WIRELESS NETWORKS :
quelles innovations technologiques à venir,
pour quels services et avec quels modèles économiques ?

PROBLÉMATIQUE

Les technologies mobiles sont en train de prendre le leadership et irradier les autres domaines des télécoms. Au sein de ces technologies, deux segments apparaissent comme particulièrement prometteurs : il s'agit du Data Mobile, en français les services mobiles de données, et du M2M, Machine to Machine.

Il est banal de rappeler que l'Internet a constitué une véritable révolution ; sa croissance est toujours exponentielle et, avec la mobilité, ce sont encore de nouveaux champs d'exploration qui s'ouvrent à nous. Nouvel espace entièrement à construire, le Mobile Internet est, comme l'a montré le succès de l'iPhone, extrêmement riche de potentialités ... Les modes de communication évoluent et avec eux les modes d'information et d'acquisition des connaissances ; l'ordinateur portable devient omniprésent .

Il est sûrement tout aussi banal de préciser que clients de demain ne sont pas ceux d'aujourd'hui ; la Chine ou l'Inde sont déjà en train de passer du statut de « sous-traitants à bas coûts » à celui de « premiers débouchés » et ce sont donc les usagers chinois et indiens qui, très bientôt, influenceront la demande à l'échelle mondiale. Dans un pays comme l'Inde, il nait 6 fois plus de bébés qu'aux États-Unis ; Barhti se trouve être le 4e opérateur mobile mondial avec 76 millions d'abonnes, et Vodafone Essar, le 10e avec 54 millions.

Il est un peu moins commun de rappeler que le téléphone mobile est d'ores et déjà la première plateforme télécom dans le monde, avec 3,1 milliards utilisateurs - soit un taux de pénétration de 41 % -, et plus 1,2 milliard d'appareils vendus tous les ans. Sur ces plus de 3,1 milliards d'utilisateurs, 625 millions sont d'ores et déjà abonnés à la 3G ; ils seront 1,6 milliards en 2012, attribuant dès lors à la 3G un taux de pénétration de 22 %. La Chine compte d'ores et déjà 600 millions d'utilisateurs de mobile Internet (quasiment un Chinois sur deux) contre seulement 200 millions d'internautes fixes.

Le potentiel du M2M - Machine to Machine, est encore plus extraordinaire si l'on considère les chiffres suivants : environ un milliard de PC dans le monde (+300 millions en 2008), un peu plus d'un milliard de téléviseurs, un peu plus de 3 milliards de téléphones mobiles, 10 fois plus d'appareils portables ou embarqués, 100 fois plus d'équipements domestiques, 10 fois plus d'objets industriels, et encore 10 fois plus d'objets consommateurs - ce qui, en final, représentent 1012 objets consommateurs à ce jour en fonction, et qui ont vocation à être équipés à l'avenir d'une connectivité wireless. Les applications M2M vont envahir notre quotidien : nos loisirs, mais aussi l'apprentissage, l'éducation, les services à la personne, etc.

Quatre exemples d'applications déjà à l'?uvre, développées par ou en coopération avec Qualcomm, peuvent être présentés :
1. des capteurs médicaux, développés par la société Triage Wireless, et qui prennent la température, la pression artérielle, le rythme respiratoire, etc. pour les transmettre à des services de veille via un téléphone mobile ;
2. le livre électronique « Amazon Kindle », avec au catalogue Shakespeare, Dickens, Jane Austen et les s?urs Brontë ;
3. le boîtier « Kayak », développé par Qualcomm: il s'agit d'un Network Computer 3G Wireless à 20 Mbit/s pouvant être connecté à n'importe quel moniteur ou téléviseur (l'appareil est en test en Asie du sud-est, son prix ne devrait pas dépasser 200 dollars US) 
4. enfin, quatrième exemple, c'est le boîtier Zeeboo, une console de jeux mobile base sur la technologie Qualcomm, incluant la connectivite 3G Wireless et 3D Graphics, aussi proposée à moins de 200 dollars US.

IDÉES-CLÉS

Quelles innovations technologiques ?

