Résoudre le problème des femmes de chambre
Des radiofréquences différentes ont des propriétés différentes, et pour envoyer des signaux de commande pour accéder à un système sans fil, il faut trouver la fréquence qui est la plus appropriée pour cette tâche. Dans un hôtel, par exemple, il n’est pas souhaitable d’utiliser des fréquences qui requièrent plus d’infrastructure, et il n’est certainement pas souhaitable que le signal termine sa course bloqué par une femme de chambre qui passe!
Pour écouter une station radio émettant depuis l’autre côté de la Terre, vous règlerez probablement votre radio sur la bande THF. Mais pour trouver une station indiquant les bouchons dans votre quartier, vous n’essayerez probablement pas les ondes courtes. Et nous savons tous pourquoi : des radiofréquences différentes ont des propriétés différentes. Les THF (Très Hautes Fréquences) ne se déplacent pas sur de grandes distances géographiques, alors que les ondes courtes (ou Hautes Fréquences) se déplacent beaucoup plus loin, ce qui est en grande partie dû à leur capacité à conquérir la courbe de la surface de la Terre par des sauts entre la Terre et l’ionosphère. La règle générale est donc : plus la fréquence est élevée, plus la portée est faible.
Pour des raisons de sécurité locale, naturellement, personne n’envisage des sauts de signaux de l’Europe à l’Australie. Mais l’intérêt d’utiliser les radiofréquences est réel. Par exemple, il peut être judicieux d’installer un émetteur avec contact radio sur toutes les portes d’un couloir. Ainsi, il n’est pas nécessaire de tirer des fils jusqu’à chaque porte, et il est possible de verrouiller et déverrouiller chaque porte de manière centralisée, il est possible de contrôler les entrées ou de lire l’identification des personnes entrantes et sortantes. Le principal inconvénient des radiofréquences est qu’elles circulent à l’air libre et peuvent ainsi facilement être interceptées par n’importe qui. La sécurité doit donc impliquer un chiffrement approprié.
Choisir la bonne fréquence
Mais quelle fréquence utiliser ? Michel Noxfeld d’ASSA ABLOY, Responsable R&D pour les Plates-formes Interconnectivité, explique que cela dépend du type d’installation envisagée. En fait, deux types de fréquences sont actuellement utilisés : la bande des 2,45 Gigahertz, qui est une bande non réglementée qu’explorent actuellement de nombreux fabricants, et la bande de 868 Mégahertz (915 Mégahertz aux États-Unis) qui est une bande réglementée déjà bien établie dans le secteur de la sécurité.
« Actuellement, la fréquence de 868 MHz présente un gros avantage : les réglementations permettent seulement aux applications d’émettre pendant 0,1 % ou 1 % du temps ; ce qui permet de toujours laisser de la place sur la fréquence pour un signal d’urgence. Elle est donc souvent préférée par les applications de sécurité », déclare Michel. La bande de 915 MHz est seulement réglementée pour la puissance maximum de transmission.
Les applications utilisant la bande des 2,45 GHz, par contre, peuvent facilement se retrouver dans une congestion d’ondes radio. « Nous avons entendu parler de fabricants d’alarmes anti-intrusion qui n’utiliseront jamais les 2,45 GHz à cause de toutes les liaisons hertziennes et transmissions vidéo qui peuvent se situer dessus », poursuit Michel. De telles applications ont besoin de beaucoup de place et il y a un risque que l’alarme n’arrive tout simplement pas à en trouver.
Michel explique donc qu’il ne recommanderait pas de mettre un système de fermeture sur la bande 2,45 GHz si ce système doit être relié d’une quelconque façon à une alarme anti-intrusion, ce qui impliquerait qu’il doive respecter les réglementations RF locales. Mais il précise aussi que certaines sociétés ASSA ABLOY travaillent sur des applications pour cette plage de fréquences, l’une des raisons de cela étant ZigBee.
Avantages
ZigBee est créé par une alliance de fabricants qui développent des profils d’application à utiliser avec la norme ouverte IEEE 802.15.4. Conçu pour la surveillance et la commande sans fil, ZigBee fonctionnera avec 868 MHz (Europe)/915 MHz (Amériques) et 2,45 GHz (mondial), avec une attention spéciale étant portée à la fréquence 2,45 GHz. Cette technologie est actuellement explorée pour toutes les applications, des claviers sans fil aux applications de jeux, en passant par la surveillance de patients et les applications de sécurité les plus sensibles. La technologie ZigBee présente plusieurs avantages, le principal étant commun à tous les systèmes ouverts : des produits peuvent être conçus pour permettre à différentes applications d’interagir les unes avec les autres sans intrusion problématique et onéreuse dans des systèmes propriétaires. Un autre avantage est son étendue : une utilisation en masse d’une norme tire les prix vers le bas pour des composants tels que les puces. « Une telle norme impose son propre rythme, même quand elle n’est pas optimale », ajoute Michel.
