Émergence d`un pôle d`excellence de diffusion du

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ACTIONS DE SOUVERAINETÉ TÉLÉCOMS
DE LA SOLUTION CONFIANCE NUMÉRIQUE
ÉMERGENCE D’UN PÔLE D’EXCELLENCE
DE DIFFUSION DU CONTENU VIA LTE
Actions de Souveraineté Télécoms - Groupe de Travail : eMBMS - octobre 2015 - Page 1
REMARQUE PRÉLIMINAIRE
Dans le cadre du plan de Souveraineté Télécoms, la thématique de diffusion de contenu via les réseaux
mobiles de 4e génération a été identifiée comme un thème d’excellence pour des acteurs français,
porteur de croissance et d’opportunités pour de nouveaux services et marchés.
Ce livre blanc apporte un statut sur la technologie et ses capacités en décrivant des modèles de marché
et en synthétisant les réflexions des acteurs de la filière. Ce document matérialise la volonté de ces
acteurs de progresser ensemble, et représente une première pierre à la création d’un écosystème
pérenne, compétitif et d’excellence.
Les entreprises ayant contribué à ce livre blanc sont :
ALCATEL-LUCENT
BOUYGUES TELECOM
EXPWAY
ORANGE
SAGEMCOM
SEQUANS COMMUNICATIONS
TDF
TELECOMPARISTECH
Ce document est une première version. Une seconde version est en cours de rédaction, incluant les
résultats du questionnaire et les réflexions relatives à un démonstrateur.
RÉSUMÉ
État des lieux
La technologie « eMBMS » (enhanced Multimedia Broadcast/Multicast Service), également appelée LTE
Multicast ou LTE Broadcast, est une fonctionnalité de la norme de communication mobile de quatrième
génération (4G/LTE) qui permet nativement d’affecter une partie du spectre d’un réseau mobile à des
communications en mode diffusion.
La technologie est mature : les vendeurs d’équipements de réseau ainsi que les vendeurs de terminaux
la supportent. Par exemple, Alcatel-Lucent, Sequans et Expway sont trois acteurs français reconnus
mondialement dans ce domaine, respectivement dans les infrastructures réseau, les composants pour
terminaux et la fourniture de logiciel.
Le LTE eMBMS ne se limite pas à la diffusion de contenu vidéo, il permet la diffusion de tout contenu
numérique et peut incidemment contribuer à alléger la charge d’un réseau, tout en permettant la
création de nouveaux services et de nouveaux usages.
La technologie progresse continuellement ; chaque nouvelle version de la norme LTE apporte des
améliorations de l’eMBMS qui sont alors retranscrites dans les produits.
Après deux années d’expérimentations en conditions réelles dans de nombreux pays et pour lesquelles
certaines entreprises ayant contribué à ce livre blanc ont activement participé, les premiers
déploiements commerciaux commencent à voir le jour. Des freins existent néanmoins, en particulier
dans les modèles de marché à clarifier entre opérateurs, éditeurs de contenus et détenteurs de droits.
Recommandations
Pour parvenir à lever ces freins et continuer à développer l’excellence française dans le domaine de la
diffusion de contenu à travers les réseaux mobiles, le groupe recommande de :



