- Des entreprises japonaises développent et déploient des antennes transparentes en verre fixées à l’intérieur des fenêtres des bâtiments afin d’étendre la couverture 5G sans nuire au paysage urbain ni à l’apparence des immeubles
- La 5G utilisant des bandes de fréquences plus élevées que la 4G, la zone de service couverte par chaque station de base est plus réduite, et les opérateurs japonais étendent le partage d’infrastructure face au manque de sites d’installation et aux coûts de déploiement
- L’opérateur tokyoïte JTower a déployé le mois dernier l’antenne en verre développée avec la participation d’AGC et de NTT Docomo, avec une première installation sur une fenêtre à Shinjuku, à Tokyo
- WAVEANTENNA d’AGC repose sur une structure plaçant un matériau conducteur transparent et une résine transparente entre deux plaques de verre, et est optimisée pour la bande 3,7 à 4,5 GHz de la 5G Sub6
- Les antennes intégrées aux fenêtres élargissent les possibilités de positionnement et de hauteur d’installation des stations de base, et AGC a même appliqué son antenne 5G en verre à l’automobile, avec des cas d’usage comme le service de location d’EV à la demande Halo.Car à Las Vegas
Des antennes transparentes qui transforment les fenêtres en zones de couverture 5G
- La 5G a commencé à être déployée à partir de 2018 ou 2019, avant de se diffuser auprès de centaines de millions d’utilisateurs dans le monde
- Elle offre une latence plus faible que les générations précédentes, mais nécessite davantage de stations de base pour couvrir une même zone
- Pour éviter de multiplier les équipements visibles dans les espaces partagés, des entreprises japonaises développent des antennes transparentes en verre permettant aux fenêtres de jouer le rôle de stations de base que plusieurs opérateurs peuvent partager
Pourquoi le déploiement de la 5G se tourne vers les fenêtres des bâtiments
- Les réseaux 5G incluent des bandes de fréquences plus élevées que la 4G
- Les stations de base utilisant des fréquences plus élevées ont une zone de couverture plus réduite, ce qui impose un maillage plus dense qu’en 4G
- Les opérateurs japonais ont recours au partage d’infrastructure mobile en raison du manque de sites d’installation et du coût du déploiement de la 5G
Premier déploiement de JTower, AGC et NTT Docomo
- L’opérateur tokyoïte JTower a annoncé le mois dernier le déploiement de nouvelles antennes en verre
- Le verrier AGC et l’opérateur mobile NTT Docomo ont participé à une partie du développement de cette antenne
- La première antenne a été installée sur une fenêtre dans le quartier de Shinjuku, à Tokyo
- Shota Ochiai, marketing manager chez AGC, présente ce produit comme la première antenne au monde fixée à l’intérieur d’une fenêtre de bâtiment pour transformer l’extérieur en zone de service, tout en préservant le paysage urbain et l’apparence des bâtiments, autrement dit en transformant la fenêtre en station de base
Structure et fonctionnement de l’antenne transparente
- Cette antenne repose sur un matériau conducteur transparent
- Sa structure consiste à insérer ce matériau conducteur transparent et une résine transparente du type utilisé dans les pare-brise automobiles feuilletés entre deux plaques de verre
- Kentaro Oka d’AGC estime que l’idée d’utiliser un matériau conducteur transparent comme antenne n’existait pas auparavant, et que le fait de placer ce matériau entre deux plaques de verre améliore fortement la durabilité de l’antenne
- La conception peut être adaptée à l’épaisseur du verre, afin de réduire l’atténuation et la réflexion des signaux radio absorbés et émis par la fenêtre
- La technologie propriétaire d’AGC atténue les perturbations de direction des ondes radio lorsque celles-ci traversent la fenêtre
Caractéristiques et fréquences de WAVEANTENNA
- Le nom du produit d’AGC est WAVEANTENNA, et il s’installe sur la face intérieure de la fenêtre
- Hormis les câbles, il est peu visible et est généralement placé en haut de la fenêtre ou sur ses bords, hors du champ de vision
- WAVEANTENNA est compatible avec la bande 5G Sub6, qui désigne les signaux inférieurs à 6 GHz
- Les antennes Sub6 utilisent des fréquences plus basses, qui traversent mieux les obstacles comme les murs et les bâtiments, ce qui en fait un élément important du déploiement 5G
- Cette bande se distingue de la zone 5G en ondes millimétriques, qui offre une bande passante plus élevée
Historique du produit et version mutualisée
- Selon AGC, une première version de ce produit a été lancée en 2020
- Une version pouvant être partagée entre plusieurs réseaux mobiles a été introduite l’an dernier
- AGC indique que cette antenne est optimisée pour la bande 3,7 à 4,5 GHz
- Cette bande offre une largeur de bande importante, sans toutefois atteindre le niveau visé par les déploiements 5G idéaux en ondes millimétriques
- Les ondes millimétriques peuvent généralement offrir une bande passante dans la plage de 10 à 50 GHz