La solution parfaite n’existe pas
Mais ZigBee n’est pas parfaite : la fréquence plus élevée implique une portée plus faible, ce qui peut nécessiter l’installation d’un plus grand nombre de routeurs dans le système. « Si c’est un grand bâtiment, les routeurs peuvent déjà être en place de toute façon. Mais pour un système de sécurité, il peut être préférable de prévoir ses propres routeurs pour éviter que personne d’autre n’utilise votre système comme routeur gratuit ». Les radiofréquences sont également facilement absorbées par les corps humains qui peuvent donc bloquer les signaux. Michel donne l’exemple d’un hôtel à Las Vegas muni d’un accès aux chambres par cartes où, croyez-le ou non, plus de 300 clients par jour demandent de changer de chambre. Chaque fois, un signal radio doit être envoyé à la serrure de porte pour changer son code afin qu’elle accepte la nouvelle carte. Certains de ces signaux seront arrêtés par une personne passant devant la porte et bloquant donc physiquement la trajectoire. La seule manière de régler ce problème est de disposer de nombreux routeurs qui offrent plusieurs alternatives de trajectoires de rayonnement. La crainte de Michel est qu’en définitive, on puisse se retrouver avec plusieurs systèmes sans fil basés sur ZigBee qui utilisent tous leurs propres routeurs. « Les bâtiments pourraient être surchargés de routeurs propriétaires pour les divers réseaux privés installés. Est-ce ce que l’on souhaite ? », demande Michel.
Et il y a le problème de la quantité non contrôlée de trafic. Comme la norme américaine 915 MHz, la plage de 2,45 GHz a l’avantage par rapport à 868 MHz, de compter seize canaux à la place de trois seulement. Ceci permet plus de sauts de canaux, au cas où un canal serait bloqué. Le risque de surcharge est sans aucun doute présent. L’une des raisons pour lesquelles la fréquence 868/915 MHz a été adoptée par les applications de sécurité était que la plage de 433 MHz était déjà surchargée. Michel a l’esprit ouvert. « Je pense que ZigBee à 2,45 GHz a fait ses preuves comme réseau robuste. Mais ce que je pense n’a pas d’importance. La question est savoir ce que l’industrie et les organismes de régulation veulent », précise-t-il.
Et les organismes de régulation ne sont assurément pas toujours heureux. Une société ASSA ABLOY de Norvège qui fabrique des capteurs sans fil pour fenêtres souhaitait utiliser ZigBee à 2,45 GHz car les puces étaient alors moins chères. Mais les organismes de régulation s’y sont opposés.
Problèmes à résoudre
Michel insiste sur le fait que la fréquence n’est pas le seul point important. Des points tout aussi importants sont le logiciel et la durée de vie de la batterie. Et à cet égard, de nombreuses solutions basées sur 868/915 MHz ont jusqu’à dix-huit mois devant elles. La norme ZigBee promet néanmoins une alimentation par batterie très économique, avec des années de durée de vie sur une pile AA.
Michel explique que, dans un système basé sur 2,45 GHz et requérant donc de nombreux routeurs, il est possible d’augmenter l’efficacité en utilisant les nœuds en tant que routeurs, mais les nœuds peuvent être désactivés pour économiser la batterie, tandis que les routeurs doivent rester activés tout le temps et doivent être alimentés sur secteur. « Les routeurs alimentés par batterie sont toujours de l’ordre de la vision », affirme-t-il.
ZigBee existe, mais c’est un peu comme Bluetooth il y a cinq ans. Tout le monde disait que Bluetooth était prêt, mais cette technologie semblait très timide et jamais vraiment prête à quitter le laboratoire pour affronter le monde réel. Aujourd’hui, elle est partout. Il va peut-être encore falloir un certain temps aux applications ZigBee pour devenir partie intégrante de notre vie quotidienne, mais les problèmes vont se régler en temps et en heure. ASSA ABLOY y travaille.
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