Réunir tous les acteurs au-delà des fournisseurs de technologie, en particulier, les éditeurs de
contenus, détenteurs de droits, opérateurs, le régulateur, les usagers afin d’imaginer des
modèles de business adaptés, en identifiant un ou deux cas à tester éventuellement.
Planifier une démonstration mettant en œuvre différents cas d’usage afin de promouvoir la
richesse et les opportunités offertes par cette technologie encore méconnue.
Définir une stratégie concertée et conjointe pour continuer d’améliorer la norme, notamment
dans les organismes de standardisation tels que 3GPP.
Ces recommandations seront précisées dans la seconde version du document.
TABLE DES MATIÈRES
1. PRÉLIMINAIRE ............................................................................... 5
2. TENDANCES ET ÉVOLUTIONS ............................................................. 6
2.1. Évolution des usages, des services et des terminaux ......................... 6
2.2. eMBMS et fréquence................................................................ 8
3. SCÉNARIO ET BUSINESS CASES DU LTE EMBMS........................................ 8
3.1. Scénarios et modèles commerciaux .............................................. 9
3.1.3. Exemple d’utilisation 3 – La télévision mobile ............................. 11
3.1.4. Exemple d’utilisation 4 – La radio numérique .............................. 12
3.1.5. Exemple d’utilisation 5 – Radiocommunications mobiles privées
(PMR)/Sécurité publique ......................................................... 13
3.1.6. Exemple d’utilisation 6 – La signalisation numérique ..................... 14
3.1.7. Exemple d’utilisation 7 – La voiture connectée (utilisation B2B2C) ..... 14
3.2. Modèles commerciaux ............................................................. 14
3.3. Déploiements commerciaux et trials ........................................... 15
4. STATUT SUR L’EMBMS ................................................................... 16
4.1. Qu’est-ce que l’eMBMS/LTE Broadcast ? ....................................... 16
4.2. Avantages/inconvénients du LTE eMBMS ....................................... 18
4.3. Les avantages qualité apportés par la diffusion et la mise en cache des
contenus............................................................................. 19
4.4. Sécurité et DRM (Digital Right Management) ................................. 21
5. ÉMERGENCE D’UNE FILIÈRE D’EXCELLENCE EN FRANCE .......................... 21
6. IDENTIFICATION DES FREINS ET PROPOSITIONS .................................... 21
7. CONCLUSION .............................................................................. 22
8. ANNEXE .................................................................................... 23
8.1. Les avantages économiques du délestage broadcast pour la fourniture de
données mobiles ................................................................... 23
8.1.1. Problématiques économiques des réseaux mobiles ........................ 23
8.1.2. Réduire la charge réseau grâce au broadcast ............................... 24
8.1.3. Modélisation de l'impact du volume de délestage en broadcast ......... 25
8.1.4. Modélisation de la valeur économique du délestage en broadcast ...... 26
1. PRÉLIMINAIRE
Les utilisateurs de la 4G (le LTE, également appelé mobile Broadband) profitent aujourd’hui d’une
expérience unique en termes de rapidité, de qualité et de performances. C’est un fait sociétal que de
constater que l’attente des utilisateurs augmente en parallèle des progrès des technologies et des
réseaux.
Qu’apporte aujourd’hui l’utilisation de la 4G ?