Les innovations technologiques sont multiples ; plusieurs tendances de fond peuvent néanmoins être relevées : en premier lieu, l'évolution du multi chips vers le single chip. Lorsque sont apparus des standards comme le Bluetooth ou le WiFi, trois composants distincts étaient utilisés : un composant numérique de base (MAC + Baseband) + un composant de radiofréquence (tranceiver, émetteur-récepteur) + éventuellement un composant de régulation de puissance (voltage regulator) ; dorénavant le tout est intégré dans un seul silicon wafer (galette de silicium). La performance repose sur la miniaturisation, l'augmentation de la performance énergétique et la réduction des coûts. La densité entraîne cependant des problèmes nouveaux, notamment d'interférences, qu'il faut savoir gérer.

Si l'iPhone utilise 12 chips différents, en provenance de 7 fournisseurs, le T-Mobile G1 de HTC n'utilise déjà plus que 7 chips, fournis par 4 fournisseurs. Qualcomm a par ailleurs annoncé début 2008 le Snapdragon 8250, il s'agit d'un circuit intégré (system-on-a-chip) de la taille d'un ongle (12 mm x 12 mm), qui chauffe très peu, basé sur du multi core CPU ARM tournant à 1,5 GHz. Le circuit intègre : le GPS, le Bluetooth, le WiFi, un modem 3G supportant les normes GSM, GPRS, EDGE et HSPA. Il permet de décoder et d'encoder des vidéos HD et supporte un écran WSXGA (1 440 x 900 pixels) ainsi qu'un capteur photo de 12 millions de pixels. Il supporte à peu près tous les systèmes d'exploitation : Android, Symbian, Linux, Windows Mobile, Brew Mobile Platform... Les premiers appareils seront présentés mi 2009.

Une deuxième tendance concerne le choix de la technologie de fabrication. Les circuits intégrés sont aujourd'hui réalisés à l'échelle du nanomètre ; ils utilisent aussi intensivement les nanotechnologies pour les communications, le stockage d'information ou le calcul. Il n'y a guère longtemps, on considérait qu'intégrer des composants de deux microns serait le seuil de miniaturisation absolu pour des dispositifs à semi-conducteurs (l'épaisseur du trait sur les circuits des premiers processeurs d'Intel était de l'ordre de 10 microns). En 2004, des architectures de 90 nanomètres constituaient l'état de l'art et les processeurs ont été produits en masse avec une finesse de 65 nanomètres dès le premier semestre 2006. Des puces gravées en 45 nanomètres sont disponibles depuis 2007 ; des puces en 32 nanomètres devraient rapidement suivre et la gravure en 22 nanomètres est d'ores et déjà envisagée...

Dans les technologies mobiles, la miniaturisation force l'intégration et permet également la réduction des coûts. Quelles sont les limites de cette évolution ? Une limite absolue tient aujourd'hui aux procédés conventionnels de photolithographie, y compris les évolutions des technologies actuelles, telles que la photolithographie extrême-UV, la lithographie par rayons X durs, la gravure par faisceau d'électrons... Dans le futur, les nanotechnologies devraient suggérer de nouvelles approches puisque les propriétés physiques, mécaniques, thermiques, électriques, magnétiques et optiques dépendent directement de la taille des structures ; les phénomènes d'interférences seront du coup plus nombreux.

ÉLÉMENTS POUR UNE RÉFLEXION PROSPECTIVE

Quels impacts sur les infrastructures ?

Les infrastructures vont devoir s'adapter à la densification des flux et au mode d'utilisation « Always Connected ».

Sur la 3G, Qualcomm a établi une feuille de route qui passe de 28 MBps aujourd'hui à 84 MBps d'ici 2012. Dès lors viendra la technologie LTE avec des débits allant jusqu'à 143 MBps, le tout en mobilité, et de façon rétro-compatible avec la 3G.

Les infrastructures se préparent à absorber un afflux énorme de données. NTT Japan a testé la fibre optique à 14 trillions Bps, équivalent de 2 660 CDs ou de 210 millions d'appels téléphoniques à la seconde ; et la performance triple tous les six mois. Les processeurs de réseaux FO tournent aujourd'hui à 20 GBps, voire 100 GBps en full duplex ; la totalité du trafic iMode au Japon est gérer par seulement 300 chips.

Les réseaux cellulaires vont de leur côté devoir faire face a l'augmentation de leur densité, ce qui imposera de travailler sur les architectures, avec les technologies des femtocells (mini station cellulaires d'intérieur pour jusqu'à 4 appels simultanés) et des picocells (mini stations de base pour entreprises jusqu'à 20 appels simultanés), qui permettront de densifier l'architecture des réseaux. Par ailleurs, les technologies de « self optimising network », en cours de standardisation, vont permettre aux réseaux de s'auto-dimensionner de façon intelligente.