Extension des sites d’installation et usage automobile
- À mesure que le partage d’infrastructure devient plus important pour les opérateurs, les antennes en verre peuvent être utilisées pour étendre la couverture 5G
- Ce dispositif augmente non seulement les sites possibles d’installation de stations de base, mais facilite aussi le choix d’une hauteur d’installation adaptée
- AGC a également appliqué son antenne 5G en verre à l’automobile, estimant qu’elle peut aider à réduire les coupures de signal
- Parmi les cas d’usage figure le service de location d’EV à la demande Halo.Car à Las Vegas, qui s’appuie sur un réseau haut débit pour permettre à des conducteurs à distance de livrer les véhicules aux clients
1 commentaires
Avis sur Hacker News
Je suis favorable à des antennes cellulaires plus discrètes, mais dans ce cas, à en juger par la photo, cela n’a pas l’air transparent ni inoffensif
On pourrait sans doute rendre les connexions moins visibles, sans câbles coaxiaux apparents, éviter d’ajouter une vitre par-dessus la fenêtre, et rendre les zones conductrices plus transparentes, mais pour l’instant cela semble surtout utile comme preuve de concept
Il faudra voir à quoi ressemblera le produit commercial, et comme une tour comporte généralement des dizaines d’antennes, j’ai du mal à imaginer qu’elles puissent toutes avoir cette apparence
Si, à cause des émissions rayonnées, il faut empêcher les gens de s’approcher à moins de 3 m, alors on ne devrait probablement pas simplement regarder par cette fenêtre
Les façades vitrées utilisent presque toujours du verre Low-E pour éviter que le bâtiment ne devienne une immense serre, et ce verre bloque très bien les fréquences 5G[1]
Combiné à la courte portée des ondes 5G, cela rend assez difficile la recherche d’emplacements où installer des antennes 5G
Ce produit permet aux opérateurs de fixer des antennes à l’intérieur de la façade d’un bâtiment tout en fournissant une couverture vers l’extérieur, ce qui réduit fortement le coût et la difficulté d’installation de mâts 5G
Les équipements sensibles peuvent être placés dans les espaces techniques ordinaires du bâtiment, il n’y a pas besoin de grands boîtiers étanches disgracieux, et il est moins nécessaire de percer l’étanchéité du bâtiment pour faire passer des câbles vers des antennes extérieures
Pour rendre cela possible, il a sans doute fallu beaucoup d’ajustements afin d’intégrer dans la conception RF la fenêtre Low-E elle-même, sur laquelle l’antenne est fixée
Le fait que l’antenne physique soit en verre et partiellement transparente est en réalité moins intéressant ; le verre a probablement été choisi parce qu’il est très rigide, ce qui facilite le maintien d’une distance constante entre les éléments conducteurs et la fenêtre, afin d’obtenir le bon couplage RF
[1] https://www.ranplanwireless.com/gb/resources/low-e-glass/
Mais tous les sites n’ont pas besoin de ressembler à cela ; ici, on est plutôt proche d’une small cell visant à améliorer la couverture à l’intérieur d’un bâtiment ou dans quelques rues voisines
La puissance est aussi beaucoup plus faible, pas très différente de celle d’un point d’accès WiFi, donc on ne va pas cuire quelqu’un qui s’en approche
innocuous signifie inoffensif, tandis que inconspicuous signifie peu visible ou qui n’attire pas l’attention
L’arrière-plan est plat et on ne voit qu’une ou deux lignes ; dans ces conditions, cela ne paraît pas du tout excessivement voyant
Même en incluant le réseau de lignes d’alimentation, ce n’est peut-être pas adapté aux espaces cachés très haut de gamme, mais cela semble largement acceptable pour la plupart des lieux
Quand on pense aux alternatives possibles en ville et dans les espaces commerciaux, c’est une amélioration assez importante
Ce qui m’intéresse le plus, c’est le niveau de puissance
Je me demande combien on peut émettre quand Joe de la compta se trouve à 8 pieds, et en quoi cela diffère d’une antenne classique fixée à un bâtiment ou à un poteau
Il est aussi important de savoir pour quelles fréquences cette antenne est conçue
La 5G peut fonctionner sur plusieurs bandes, donc j’aimerais savoir s’il s’agit d’un équipement à ondes millimétriques ou d’une bande plus basse
Je crois que ce sont les gens qui voient les possibilités et le potentiel qui font avancer le monde
Dans un bâtiment, il y a beaucoup d’endroits où un panneau de verre légèrement assombri ne détonne pas vraiment, et c’est bien mieux qu’une grosse boîte en plastique opaque et laide
Surtout si un architecte l’intègre correctement dans la conception, on peut la rendre très discrète même sans qu’elle soit transparente à 100 %
Beaucoup de bâtiments ont aussi des panneaux de verre éloignés des cheminements piétons : fenêtres en hauteur, plafonds, zones techniques, ce genre d’endroits
Des bénévoles pourraient-ils créer un réseau maillé 5G fournissant leur propre connectivité et se passer des opérateurs mobiles ?