L’instantanéité, la rapidité et la mobilité : grâce à la 4G les utilisateurs ont un accès direct,
rapide et de qualité à toutes sortes de contenus média et multimédia, quel que soit l’endroit où
ils se trouvent. La qualité devenant d’ailleurs un critère important du fait de la taille des écrans
et du confort d’usage qui cela induit. À titre d’illustration, la moitié des requêtes pour du
contenu vidéo pendant les Jeux olympiques de Londres en 2012 a été faite depuis des
terminaux mobiles (Smartphones et tablettes).
L’intensité et le besoin d’interagir : d’une façon générale, les utilisateurs internet fixe ou
mobile interagissent activement avec les contenus et les informations qui leur sont proposés. Ils
souhaitent vivre ainsi plus intensément ce moment de partage. Cela se manifeste bien
évidemment par les réseaux sociaux mais également par le développement d’applications
dédiées, parfois éphémères, sur des sujets, des personnes ou des thématiques particulières. Les
évènements et rassemblements sportifs, les manifestations culturelles mais aussi les endroits
névralgiques sont les cas d’exemples communément cités.
La modernité et le progrès : la 4G permet aujourd’hui à des professions et à des métiers de se
moderniser en rendant possible un usage qui ne l’était pas auparavant. C’est le cas entre autres
de la télémédecine, des voitures connectées ou encore de la traduction simultanée. La 4G
apporte ici une nouvelle vision et de nouveaux débouchés au monde professionnel. Ces
applications nouvelles sont nombreuses et les perspectives illimitées.
Le développement de ces usages va engendrer rapidement une saturation des réseaux cellulaires qui
pourrait à terme limiter la progression de la consommation par les usagers des contenus des éditeurs.
L’eMBMS (LTE Broadcast) est une technologie de diffusion sur réseau cellulaire permettant de pallier
cette saturation possible. Elle permet aux opérateurs de garantir, de prolonger et d’enrichir ces
différentes exigences des utilisateurs tout en réutilisant le réseau 4G LTE existant de l’opérateur.
De ce fait, l’innovation sous-tendue par l’usage de l’eMBMS n’est pas disruptive mais incrémentale. Elle
offre aux opérateurs, et incidemment aux utilisateurs, la possibilité de prolonger voire d’étendre
l’expérience 4G au plus grand nombre.
2. TENDANCES ET ÉVOLUTIONS
2.1. Évolution des usages, des services et des terminaux
Depuis l’avènement des communications de données avec la 3G, et en particulier grâce aux
smartphones ou aux terminaux dotés d’écrans larges, la consommation des usagers des réseaux mobiles
a fortement évolué ces dernières années, passant de la voix, aux SMS, MMS email puis aux jeux
interactifs, à la vidéo en live ou en différé.
Cette consommation devient universelle, que ce soit en termes de lieu (indoor, outdoor), en termes de
mobilité (fixe, mobile), de contenu (temps réel ou non) ou en termes de terminal (ordinateur portable,
tablette, smartphone ou TV).
S’il est nécessaire d’étayer cette évolution de trafic par des chiffres, la figure ci-dessous1 illustre
l’évolution de l’évolution de trafic sur réseau mobile (hors Wifi et DVB) alors que la figure suivante,
extraite du même rapport indique que la vidéo représente une part de plus en plus importante de ce
trafic. Par exemple, d’après CISCO Visual Networking Index, le trafic vidéo mobile augmentera d’un
facteur 13 entre 2014 et 2019, représentant alors près de ¾ du trafic de données mobile contre ½
aujourd’hui.
Figure 1. Évolution du trafic sur réseau mobile1
Figures extraites de “Ericsson Mobility Report, Nov. 2014”, disponible à http://www.ericsson.com/mobility-report
Figure 2. Évolution par type de trafic1.
L’intérêt de la technologie eMBMS est illustré au travers des Business cases décrits dans le paragraphe 3,
en indiquant la chaîne de valeur associée. Ces différents cas d’usages en LTE sont étroitement liés aux
possibilités techniques qu’offre l’eMBMS. Ces différentes possibilités sont présentées dans le paragraphe
ci-dessous. Il est communément admis que l’eMBMS n’offre pas de nouveaux services en tant que tel,
mais permet à l’opérateur d’avoir une alternative technique, concernant le moyen d’acheminer la
donnée, vers les utilisateurs (ou objets connectés) et de préserver les ressources réseau. Cette
technologie peut donc être considérée comme un « enabler » de services. Le mode broadcast améliore
l’efficacité spectrale (en démocratisant des services pour un usage de masse). Par ailleurs, le mode
broadcast peut être vu (pour certains usages) comme une technologie permettant de retarder les
investissements sur les fréquences d’un réseau homogène (macro cellulaire).

