Les réseaux de collecte sans fil
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Les réseaux de collecte sans fil
Le point sur... Les réseaux de collecte se caractérisent par des distances à couvrir de dizaines de kilomètres, des débits de plusieurs Mbit/s et une capillarité faible. Les technologies sans fil peuvent apporter une réponse à ces besoins, en particulier dans le cas de territoires isolés difficilement accessibles par des réseaux filaires et avec une densité de clients potentiels réduite. Synthès e aménagement numérique des territoires les réseaux de collecte sans fil La transmission peut se faire grâce à des faisceaux hertziens (ondes dirigées), ou par Wi-Fi et autres technologies de boucle locale radio qui, bien que plus adaptés à la desserte, peuvent servir en collecte. La liaison satellite bidirectionnelle permet également d'assurer la collecte de territoires isolés, sans qu'il soit besoin de construire d' infrastructures. Le niveau collecte : ses caractéristiques L'architecture physique de l'internet est structurée en trois grands niveaux : le transport, à l'échelle des continents et des pays, la collecte, à l'échelle des régions et des départements, et la desserte, à l'échelle des villes et des quartiers. La collecte se caractérise par des distances de quelques dizaines de kilomètres et des débits correspondant au trafic généré par plusieurs dizaines ou centaines d'usagers (plusieurs Mbit/s ou dizaines de Mbit/s). Les technologies utilisées doivent répondre à ces besoins pour un coût raisonnable. En revanche, contrairement à la partie desserte, le besoin de capillarité est assez faible : à l'échelle d'un département, les réseaux de collecte servent à relier les agglomérations, territoires intercommunaux ou communaux à un point du réseau de transport. Les technologies sans fil, basées sur la communication par ondes électromagnétiques, peuvent répondre à ces besoins, en particulier dans les zones à faible potentiel de clientèle, pour lesquelles la collecte filaire peut s'avérer trop coûteuse. Les principales technologies sans fil utilisées en collecte Les faisceaux hertziens Contrairement aux technologies de desserte où les ondes sont généralement émises dans un secteur de quelques dizaines de degrés d'angle d'ouverture, voire dans toutes les directions, le faisceau hertzien est caractérisé par des ondes directionnelles entre deux stations (liaison point-à-point). Ceci permet d'augmenter les débits jusqu'à quelques dizaines de Mbit/s et la portée à plusieurs dizaines de kilomètres, pour une même puissance d'émission. Les faisceaux hertziens sont basés sur des équipements propriétaires : il n'y a pas de norme d'interopérabilité répandue telle que le Wi-Fi (IEEE 802.11), mais ceci n'est pas nécessairement problématique dans la mesure où les liaisons sont ponctuelles, non ramifiées et internes au réseau d'un opérateur. Le débit, la portée et le coût (de l'ordre de quelques milliers d'euros par liaison, ce qui rend cette technologie moins accessible que le Wi-Fi) dépendent des équipements utilisés, de même que les fréquences d'émission, qui se situent dans diverses bandes entre 3 et 40 GHz. Les autorisations d'émettre sont délivrées par l'Autorité de régulation des communications électroniques et des postes (ARCEP), au fil des demandes. Le Wi-Fi directionnel Le principe : émettre à partir d'une station Wi-Fi classique équipée d'une Note : le principe est semblable pour les antenne directionnelle, qui permet de concentrer le faisceau dans une liaisons point-à-point Wi-Fi et WiMAX/BLR direction donnée afin d'en augmenter la portée et le débit utile. La logique est identique à celle du faisceau hertzien, avec des performances et des contraintes différentes. Le débit peut atteindre quelques Mbit/s et la portée quelques kilomètres, dans les cas les plus favorables. Le coût peut être très faible (quelques centaines d'euros pour du matériel d'entrée de gamme), et contrairement au faisceau hertzien ou au WiMAX, aucune licence d'autorisation d'émettre n'est nécessaire, le Wi-fi employant des bandes de fréquence libre (WiFi b/g,n : 2,4 GHz ; Wi-fi a,n : 5,4 GHz). De plus, les équipements de différents constructeurs sont compatibles entre eux. Par contre de fait, la contrepartie de l'utilisation de fréquences libres est sa plus grande exposition aux interférences. Le Wi-Fi directionnel est une solution peu coûteuse, assez simple à mettre en place, est donc bien adaptée à des réseaux modestes, par exemple ceux qui sont mis en œuvre par des acteurs locaux. Mais ses performances