Quelles perspectives et limites pour la convergence ?

Les points de convergence se multiplient tant dans les technologies que dans les équipements, les réseaux, les services ou les contenus. S'agissant des terminaux, le phénomène de convergence est également en train de s'opérer entre le téléphone mobile, l'ordinateur portable et les appareils électroniques, faisant naitre une nouvelle génération d'équipements, les « handheld computers ». Cette convergence va permettre une redistribution des cartes entre leurs écosystèmes respectifs (applications, User Interface framework, OS...), en ravivant la concurrence entre les écosystèmes de Symbian (Nokia), Apple, Google, Blackberry, Microsoft, etc., mais également la problématique de la fragmentation des environnements systèmes.

Quels impacts sur les modèles économiques ?

Comme le montrent les exemples Amazon Kindle ou Zeeboo, l'innovation dans les technologies et les services s'accompagne d'une innovation dans les modèles économiques : dans l'exemple du livre électronique, Amazon achète ainsi les abonnements de services data en bloc à Qualcomm qui joue le rôle de MVNO/MVNE, et l'utilisateur achète ses livres à la demande, sans aucun abonnement.

D'une manière générale, les business modèles seront à rechercher dans la mobilisation (« monétisation ») du trafic de données. La tendance favorisera l'abonnement illimité, de toute façon indispensable au décollement de l'internet mobile, et l'économie du gratuit, inéluctable , s'accompagnera de revenus publicitaire, domaine dans lequel les marges d'innovation sont importantes (Certains analystes prédisent que le marché de la publicité sur mobile pourrait passer de 1 à 12 milliards de dollars d'ici 5 ans).

Parallèlement, le modèle de contenu payant se développe également avec le paiement per download. Le développement de l'offre de contenus numériques (musiques, vidéo...) devrait également favoriser les accords de revenus partagés entre fournisseurs de contenus et « service provider ».

Enfin, le développement du M2M devrait impliquer notamment une globalisation des accords de MVNO, notamment en Europe pour permettre d'offrir des services a couverture international.

Quelle place pour l'Europe en matière d'innovation et d'opportunités d'investissement ?
Le point de vue de Qualcomm Ventures.

La politique d'investissement de Qualcomm Ventures est double : elle vise bien sûr une performance financière, mais elle vise aussi à construire une « histoire stratégique ». La compagnie vise donc prioritairement : 1. des sociétés qui ont une relation industrielle avec le groupe (par exemple une entreprise apportant une solution complémentaire à ses technologies) ; 2. des sociétés qui ont le potentiel de parvenir à un accord industriel avec le groupe dans les trois années à venir ; enfin 3. des sociétés qui, au sens de Qualcomm, contribuent positivement à l'écosystème des télécommunications, tout en ayant le potentiel de devenir un top 3 leader dans son domaine.

Qualcomm Ventures Europe a été lancée en 2007 avec une allocation de 100 millions d'euros, mais opère également aux États-Unis depuis 2000 avec une allocation de 500 millions de dollars US pour l'Amérique du Nord, la Chine et l'Inde. Paypal, Packet Video, Handspring, Jamdat, ipaccess ou Streamezzo figurent parmi ces investissements passés ou actuels.

CONCLUSION

L'essor des Mobile Data Services dont on parle avec depuis la fin des années 1990 est cette fois-ci bel et bien parti pour durer et s'accélérer. Les prévisions misent sur 4,8 milliards d'abonnés mobiles en 2020 et des services très consommateurs de réseaux large bande, de serveurs (data, vidéo, etc.), de puissance embarquée mais aussi d'écrans plus grands et de meilleure résolution. Depuis les core technologies jusqu'aux services en passant par les infrastructures, les plateformes logicielles, les terminaux et les modèles économiques, les signaux sont progressivement en train de passer de l'orange au vert d'un bout à l'autre de la chaîne de valeur. Reste que l'innovation dans les services sera la plus à même de capitaliser sur ces infrastructures dorénavant disponibles ; elle s'inspirera largement de ce qui se développera simultanément sur l'Internet mais devra également savoir inventer sa propre dimension liée à la mobilité/portabilité du terminal.