Usage service temps réel versus service non temps réel : La diffusion d’un programme live (par
exemple un concert), à un grand nombre de personnes, peut amener une congestion des
réseaux existants. Le transfert simultané et individuel, d’une même information (ou donnée)
aux usagers d’une cellule LTE, en mode point à point (PtP), en est la cause. Le mode Broadcast
permet une meilleure exploitation de la ressource spectrale pour les services temps réel et de
minimiser ce phénomène de congestion. Les usages non temps réel (NRT) n’ont pas le même
effet sur le taux d’occupation du canal radioélectrique. En effet, la diffusion NRT (ex. push
news) sur un smartphone, peut se faire aux heures creuses (principalement la nuit) en mode
point à point. C’est donc la quantité donnée à transmettre qui sera le principal « enabler » de
l’eMBMS pour les services NRT. Les services de type « à la demande », comme la SVOD (ex.
Netflix), nécessitent quant à eux, de mettre en place du caching dans le terminal (stockage en
local, d’un catalogue de film par exemple) afin de se ramener à un cas de diffusion non temps
réel.

Usage intérieur versus extérieur : Le mode Broadcast LTE offre l’avantage d’offrir une qualité
de service garantie pour les usagers ou objets connectés (panneaux publicitaires…),
contrairement au WiFi qui est sensible à la charge. La zone de service à l’intérieur ou extérieur
des bâtiments est nativement étendue, du fait de l’implantation des nombreuses antennes 4G
des réseaux cellulaires LTE. En fonction de l’architecture de réseau choisie (réseau hétérogène
ou non, nombre de signaux reçus en réception), l’offre de service ou le débit offert sera plus ou
moins important(e) et la continuité de service renforcée par l’utilisation de l’eMBMS.

Usage Mobile versus Fixe : Le mode broadcast peut être de type statique ou nomade par
exemple lors de la diffusion sur le court central de tennis lors d’un tournoi, des autres matchs
en simultané. L’usage en condition de mobilité est également possible, par exemple en voiture.
En effet, le mode broadcast du LTE a été normalisé pour des plages de vitesses identiques à
celles des communications mobiles traditionnelles que ce soit en zone urbaine ou rurale.

