondes électromagnétiques. La description de cette connaissance a été établie par James Clerk Maxwell avec un ensemble de quatre équations éponymes. Pourquoi la technologie RF est-elle importante pour la communication sans fil ? Pour comprendre cela, je tiens à souligner l’importance de reconnaître que le rayonnement électromagnétique est unique dans sa capacité à étendre les circuits électriques au domaine sans fil. Tout ce qui peut se déplacer vers un matériau non conducteur, le mouvement mécanique, les ondes sonores et même la chaleur, peut être utilisé comme moyen de convertir l’énergie électrique en information et ne repose pas sur une interconnexion conductrice. Pourquoi l’onde électromagnétique, son système de base, est-elle si répandue par rapport aux autres formes de communication sans fil ? En d’autres termes, pourquoi le sans-fil fait-il presque toujours référence à la RF ou technologie RF ? Pourquoi d’autres phénomènes comme ceux décrits peuvent-ils transférer des informations sans fil ? Il y a plusieurs raisons. La 1re : l’agilité. L’EMR est une extension naturelle du signal électrique utilisant un circuit sans fil. Un courant répétitif variant dans le temps génère un champ électromagnétique, que vous le rembobiniez ou non. L’onde électromagnétique est le repositionnement précis de la composante CA du signal d’origine. La 2e : la vitesse. Dans le système de couplage CA, la vitesse de transfert des données dépend de l’importance des signaux qui peuvent exprimer des relations de variantes. En d’autres termes, il s’avère que le spectre de champ EMR est le moyen de conversion pratique, même à très haute fréquence. Le système RF peut donc atteindre un taux de transmission très élevé. La 3e : la portée. La fréquence sans fil est étroitement liée à la poursuite de la communication à longue distance. Si l’émetteur est à proximité, il est souvent plus simple et plus rentable d’utiliser un fil. C’est pourquoi le signal EM, l’onde électromagnétique avec une technique de modulation et un circuit récepteur, peut transférer le signal utilisateur sur une longue distance. Enfin, aucune ligne de visée n’est requise. Le seul moyen de communication sans fil qui peut rivaliser avec l’EMR est la lumière. La lumière est une onde électromagnétique de très haute fréquence qui nécessite une ligne de visée. Pour la communication RF, une ligne de visée claire n’est pas requise. Pour résumer, il y a trois points à retenir. Tout d’abord, la RF désigne un rayonnement électromagnétique permettant le transfert d’informations entre deux circuits sans connexion électrique directe. C’est une énergie électromagnétique générée par une tension et un courant variant dans le temps et fonctionnant sous forme d’onde. Il est possible de transférer des signaux sans fil en manipulant et en interprétant cette onde. Pourquoi l’onde électromagnétique ou la fréquence RF est-elle le mode principal de communication sans fil ? Parce que c’est la seule alternative à l’utilisation de la lumière. La RF est plus polyvalente, car les ondes électriques à basse fréquence ne se perdent pas dans les objets solides.

T : Fantastique ! Merci pour cette explication. Amos, quelles sont les applications les plus courantes de la RF ? Est-elle utilisée pour les routeurs WiFi, ou autre ? Parlez-nous de quelques domaines dans lesquels la technologie RF est utilisée de nos jours.

R : Elle est utilisée dans de nombreuses applications et cas d’utilisation dans plusieurs secteurs, comme les systèmes radars, la commande à distance, la télédiffusion, la surveillance à distance, les ordinateurs, les plateformes mobiles (téléphones mobiles, routeurs et autre). Smartphones, récepteurs cellulaires, GPS... La technologie RF est l’avenir de la vie moderne. Elle est si unique et omniprésente que beaucoup l’ont prise pour acquise. Les téléphones portables font désormais partie de notre vie. C’est incroyable de voir le chemin parcouru en si peu de temps. La demande de technologie RF ne semble pas faiblir. Les entreprises privées, et même les gouvernements, l’utilisent dans le monde et rivalisent pour avoir la dernière innovation RF. 

T : Tout à fait. C’est donc une technologie qui nous entoure en permanence. Elle est extrêmement importante. Quelles sont les grandes tendances actuelles de la technologie RF ? Vous venez de parler de dernière innovation. Quelles sont les plus récentes ? Où en sont les tendances et le développement de nouvelles technologies RF ?