Il y a eu beaucoup de tentatives au fil des ans, mais certaines ont pivoté, comme Meraki, ou ont fermé puis vendu leurs actifs à des fournisseurs d’accès Internet existants, comme Common Networks.
Le plus gros obstacle, c’est qu’exploiter de manière fiable des émetteurs performants n’est pas facile pour des amateurs, et que la rémunération par émetteur n’est pas très élevée.
On peut prendre l’exemple des fournisseurs d’accès Internet résidentiels, mais cela s’applique tout autant aux réseaux cellulaires.
Plus le réseau est « maillé », plus il faut partager les revenus entre un grand nombre de personnes, ce qui aggrave le problème.
En outre, pour l’accès à Internet, la fiabilité est absolument cruciale.
Comme il est difficile pour des amateurs de maintenir une forte disponibilité, un réseau maillé décentralisé qui fournirait un vrai service Internet aurait besoin de beaucoup de redondance dans une zone donnée, ce qui réduirait encore les revenus par nœud.
Au final, il faut une équipe de techniciens qui se déplacent pour réparer et optimiser les nœuds dès qu’un problème survient, ce qui est en fait le métier d’un FAI ou d’un opérateur mobile.
Dans un réseau maillé, l’idée est généralement que le propriétaire du bien immobilier possède le nœud ; dans le modèle classique des FAI, le propriétaire loue l’emplacement à l’opérateur qui possède le nœud.
Du point de vue du bailleur, le second modèle, plus familier, est souvent préféré.
Quand on regarde le WiFi dans des immeubles denses, c’est très encombré parce que personne n’alloue ni ne gère les bandes de manière centralisée.
Cela devient une zone de non-droit où chacun émet sur le canal et à la puissance qu’il veut dans les limites légales, et sans gestion centrale, peu de gens ont une bonne expérience.
Si le WiFi 5 GHz/6 GHz est plus utilisable, c’est parce qu’il réduit naturellement la réception des signaux des voisins.
En descendant vers 700 MHz/900 MHz/1,2 GHz, comme dans beaucoup de déploiements 5G, on va dans la direction opposée à celle que le WiFi a prise pour résoudre ce problème.
Plus la fréquence baisse, plus le problème des voisins bruyants s’aggrave.
Et si, en plus, on dépend du routage mesh alors que chacun sature la bande à sa façon, la fiabilité et l’efficacité du transfert de données chutent fortement.
Utiliser les téléphones comme nœuds relais viderait énormément leur batterie, donc c’est difficile dès le départ ; au final, il faut compter sur des bénévoles qui installent eux-mêmes des stations de base filaires.
Il existe le réseau maillé LoRaWAN Helium[0], basé sur des bénévoles, et ils ont aussi ajouté la 5G il y a environ deux ans.
Mais c’est basé sur les cryptomonnaies, et cela ne semble pas rentable pour les bénévoles qui investissent dans du matériel radio et des antennes. En tout cas, pas là où j’habite.
Un voisin a encore une antenne et une radio Helium sur son balcon, mais elles sont hors ligne parce que le rapport coût/revenu n’est pas bon.
Cela dit, c’est du matériel LoRaWAN d’avant la 5G, et je ne connais personne qui exploite réellement la version 5G.
Techniquement, l’idée me plaisait, mais le projet étant centré sur un token crypto et dégageant globalement une odeur de web3, ça m’a refroidi.
[0] https://en.wikipedia.org/wiki/Helium_Network
D’abord, la question est de savoir quelles fréquences utiliser.
Si l’on utilise 2,4 GHz ou 5 GHz, les voisins qui utilisent le WiFi ne vont pas apprécier.