Usage localisé versus national : L’intérêt d’un service peut être lié à la position géographique
de l’abonné. L’eMBMS est nativement conçu pour une diffusion nationale (mise à jour logicielle
d’objets connectés…) ou une diffusion régionale (alertes météo, enlèvements…, information
événementielle) sans modification de l’infrastructure réseau cellulaire.
2.2. eMBMS et fréquence
L’eMBMS est une fonctionnalité du réseau 4G d’un l’opérateur mobile et utilise donc les ressources
fréquentielles de l’opérateur. Comme précisé dans les paragraphes suivants, c’est une technique
permettant justement d’optimiser la ressource fréquentielle.
3. SCÉNARIO ET BUSINESS CASES DU LTE eMBMS
Comme nous l'avons montré, le LTE eMBMS améliore la capacité d'accès radio d'un opérateur de
télécommunications en effectuant un envoi unique d'un contenu demandé/attendu par de nombreux
abonnés. Cette avancée présente une valeur potentielle énorme lorsqu'elle est correctement gérée et
anticipée par l'opérateur, de l'amélioration de la qualité de service et de l'expérience client à la
création de nouvelles sources de recettes et à la sécurisation de services à haute valeur comme les
communications critiques à la sécurité publique.
Nous présentons dans les pages suivantes plusieurs exemples de scénarios d'utilisation pour lesquels le
LTE eMBMS est particulièrement pertinent. L'intérêt de chaque exemple varie d'un opérateur à l'autre
en fonction de leur place dans l'écosystème (fournisseurs de contenu, régulateurs, publicitaires,
diffuseurs), de la maturité de l'infrastructure haut débit filaire, et du cadre réglementaire.
3.1. Scénarios et modèles commerciaux
3.1.1. Exemple d’utilisation 1 – L'utilisation sur site
Dans tous les grands évènements sportifs, du match de
rugby suivi par une foule de supporters enthousiastes à
Roland-Garros, en passant par le Tour de France, on
trouverait facilement plusieurs milliers d'utilisateurs
souhaitant revoir le dernier essai sur leur téléphone ou
suivre la progression de plusieurs cyclistes
simultanément – et prêts à payer pour cela. Une
application sur site peut leur donner accès à plusieurs
angles de vue et à des flux et statistiques de diffusion
en direct sur leur smartphone, le tout avec une qualité
constante et fiable.
Et pour ceux qui veulent ne pas rater le moindre
match, l'application peut également leur transmettre
ceux en cours ailleurs. Pour les plus grands fans de
sport, prêts à suivre en même temps le match en cours
devant leurs yeux et celui retransmis sur leur
smartphone, un abonnement supplémentaire ne
représente pas grand-chose.
Exemple d’utilisation 1
Évènements sportifs nationaux majeurs, modèle
économique : paiement au coup par coup
Le circuit automobile des 500 miles
d'Indianapolis rassemble 400 000 spectateurs
dans son enceinte.
 Avantages pour les utilisateurs finaux –
Les supporters profitent d'une nouvelle
façon de vivre le sport dans le stade :
accès instantané aux statistiques, flux en
direct du terrain ou de la piste,
rediffusion
des
essais
ou
des
franchissements de ligne d'arrivée... Ils
peuvent également suivre en parallèle les
matchs et évènements sportifs en cours
dans les autres stades, dans tout le pays.
 Modèle économique – 1) Partage des
recettes avec le stade ou la fédération, 2)
Achats « In-app » d'angles multiples de
vidéo, rediffusions, statistiques, etc.
 Pourquoi l’eMBMS ? – Dans les zones très
fréquentées, comme les stades, les
cellules de télécommunication sont
saturées, ce qui empêche la mise en place
de ces services locaux dernière
génération.
3.1.2. Exemple d’utilisation 2 – L'envoi de contenus et fichiers
Le visionnage authentifié de vidéos sur un réseau
filaire ou satellitaire enregistre une croissance
exponentielle, avec une hausse de 246 % en
glissement annuel et près de 21 % d'utilisateurs
supplémentaires dans les foyers américains. En
réalité, la croissance de TV Everywhere est même
supérieure à celle des autres services de
streaming tels que YouTube, Hulu et DailyMotion.
Les vidéos sont envoyées et stockées
périodiquement sur l'appareil, avec de nouveaux
programmes, des films ou les actualités.
L'utilisateur peut demander à ne recevoir que ses
programmes préférés ou les contenus relatifs à un
thème donné. Les anciens épisodes sont
supprimés automatiquement.
Les 20 programmes les plus populaires de la BBC
génèrent 12 % du trafic du BBC iPlayer.


Le programme le plus demandé du jour (d'après les
statistiques de la BBC) est envoyé sur l'appareil.

Avantages pour les utilisateurs finaux –
L'utilisateur a en permanence accès à de
nouveaux contenus en HD, même hors
connexion ou lorsque le réseau est saturé.
Modèle économique – 1) Un modèle par
abonnement, ajouté à la facture mensuelle
du fournisseur de service 2) Des contenus
haut de gamme spécifiques, par exemple
les derniers films, peuvent être achetés
séparément. 3) Le forfait données de
l'utilisateur est impacté par les données
visionnées par l'utilisateur (et non envoyées
par l'opérateur).
Pourquoi l’eMBMS ? – Les contenus les plus
demandés sont envoyés vers l'appareil, ce
qui permet des économies considérables
pour les opérateurs.
On peut également illustrer ce scénario avec des contenus et des données envoyés par d'autres
exemples d'utilisation tels que :

Les flux de données et notifications : les possibilités sont ici infinies – prévisions météo, gros
titres, actualités, cours de la bourse, perturbations du métro, flux RSS locaux les plus
populaires... Tous peuvent être mis à jour en temps réel avec des visuels nets et de courtes
vidéos HD.



