Innovation : comment les signaux radio peuvent pénétrer le verre

Découvrez comment les signaux radio traversent le cœur du verre : une avancée technologique surprenante !

Un contrat récemment remporté par Siemens Mobility pour fournir des trains à l’opérateur national de chemins de fer autrichiens a attiré l’attention en raison de l’intégration d’une technologie destinée à augmenter la perméabilité des signaux radio à travers les fenêtres des voitures de voyageurs. Cette inclusion met en évidence un problème peu discuté : la difficulté croissante pour les signaux radio de traverser le verre moderne.

Ce phénomène s’explique par le fait que les traitements appliqués au verre pour isoler les habitations dans le cadre d’initiatives d’efficacité énergétique ont un impact sur la perméabilité des signaux radio. Comme l’a expliqué Danielle George, membre de l’IET et professeur d’ingénierie des fréquences radio à l’University of Manchester : « Fondamentalement, les ondes radio peuvent traverser le verre, c’est en partie ainsi que notre réseau 4G peut fonctionner lorsque nous sommes chez nous ». Cependant, « ces traitements réduisent la force des signaux radio qui traversent le verre, ce qui est un avantage si quelqu’un essayait de se connecter à votre Wi-Fi depuis l’extérieur », a-t-elle ajouté.

Ce phénomène a cependant un revers : le signal qui pénètre de l’extérieur vers l’intérieur est également affaibli, ce qui a un impact sur l’expérience utilisateur. Ce problème devient plus prononcé avec des fréquences plus élevées, ce qui signifie que la 5G est particulièrement touchée. Cela dit, il existe des solutions pour « percer la vitre ». Voici trois possibilités :

L’approche de Siemens

• Les voitures des 19 trains fournis à la compagnie de chemins de fer fédérale autrichienne utiliseront une technologie développée par Siemens pour limiter la perte de fréquence des signaux mobiles passant à travers les fenêtres.
• Siemens a déclaré que ses fenêtres « conduisent une puissance de signal qui est 50 fois plus forte que celle du verre standard », avec un système actuellement utilisé par la compagnie ferroviaire autrichienne qui augmente de 33% le « temps disponible pour une bonne réception 4G ».
• Les fenêtres fournies « ont une structure spéciale formée par un laser » qui est « à peine détectable par les passagers ».
• L’approche de Siemens fonctionne avec une gamme de spectres d’environ 400MHz à 3.7GHz, avec des fréquences supérieures à 5GHz bloquées.

L’approche Japonaise

• En 2023, NTT Docomo a entamé un processus pour combattre le problème du revêtement thermique, en collaborant avec la société spécialisée YKK AP pour évaluer l’aérogel, qu’elle a décrit comme un « matériau léger et poreux ».
• L’objectif de l’opérateur est d’améliorer la pénétration du signal tout en « maintenant les avantages d’isolation des fenêtres » pour les maisons et les bureaux.

L’approche Li-Fi

• Une troisième possibilité implique l’utilisation de la lumière. Le spécialiste de la Light Fidelity (Li-Fi), pureLiFi, a dévoilé LINXC Bridge à MWC Barcelona 2024, un système développé avec Solace Power basé au Canada, qui a particulièrement en vue la 5G mmWave.
• LINXC Bridge utilise des pucks installés sur le cadre de la fenêtre pour envoyer des signaux à l’intérieur à l’aide de la lumière plutôt que de la radio. Il est présenté comme un moyen de fournir des services d’accès sans fil fixe (FWA).
• Un représentant de pureLiFi a déclaré à MWL que le système capte les signaux 5G à l’extérieur « là où ils sont les plus forts » et non « soumis à l’atténuation par les murs et les fenêtres » qui sont « de plus en plus imperméables aux signaux 5G, en particulier mmWave ».
• Il tire parti de la spécialité de pureLiFi en transformant « un signal internet à large bande en lumière pour passer à travers la fenêtre dans les deux sens » puis en le convertissant « en un signal Ethernet pour se connecter au réseau local » ou à l’équipement des locaux du client (CPE).
• En plus d’être technologiquement agnostique, le système « transfère également de l’énergie sans fil à travers la fenêtre ». La société est en « discussions avancées avec des opérateurs mondiaux » pour utiliser le système dans leurs services FWA, avec des tests en cours « en vue de grands essais sur le terrain auprès des consommateurs plus tard cette année ».