Il y a aussi la bande 6 GHz, mais elle pose problème pour les longues portées ; le CBRS à 3,5 GHz est probablement le meilleur choix, mais il faut une attribution de bande et une organisation opérationnelle.
Les bonnes bandes basses fréquences à longue portée sont détenues par les opérateurs mobiles.
Ensuite, la portée d’un routeur domestique est assez courte, probablement de l’ordre d’un mile.
Pour couvrir une ville, il faudrait énormément de nœuds, et les routeurs 5G ne sont pas bon marché.
Cela veut aussi dire qu’on n’aurait plus de réception dès qu’on sort de la ville.
La plupart des routeurs sont conçus pour l’intérieur, et pour obtenir une vraie couverture, il faudrait les installer dehors sur des mâts.
Enfin, je ne suis pas certain que la communication directe entre appareils existe réellement en 5G.
LTE-Direct a existé mais n’a pas été implémenté, et même si les spécifications 5G prévoient du D2D, je n’ai pas trouvé d’exemples de mise en œuvre.
Beaucoup de voitures un peu anciennes des années 2000 à 2020 avaient aussi des antennes intégrées dans le vitrage.
L’idée en elle-même est solide.
Une antenne dans le verre est protégée, donc elle peut être très fine et presque invisible, et c’est plus esthétique qu’un aileron de requin ou une tige sur le toit.
Je vois cela davantage comme un choix esthétique que comme un choix d’ingénierie.
D’un point de vue technique, une petite antenne sur le toit suffit largement à résoudre le problème.
Les voitures ont généralement plusieurs antennes intégrées, par exemple dans la lunette arrière.
Même pour la radio FM, il y a au moins trois antennes à différents endroits, et le récepteur bascule vers celle qui offre le meilleur signal.
Un seul aileron de requin ne suffit pas.
J’aimerais voir une version qui fasse aussi office de panneau de sortie de secours.
https://www.exitsignwarehouse.com/products/esw-el-r
Les nouveaux trains à grande vitesse de notre pays utilisent aussi une technologie similaire pour améliorer la réception des téléphones mobiles en mouvement.
https://press.siemens.com/global/en/pressrelease/obb-puts-fi...
Cet article parle d’utiliser les fenêtres comme antennes actives.
Les trains récents, eux, commencent à utiliser des fenêtres transparentes aux ondes radio, afin que la couverture extérieure puisse passer.
Les fenêtres des trains ont un revêtement métallique pour bloquer le soleil, ce qui, malheureusement, bloque aussi les ondes radio.
Le mot « windows » dans le titre était en minuscules, mais il m’a quand même fallu un moment pour comprendre qu’il s’agissait de fenêtres, pas du système d’exploitation
En italien, file veut dire « file d’attente », mais dès que je vois le mot file quelque part, je le lis comme le terme informatique anglais « fichier »
Ça me fait sourire à chaque fois
Est-ce que le signal ne risque pas d’être perturbé si on tapote sur la vitre, ou avec le vent ou une forte pluie ?
Mais d’après l’article, cette antenne ne fonctionne que dans des bandes inférieures à 5 GHz, ce qui est beaucoup plus logique
La plupart des fenêtres modernes utilisent un revêtement en aluminium pour réfléchir les UV, généralement appelé vitrage Low-E
Ce revêtement est très efficace pour atténuer les fréquences millimétriques, ce qui fait des fenêtres à peu près le pire endroit d’un bâtiment pour placer une antenne
Mais comme la plupart des gens n’ont pas besoin de WiFi gigabit sur leur téléphone ou leurs autres appareils, la vraie 5G millimétrique semble surtout utilisée aujourd’hui pour l’accès Internet fixe sans fil à domicile
Est-ce que ça fonctionnerait aussi avec du verre peptidique ?
“A self-healing multispectral transparent adhesive peptide glass”
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07408-x :
Transducer:
https://en.wikipedia.org/wiki/Transducer
https://news.ycombinator.com/item?id=41442489 :
La légende de la photo dit : « photo en intérieur d’un dispositif rectangulaire en verre fixé à une fenêtre de bâtiment, avec un câble reliant le dispositif au plafond »
Mais c’est clairement une image générée par IA
Il suffit de regarder le reflet de la lampe dans la fenêtre : il chevauche le cadre
On dirait que présenter des images générées par IA comme si elles étaient réelles devient maintenant la norme
Alcan Systems fabrique aussi des antennes 5G en verre
Mais cette entreprise utilise une technologie d’écran LCD pour créer un réseau phasé et ajuster dynamiquement la direction du signal
https://www.alcansystems.com/