R : Vous savez probablement que la révolution 5G se prépare. Tout le monde en a entendu parler. C’est l’un des plus grands changements à venir. Le réseau 5G sera opérationnel et les attentes des consommateurs en matière de vitesse et de performances mobiles seront radicalement plus élevées qu’aujourd’hui. L’adoption des smartphones par un nombre croissant de personnes dans le monde entier entraîne une augmentation de la demande de données. Les plages de bande passante existantes inférieures à 6 GHz ne suffiront tout simplement pas à relever les défis. La fréquence 5G ira jusqu’à l’onde millimétrique, et même au-delà de 20 GHz. Selon un rapport, la 5G permettrait d’atteindre une vitesse de 10 Gbit/s. La 5G offrira sans aucun doute une couverture ultrarapide de fréquences qui n’étaient auparavant utilisées que pour des applications militaires et satellitaires. Grâce à la 5G, ce qui est actuellement disponible pour les militaires et les satellites le sera aussi pour les consommateurs. Le réseau 5G jouera un rôle essentiel dans l’accélération de la communication sans fil. En perfectionnant la réalité virtuelle et la vitesse de connexion des appareils que nous utilisons aujourd’hui, cette technologie sera la clé de la mise en place de l’Internet des objets. D’innombrables produits ménagers, appareils électroniques portatifs, appareils portables, robots, capteurs, véhicules à conduite autonome, etc. seront connectés grâce à un réseau dont la vitesse sera bien supérieure à celle d’aujourd’hui. En résumé, l’avenir est très prometteur pour la technologie RF et la demande d’ingénieurs en radiofréquences est élevée. Au cours des 10 prochaines années, la croissance et l’innovation seront énormes dans ce secteur.

T : Tout à fait. La 5G, son impact et les défis à relever pour son développement ont fait l’objet de nombreuses discussions. Quel sera l’impact de l’évolution de la 5G sur les ingénieurs ? Quels défis la 5G va-t-elle créer pour les ingénieurs ?

A : Les défis à relever sont nombreux lors du passage à la norme 5G. Elle exige un débit de données beaucoup plus élevé, un temps de réponse ultra-faible, une fiabilité et une sécurité élevées. Les normes sans-fil 4G que nous utilisons maintenant, appelées LTE et LTE-Advanced, ont déjà été développées dans le monde entier. La 5G, la future génération de technologie sans fil, requiert de nouvelles normes pour prendre en charge ces services ultrarapides et à temps de réponse réduit pour les clients. Quelles seront les tendances technologiques clés pour permettre la 5G auxquelles les ingénieurs devront faire face ? Cela dépend à qui vous demandez. Je pense que les technologies habilitantes clés sont les suivantes. La 1re : la nouvelle norme radio pour la 5G. Elle diffère de la LTE et est définie par la norme 3GPP. Ensuite, l’antenne pour ondes moyennes et de phase III sera la norme commune. Cette complexité nécessitera 2 Db de signature de base supplémentaire. En raison de l’onde moyenne, les pertes sont plus importantes dans l’air. Les entrées multiples et sorties multiples (MIMO) apportent un gain significatif en termes de débit et de fiabilité des données sans fil. La 4e sera le réseau d’accès radio, appelé RAN ou réseau central. Comment l’ancienne et la nouvelle architecture de réseau 5G interagiront-elles ? Du point de vue technique, cela se traduira par une fréquence plus élevée, une bande passante plus large et un meilleur rendement énergétique. Un amplificateur est nécessaire. Les autres composants nécessaires seront à faible bruit , stratifié de sol et à croisement de données ultra-faible, également à faible coût. Les packages à ondes moyennes doivent également se développer. Un convertisseur CA-CC à très haute vitesse et basse consommation. Une antenne à large bande doit être développée. L’antenne à ondes moyennes, l’antenne directe à haut gain, l’antenne d’information doivent se développer et deviendront la norme. 

T : Comment les gens considéreront-ils la technologie RF dans cinq ans, comme la technologie ne cesse de progresser et que la 5G devient de plus en plus une réalité pour un plus grand nombre de personnes dans le monde ? Comment les gens considéreront-ils la RF et quels changements modifieront notre perception de la RF ?

