By John Herman
Vous vivez votre vie à 2.4 GHz. Votre routeur, votre téléphone sans fil, votre oreillette Bluetooth, votre babyphone et votre ouvreur de garage aiment et vivent tous sur cette fréquence radio, et aucune autre. Pourquoi ? La réponse se trouve dans votre cuisine.
De quoi nous parlons
Avant de charger trop loin ici, passons en revue les bases. Votre maison ou votre appartement, ou le café dans lequel vous êtes assis en ce moment, est saturé d’ondes radio. Un nombre inconcevable d’entre elles, en fait, vibrent depuis les stations de radio, les chaînes de télévision, les tours de téléphonie mobile, et l’univers lui-même, dans l’espace que vous habitez. Vous êtes constamment bombardé d’ondes électromagnétiques de toutes sortes de fréquences, dont beaucoup ont été codées avec des informations spécifiques, qu’il s’agisse d’une voix, d’un son ou de données numériques. Diable, peut-être même ces mots mêmes.
En plus de cela, vous êtes entouré d’ondes de votre propre création. À l’intérieur de votre maison se trouvent une douzaine de petites stations de radio : votre routeur, votre téléphone sans fil, votre ouvre-porte de garage. Tout ce que vous possédez qui est sans fil, plus ou moins. Foutues ondes radio : elles sont partout.
En fait, il est étrange que votre téléphone sans fil ait même cet autocollant 2,4 GHz. Pour l’acheteur moyen, peu enclin à la technique, c’est un chiffre qui ne signifie A) rien, ou B) quelque chose, mais la mauvaise chose. (« 2,4 GHz ? C’est plus rapide que mon ordinateur ! »)
Ce que ce chiffre signifie en réalité, c’est la fréquence de diffusion, ou la fréquence des ondes que la station de base du téléphone envoie à son combiné. C’est tout. En fait, le hertz lui-même juste une unité pour la fréquence dans n’importe quel contexte : c’est le nombre de fois que quelque chose se produit au cours d’une seconde. Dans les communications sans fil, il fait référence à l’oscillation des ondes. Dans les ordinateurs, il s’agit de la fréquence d’horloge du processeur. Pour les téléviseurs, il s’agit de la vitesse de rafraîchissement de l’écran ; pour moi, qui tape des mains devant mon ordinateur en ce moment même, c’est la vitesse à laquelle je le fais. Un hertz, clap lent.
La question, alors, est de savoir pourquoi tant de vos gadgets fonctionnent à 2,4 GHz, au lieu des ~2 399 999 999 fréquences en nombre entier en dessous, ou n’importe quel nombre au-dessus. Cela semble presque contrôlé, ou guidé. Cela semble, peut-être, un peu arbitraire. Cela semble, eh bien, réglementé.
Un coup d’œil aux règlements de la FCC confirme tous les soupçons. Une bande de fréquences regroupées autour de 2,4 GHz a été désignée, avec une poignée d’autres, comme les bandes radio industrielles, scientifiques et médicales. « Une grande partie du matériel sans licence – par exemple, le Wi-Fi – se trouve sur les fréquences de 2,4 GHz ou de 900 MHz, les bandes ISM. Vous n’avez pas besoin d’une licence pour les exploiter. » C’est Ira Kelpz, chef adjoint du bureau de l’ingénierie et de la technologie de la Commission fédérale des communications, qui explique précisément pourquoi ces bandes ISM sont intéressantes pour les fabricants de gadgets : Leur utilisation est gratuite. Si les routeurs, les téléphones sans fil et autres sont relégués dans la petite bande des 2,4 GHz, leurs ondes radio n’interfèreront pas avec, par exemple, les téléphones portables fonctionnant à 1,9 GHz ou la radio AM, qui émet entre 535 kHz et 1,7 MHz. L’ISM est, en fait, un ghetto pour la transmission sans fil sans licence, recommandé d’abord par une petite agence discrète dans un bureau suisse de l’ONU, appelé l’UIT, puis formalisé, modifié et codifié pour une utilisation pratique par les gouvernements du monde, y compris, bien sûr, notre propre FCC.
Les normes ISM actuelles ont été établies en 1985, et juste à temps. Nos téléphones étaient sur le point de perdre leurs cordons, et dans un avenir proche, les connexions Internet à large bande allaient voir le jour et devenir magiquement sans fil. Tous ces gadgets avaient besoin de fréquences qui ne nécessitaient pas de licence, mais qui se situaient entre celles qui en nécessitaient une. Des fréquences qui n’étaient pas si élevées qu’elles sacrifiaient la pénétration de la diffusion (à travers les murs, par exemple), mais qui n’étaient pas si basses qu’elles nécessitaient des antennes de 30 cm de long. En bref, ils avaient besoin des bandes ISM. Ils les ont donc prises.
Pourquoi 2.4 ?
Maintenant, il existe de très nombreuses fréquences qualifiées de « sans licence », mais seule une poignée est utilisée dans nos téléphones, routeurs et talkies-walkies.