Presse en ligne : les journaux et magazines en ligne incluent de plus en plus de vidéos. Celles-ci
sont également de plus en plus lourdes et prennent donc plus longtemps à télécharger, outre
qu'elles sont demandées simultanément par beaucoup d'utilisateurs. L'application utilise eMBMS
pour télécharger les publications et les mettre en cache sur l'appareil.
Mises à jour de firmware et système d'exploitation : avec la radiodiffusion mobile, les
opérateurs peuvent envoyer les mises à jour de firmware et de système d'exploitation à leurs
abonnés pour les modèles les plus courants. Des millions d'utilisateurs peuvent sinon chercher à
accéder à ces mises à jour simultanément, ce qui peut surcharger la bande passante2 ou même
sérieusement affecter le réseau3.
Pour le fournisseur de contenus, un envoi unique est bien plus efficace que des milliers de
requêtes parallèles.
Un livre blanc proposé par TDF et Rise Conseil (en cours de publication) indique que le recours à une
approche de diffusion par envoi pour les fichiers les plus demandés (« fat tail ») peut générer des
économies considérables de l'ordre du milliard d'euros en 2018 sur l'ensemble des opérateurs en France,
grâce à la réduction de la charge sur le réseau cellulaire et à la rationalisation en résultant pour le
CAPEX et l'OPEX des opérateurs.
3.1.3. Exemple d’utilisation 3 – La télévision mobile
D'après OVMC, près de 90 % des utilisateurs
d'appareils mobiles aux États-Unis souhaiteraient
suivre les actualités en direct et les programmes
météo pendant leurs déplacements.
Avec TV Everywhere, l'utilisateur a accès à une
palette de chaînes et de programmes de télévision
HD diffusés en direct et protégés par un système de
contrôle d'accès ou DRM de pointe. Quelques euros
de plus permettent à l'utilisateur final de compléter
son offre Quadruple Play pour accéder à ses chaînes
favorites même en déplacement.
L'offre Télévision peut également être proposée
hors pack données (voir analyse ci-dessous).
L'application mobile FiOS, lancée en novembre 2013,
propose 75 chaînes de télévision en direct.
http://www.theguardian.com/technology/2014/sep/18/apple-ios-8-bandwidth-spikes-uk-uptake
http://pro.clubic.com/it-business/reseau-informatique/actualite-585872-ios7-trafic-reseau-surcharge-akamai-limelight-cdn.html
3


La télévision mobile est incluse dans
le pack données de l'utilisateur.

Avantages pour les utilisateurs finaux –
L'utilisateur a en permanence accès à la
télévision HD même lorsque le réseau est
saturé. Il peut également regarder ses
émissions et actualités locales préférées
gratuitement (non décompté du forfait
données).
Modèle économique – 1) Un modèle par
abonnement, ajouté à la facture
mensuelle de l'opérateur 2) L'accès à des
évènements spécifiques, notamment
sportifs, peut être acheté directement
via l'application. 3) Possibilité de partage
des recettes entre l'opérateur, le réseau
publicitaire et le diffuseur local. 4)
L'inclusion dans le pack données pour
attirer de nouveaux clients.
Pourquoi l’eMBMS ? – La vidéo est
toujours en qualité HD, quel que soit le
nombre de visionnements simultanés. Le
service reste disponible et en HD même
pendant les plus grands évènements
sportifs ou les flashs info spéciaux très
largement suivis.
3.1.4. Exemple d’utilisation 4 – La radio numérique
D'après le rapport d'analyse de Citrix
ByteMobile (deuxième trimestre 2013),
l'audio mobile, et particulièrement la
musique, représente 12 % du volume de
données mobiles en Amérique du Nord.
Certes, il est peu probable que l'eMBMS
remplace entièrement le système FM, étant
donné le grand nombre de postes
récepteurs FM déjà en place – arriver à la
même couverture nationale que le réseau
FM exigerait de gros efforts sur plusieurs
années des réseaux eMBMS. Toutefois, il
pourrait venir compléter les réseaux FM
pour offrir la haute fidélité numérique et
des contenus multimédia, tels que les
pochettes des albums ou des vidéos
(émissions radio), et ce même dans des
endroits très fréquentés.
En France, les 13 stations FM les plus écoutées
comptent pour 81 % des auditeurs et
61 % des recettes radio totales.


