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Ce « Wi-Fi » de 45 miles pourrait connecter un réseau électrique plus intelligent
Si votre routeur Wi-Fi domestique n'était pas enfermé à l'intérieur, il pourrait envoyer un signal sur environ 20 kilomètres avant que le signal ne devienne trop faible et déformé pour qu'un ordinateur puisse le recevoir. La technologie développée par la startup On-Ramp Wireless de San Diego utilise la même fréquence, mais moins de puissance, pour envoyer des signaux de données à 45 miles, grâce à des algorithmes qui rendent les signaux très résistants au bruit.
La technologie, appelée Ultra-Link Processing, transfère les données à un débit très faible par rapport à une connexion haut débit domestique. Mais On-Ramp a l'intention de l'offrir comme un moyen de permettre des réseaux d'énergie intelligents, dans lesquels de simples capteurs installés dans des compteurs d'énergie domestiques, par exemple, rapportent l'activité locale aux services publics, leur permettant de gérer plus intelligemment la production et la distribution d'électricité.
Une infrastructure de réseau intelligent est nécessaire pour faire face à la production fluctuante des sources d'énergie renouvelables à grande échelle, et elle pourrait rendre possible la microgénération, dans laquelle les consommateurs produisent leur propre électricité et revendent tout excédent au réseau. Les capteurs de réseau intelligent d'aujourd'hui utilisent généralement une technologie de type Wi-Fi avec des portées de type Wi-Fi ou des bandes radio sans licence pouvant atteindre quelques kilomètres. Les réseaux cellulaires peuvent également être utilisés, mais ces connexions sont sous la pression croissante des téléphones et tablettes gourmands en données.
Il n'y a pas de technologie disponible pour les appareils qui ont juste besoin d'un filet de connectivité sur de longues distances, explique le directeur de la technologie d'On-Ramp, Ted Myers, qui dit qu'avec une ligne de vue dégagée, la technologie d'On-Ramp peut envoyer un signal à 45 miles. Il cible les appareils qui utilisent moins de 50 bits par seconde, soit environ 100 000 fois moins que la vitesse moyenne à large bande aux États-Unis de cinq mégabits par seconde.
Un réseau d'essai à San Diego ne nécessite que 35 points d'accès stratégiquement situés pour collecter des données à partir de compteurs intelligents et d'autres appareils équipés de la technologie On-Ramp sur une zone de 4 000 milles carrés. Cela se résume à un avantage de coût, dit Myers. Vous avez besoin de moins de points d'accès de cette façon. Le service public californien PG&E déploie actuellement des compteurs intelligents basés sur une technologie plus établie qui nécessitera plus de 1 000 points d'accès pour couvrir la même zone, affirme Myers.
Liaison longue distance : Cet appareil peut envoyer un signal à la même fréquence que le Wi-Fi à 45 miles, tout en utilisant beaucoup moins d'énergie.
Avec l'aide d'une subvention de 2,1 millions de dollars du ministère de l'Énergie, On-Ramp travaille maintenant avec le service public de San Diego Gas and Electric pour surveiller les éléments d'infrastructure énergétique difficiles à atteindre. Dans d'autres essais, On-Ramp travaille avec la compagnie pétrolière Shell pour relier des capteurs de pression sur des gazoducs en Europe, et avec des sous-traitants de la défense intéressés par le suivi d'objets équipés d'émetteurs Ultra-Link Processing.
Au cœur de la technologie se trouve une suite d'algorithmes propriétaires pour la transmission et le décodage des signaux de données. Ceux-ci permettent aux récepteurs d'On-Ramp d'extraire un signal affaibli par la distance du bruit généré par d'autres signaux Wi-Fi et radio dans les mêmes bandes de fréquences. La technologie peut même capter des signaux plus faibles que le bruit de fond environnant, explique Myers, ce que les appareils utilisant des réseaux cellulaires ou maillés ne peuvent pas faire. Selon les modèles standard pour prédire les performances sans fil dans des scénarios du monde réel, la technologie d'On-Ramp est capable d'utiliser des signaux environ 100 fois (20 dB) plus faibles que ceux nécessaires pour une liaison cellulaire, et 3000 fois (35 dB) plus faibles que ceux nécessaires pour capteurs de grille qui se connectent dans un réseau maillé, dit-il. Il peut même envoyer des signaux à partir de capteurs souterrains, par exemple sur des lignes électriques ou de gaz souterraines.
Des puces intégrant la technologie propriétaire d'On-Ramp sont cependant nécessaires. Jusqu'à présent, les appareils utilisés dans les déploiements d'essai étaient basés sur une puce de première génération produite à Taïwan. Une version prévue cet automne, le MicroNode sur la photo, coûte environ un tiers moins cher et rendra les compteurs intelligents équipés de la technologie On-Ramp compétitifs par rapport à ceux déjà déployés par certains services publics, a déclaré Myers.
Rajit Gadh , qui étudie la technologie et les déploiements de réseaux intelligents à l'Université de Californie à Los Angeles, déclare que les services publics sont certainement intéressés par la réduction du coût de l'infrastructure de réseaux intelligents, et ajoute que de nouveaux types de réseaux sans fil pourraient aider. Il n'y a pas de correspondance exacte entre la technologie disponible et ce que le réseau intelligent doit vraiment fournir, explique Gadh. Il y aura des liaisons sans fil fonctionnant à une gamme de fréquences différentes utilisées dans différents scénarios, par exemple les zones urbaines ou rurales, ou les villes des pays en développement qui sont plus denses.
La plupart des technologies utilisées aujourd'hui, dit Gadh, ont été développées à d'autres fins. Par exemple, de nombreux déploiements de réseaux intelligents utilisent le protocole Zigbee qui était à l'origine destiné à relier les appareils dans les maisons en réseau. Cependant, On-Ramp est en concurrence avec de nombreuses autres entreprises qui soumissionnent pour connecter les parties du réseau intelligent, souligne Gadh, et la plupart d'entre elles utilisent des technologies plus établies avec lesquelles les services publics sont beaucoup plus familiers.