Dans le cas de quelque chose comme les téléphones, qui sont vendus appariés avec une station de base spécifique, choisir la bonne fréquence sans licence est un calcul assez simple : Un système de 900 MHz pourra plus facilement diffuser à travers une maison à plusieurs étages, mais un système de 2,4 GHz aura une plus grande portée (s’il n’est pas obstrué) et nécessite généralement une antenne plus petite, ce qui permet de contrôler la taille du téléphone.
Les routeurs Wi-Fi ont commencé comme des systèmes propriétaires, appariés, fonctionnant sur toutes sortes de fréquences, pour ne se fixer sur une norme – 5 GHz – qu’avec la codification de la norme 802.11a. Puis l’Institute of Electrical and Electronics Engineers a convenu que la fréquence 2,4 GHz, avec son large choix de canaux et son potentiel de portée/pénétration/coût, était un pari plus sûr. Aujourd’hui, certains routeurs Wireless N peuvent fonctionner simultanément sur les bandes 2,4 GHz et 5 GHz. Les routeurs pourraient tout aussi bien fonctionner sur les bandes 2,3 ou 2,5 GHz, mais ils n’y sont pas autorisés. C’est le règlement. La bande 2,4 GHz, qui s’étend d’environ 2 400 à 2 483,5 Mhz, est celle où les routeurs doivent vivre.
Pour cela, ils peuvent remercier les micro-ondes.
Les fours à micro-ondes chauffent les aliments en les faisant sauter avec, littéralement, des micro-ondes. (Il convient de mentionner qu’en termes d’ondes électromagnétiques, les micro-ondes, dont les longueurs d’onde vont d’un millimètre à un mètre, ne sont pas particulièrement « micro »). À certaines fréquences, ces ondes provoquent ce que l’on appelle un échauffement diélectrique dans l’eau et la graisse, tandis qu’elles traversent directement d’autres matériaux, comme le plastique ou le verre, sans les exciter vraiment. (Le métal, par contre, est trop excité.) Pour une explication complète du fonctionnement du chauffage diélectrique, cliquez ici, mais pour les besoins de cet article, sachez simplement ceci : Seuls certains matériaux sont sensibles, et uniquement lorsqu’ils sont bombardés par des ondes d’une certaine fréquence et d’une certaine puissance. L’une de ces fréquences est de 915 MHz. D’autres se situent à 5,8 GHz et 24 GHz. Mais celle qui s’est avérée à la fois efficace et relativement bon marché à réaliser est la 2,45 GHz. C’est la fréquence émise par votre micro-ondes, là, dans votre cuisine.
So, lorsque la FCC a décidé d’établir les fréquences sur lesquelles les gadgets sans licence pouvaient émettre, elle a dû réfléchir à beaucoup de choses. Tout d’abord, elle a dû tenir compte des fréquences déjà utilisées par des appareils comme la radio et la télévision. Celles-ci sont interdites. Ensuite, parmi les fréquences restantes, utilisables et non attribuées, ils ont cherché celles qui étaient déjà utilisées par les équipements existants. Ils ont remarqué une chose. Les micro-ondes étaient populaires ! Ils étaient commercialisés depuis 1947. Et généralement, elles fonctionnaient à une fréquence spécifique : 2,45 GHz. Malgré un blindage important, les puissantes émissions des fours à micro-ondes pouvaient parfois interférer avec les fréquences voisines. Il a donc été décidé de leur accorder quelques mégahertz d’espace dans les deux directions. Et c’est ainsi qu’est née la bande ISM de 2 400 à 2 483,5 MHz.
Que ces fréquences libres d’accès puissent un jour être surchargées a toujours été une possibilité. Mais la principale préoccupation de la FCC est de s’occuper des fréquences qu’elle autorise ; tous ceux qui travaillent dans les fréquences ISM doivent donc se débrouiller seuls. Et ils le font ! Votre micro-ondes et votre routeur peuvent émettre des ondes dans la même gamme de fréquences, ce qui peut perturber un peu la connectivité de votre routeur. En général, cependant, les fabricants de routeurs ont réussi à minimiser les interférences en augmentant la puissance du signal et en écrivant des microprogrammes plus intelligents. Et les émissions extérieures de micro-ondes sont au moins censées être minimisées. (Ce bouclier métallique perforé dans la porte vitrée de votre micro-ondes ? C’est un bouclier – les trous qu’il contient sont plus petits que la largeur physique de l’onde de 2,4 GHz). Au final, les choses fonctionnent.
Cela ne veut pas dire que la bande 2,4-GHz n’est pas encombrée. De nombreux routeurs fonctionnent au moins en partie sur la bande 5-GHz, et un rapide tour dans votre Best Buy local vous permettra de trouver des téléphones sans fil à 900 MHz, 1,9 GHz et 5 GHz. Mais le roi de la montagne de fréquences, la bande aimée par des milliards de connexions sans fil dans le monde, qu’il s’agisse de Bluetooth, de Wi-Fi ou de télécommandes RF non standard, est ma bande, votre bande, notre bande, 2,4. Et tout ça parce que nous voulions faire cuire nos aliments un peu plus vite.
Art original de l’artiste invité Chris McVeigh (AKA powerpig). Vous pouvez attraper tout son travail à flickr.com/powerpig, et le suivre sur Twitter. (@Actionfigured)
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