R : La technologie RF et le sans-fil seront synonymes de technologie 5G. La 5G sera la voie qui portera la transformation numérique à un nouveau sommet et il sera passionnant de voir le développement qui l’accompagne. La 5G apportera des avancées dans de nombreux domaines. Voici 5 domaines dans lesquels je vois des progrès significatifs. Tout d’abord, les usines intelligentes. La 5G jouera un rôle clé dans l’industrie 4.0. Cette technologie connectera les appareils et l’IdO. La 5G permettra aux usines intelligentes de faire des choses étonnantes. Les usines intelligentes utiliseront de plus en plus de robots alimentés par l’IA et l’apprentissage automatique. Ils aident à prendre des décisions en temps réel et seront davantage utilisés pour effectuer des tâches dangereuses afin de préserver la santé et la sécurité des employés. La formation devient plus sûre, car les usines intelligentes intègrent la RA et la RV dans les formations. Les employés apprennent plus rapidement et en toute sécurité. Ensuite, il y a la réalité mixte. La vitesse accrue et la bande passante plus large permettront à la RA et à la RV de se développer. La réalité mixte, couplée à la connectivité 5G, sera bientôt utilisée dans de nombreuses applications du monde réel (cartes, applications commerciales, appareils ménagers). La vraie réalité virtuelle pourra enfin voir le jour. Avec la 5G, la RA et la RV seront utilisées dans nos voitures, téléphones et écrans d’ordinateur. Cela fera donc partie de la vie quotidienne. Le troisième domaine est la voiture autonome. La 5G est la technologie qui permettra enfin aux prototypes d’entrer dans le monde réel. La sécurité est très importante. La 5G est la seule technologie qui va assez loin pour permettre aux machines d’imiter l’homme en raison du temps de réponse réduit. La 5G ne se déploiera pas du jour au lendemain. Toutefois, une fois qu’elle sera répandue et aboutie, rien ne pourra arrêter le développement de machines sûres et autonomes (voitures, camions, avions...). Le quatrième domaine sera la ville intelligente. Jusqu’à présent, les villes intelligentes ne le sont pas vraiment. Certains secteurs ont été optimisés : les parkings intelligents, l’éclairage public... Toutefois, la connectivité n’a pas encore atteint le niveau élevé qui permettrait d’améliorer de façon constante et marquée notre vie quotidienne. Ainsi, avoir trop de données sur le réseau 4G revient à utiliser un Internet lent. La 5G est la seule technologie suffisamment rapide pour que tant d’appareils puissent se connecter à une vitesse aussi élevée. Le développement de cette technologie se fera dans le monde entier. Le dernier domaine est l’edge computing. L’Edge Computing permet de traiter les données aussi près de la source que possible. Comme elles circulent moins loin, elles peuvent être traitées plus rapidement et rendre la conduite de véhicules autonomes plus sûre. Avec la transmission de données à haute vitesse et à temps de réponse réduit de la technologie 5G, le potentiel de l’edge computing sera pleinement exploité dans de nombreuses applications. Qu’il s’agisse des villes intelligentes, des usines, de l’environnement ou de l’offre d’analyses en temps réel.

T : Comme la technologie RF va jouer un rôle énorme dans les avancées et que la technologie continue de se développer, dans le domaine de la technologie, nous imaginons couramment ce qui va arriver, de la 5G aux véhicules autonomes en passant par les villes intelligentes. Vous avez aussi mentionné l’intelligence artificielle. Quel rôle joue la RF dans le développement et l’utilisation de l’intelligence artificielle ?

R : La technologie RF, ou 5G, prendra en charge les charges de données exponentielles élevées. Un facteur clé de l’évolution de l’IA intelligente est la possibilité d’obtenir plus de données. L’accès à de nombreuses données permettra à l’IA d’améliorer les performances de la 5G, de renforcer la sécurité, de réduire la congestion et de résoudre le problème en temps réel. Si la 5G et l’IA travaillent ensemble, les données deviendront plus précieuses que jamais. Le fonctionnement de la technologie RF n’est pas si évident dans le monde d’aujourd’hui. J’aime regarder des films pendant mon temps libre, en particulier les films de science-fiction, comme les Marvel. Les films montrent comment l’IA et la technologie RF peuvent fonctionner à la perfection, même si c’est parfois irréaliste. Prenons par exemple le film Iron Man. Iron Man utilise la technologie RF pour communiquer avec Jarvis, son IA, dans le but de collecter des informations lorsqu’il vole dans son armure et de vaincre le méchant. C’est un avenir lointain. Mais avec cette technologie 5G et la technologie 6G à venir, ce que montre Disney sera réaliste dans un avenir proche.  

T : Excellent exemple. J’adore l’exemple d’Iron Man. Excellente manière de l’expliquer. C’est une chose à laquelle je n’avais pas pensé auparavant, mais je pense que cet exemple permet aux gens de comprendre, de voir comment cela peut potentiellement fonctionner à l’avenir. Amos, ce fut un plaisir d’échanger avec vous aujourd’hui et d’en apprendre un peu plus sur la technologie RF. Amos, directeur principal de la R&D et de l’ingénierie du développement des produits chez TE Connectivity. Merci beaucoup de vous être joint à moi aujourd’hui et d’avoir présenté la technologie RF

R : Avec plaisir. J’espère que vous avez tous appris quelque chose sur cette technologie RF.

T : J’ai beaucoup appris aujourd’hui. Merci de vous être joint à nous dans CONNECTED World. Merci à tous d’avoir écouté cet épisode de Connected World, un podcast de TE Connectivity. Nous vous en sommes très reconnaissants. Abonnez-vous au podcast sur Apple Podcasts ou sur Sportify pour être sûr de recevoir les derniers épisodes de TE Connectivity directement sur vos appareils mobiles. Nous reviendrons bientôt avec d’autres épisodes. Je suis Tyler Kern, votre animateur. Merci beaucoup de m’avoir écouté.