restent limitées; elle est donc à réserver soit aux situations temporaires soit aux projets au budget extrêmement limité. Le WiMAX et la boucle locale radio Le WiMAX est également une famille de normes (IEEE 802.16), dont le futur Wimax mobile, concurrent potentiel de la 4G en très haut débit. Il est utilisé de manière assez marginale en collecte. Cette technologie a été conçue dans une logique de réponse aux besoins de la desserte, mais son emploi en dehors du cadre initialement prévu n'est pas techniquement exclu. Le principal obstacle à une utilisation du WiMAX pour la collecte est d’ordre réglementaire; les licences de boucle locale radio (principalement 3,5 GHz) délivrées par l'ARCEP depuis juillet 2006 limitent en effet à un pourcentage minime la part de bande passante utilisable pour des liaisons point-à-point. Autrement dit, le débit dédié à des liaisons de collecte entre stations WiMAX est très limité, la majeure partie des ressources étant consacrée à la desserte point-multipoints des usagers. groupe Aménagement Numérique des Territoires Avec le WiMAX sont apparues des solutions proches sur le plan des performances et du fonctionnement (débit, portée, gestion des flux, etc.), mais opérant dans la bande libre des 5,4 GHz (HiperLAN2), ouverte début 2006 en France, que les opérateurs peuvent utiliser pour assurer la collecte comme la desserte. Ces solutions sont développées par différents constructeurs, sans compatibilité avec les équipements des autres constructeurs - à l'inverse du WiMAX qui garantit l'interopérabilité. Cette contrainte est toutefois moins gênante en collecte qu'en desserte : peu d'équipements sont déployés, et l'on se trouve à l'intérieur du réseau d'un opérateur unique. CETE de l'Ouest MAN – rue René Viviani BP 46223 44262 Nantes cedex 2 Le satellite télécopie : 02 40 12 84 44 Le satellite est une technologie sans fil particulière. Les données sont envoyées depuis un point A en direction d'un satellite en orbite géostationnaire (36 000 km), qui les renvoie vers un point B qui peut être distant du point A de plusieurs centaines de kilomètres. Des « hubs » satellites assurent le lien entre collecte et transport. L'accès peut être monodirectionnel et dans ce cas les données ne peuvent être que reçues, l'émission se faisant par un moyen terrestre (par exemple une connexion filaire), ou bi-directionnel ; dans le cas de la collecte, le choix du mode bi-directionnel s'impose. Un accès satellite bidirectionnel coûte de 200 à 500€/mois pour un débit de 1 ou 2 Mbit/s. Le principal avantage du satellite est sa disponibilité sur l'ensemble du territoire; ses principaux inconvénients sont la latence des connexions (délai élevé du temps de réponse), rédhibitoire pour des applications interactives (jeux en réseau, certaines applications professionnelles de télétravail...), et le débit qui reste assez limité (quelques Mbit/s). Le champ d'application de la collecte sans fil La collecte sans fil est adaptée à une problématique temporaire, dans l'attente de la mise en place d'une solution plus durable telle que la fibre optique, ou bien quand la mise en place d'un réseau filaire est économiquement ou techniquement impossible, par exemple dans des secteurs de montagne ou encore pour des îles situées à quelques kilomètres des côtes. Un problème économique se pose en effet lorsque le territoire à équiper est éloigné du reste du réseau et compte relativement peu d'abonnés potentiels. La rentabilité d'une infrastructure filaire dédiée à ce territoire isolé est peu probable, du moins à court terme, en raison du coût des travaux de génie civil nécessaires. Les technologies sans fil présentent alors un intérêt particulier, dans la mesure où la simple mise en place d'un point d'émission et d'un point de réception de part et d'autre permet de s'affranchir de travaux lourds et coûteux. Le point sur... Pour en savoir plus... Les réseaux de desserte sans fil : http://www.ant.developpement-durable.gouv.fr/article.php3?id_article=15 La gestion des fréquences radio : http://www.ant.developpement-durable.gouv.fr/article.php3?id_article=19 Les infrastructures d'accueil de réseaux sans fil : http://www.ant.developpement-durable.gouv.fr/article.php3?id_article=85 Contact Point d'appui national Aménagement Numérique des Territoires – CETE de l'Ouest [email protected] – mise à jour en novembre 2010 La série complète des fiches est disponible sur internet : http://www.ant.developpement-durable.gouv.fr/article.php3?id_article=99 téléphone : 02 40 12 83 01 cete-ouest @equipement.gouv.f r