La radio est proposée comme service haut de gamme
sans publicité, réservé aux automobilistes.

Avantages pour les utilisateurs finaux L'utilisateur reçoit la radio avec une qualité
audio inégalée haute fidélité même dans les
zones très fréquentées (transports en
commun,
embouteillages...),
avec
en
complément
des
services
interactifs
additionnels, dont l'image et la vidéo.
Modèle économique - 1) Abonnement
mensuel comme pour XM Sirius aux États-Unis
(3 milliards de dollars de recettes et 1 milliard
de dollars de revenus nets pour seulement
25 millions d'abonnés), 2) Les radios paient
une redevance pour la transmission (passage
d'activité Diffusion à Télécommunications).
Pourquoi l’eMBMS ? - Avec eMBMS, les chaînes
radio peuvent être diffusées à tous les
utilisateurs dans le périmètre d'une cellule, y
compris ceux bloqués dans les embouteillages.
3.1.5. Exemple d’utilisation 5 – Radiocommunications mobiles privées (PMR)/Sécurité
publique
Bien que le multicast LTE soit largement reconnu pour ses applications commerciales, il forme
également le socle des futurs réseaux et applications de sécurité publique. La sécurité publique
nécessite en effet des communications à large bande fiables pour assurer les services d'urgence. Dans le
monde entier, ces services critiques sont gérés par le gouvernement et les agences les plus cruciales
(police, pompiers, aéroports, sécurité civile, etc.).
Ces organisations utilisent jusqu'à présent des systèmes de communication propriétaires dédiés
analogiques et bas débit. L'expansion rapide des solutions numériques normalisées comme le LTE et le
LTE Multicast (eMBMS) les rend disponibles pour la sécurité publique/PMR – par exemple, le transfert de
données et le Push To Talk pourraient utiliser l'eMBMS. Un groupe de travail a été mis en place au 3GPP
pour se saisir de ces questions (SA6). Plusieurs premiers essais et démonstrations ont déjà été réalisés,
avec la participation active d'entreprises françaises.
3.1.6. Exemple d’utilisation 6 – La signalisation numérique
Les technologies M2M offrent plusieurs exemples d'utilisation où le LTE Broadcast apporte une solution
souple et efficace pour la distribution de données ou de vidéos. On pensera notamment aux panneaux
d'information ou publicitaires, en particulier dans les grandes villes. Le LTE Broadcast permettrait une
distribution efficace des contenus vidéo et faciliterait l'affichage numérique aux points les plus
pertinents grâce à une diffusion sans-fil qui permet d'éviter les travaux publics onéreux nécessaires pour
une connexion à un réseau de transmission filaire.
Pour les organisateurs de grands salons professionnels dispersés sur plusieurs sites, la diffusion
d'informations apporte à la fois une forte valeur ajoutée aux participants et une opportunité unique
pour la publicité ciblée.
3.1.7. Exemple d’utilisation 7 – La voiture connectée (utilisation B2B2C)
Autre lancement commercial attendu cette année aux États-Unis : la voiture connectée. Son lancement
a été annoncé par l'équipementier Visteon à l'occasion du CES 2015. Le nouveau véhicule connecté,
équipé de la technologie LTE Multicast de Verizon (eMBMS), dispose d'une plate-forme de
communication équipée d'un module de télématique automobile intégré conçu pour recevoir les mises à
jour de firmware en OTA via le LTE Multicast.
Cette plate-forme connectée Visteon gère également l'info-divertissement pour les passagers arrière,
qui met en avant l'offre de divertissement diffusée par eMBMS. Plusieurs chaînes peuvent être diffusées
simultanément vers les véhicules équipés d'une unité de contrôle télématique et d'écrans compatibles
LTE Multicast.
3.2. Modèles commerciaux
La section 3.1 présente plusieurs exemples d’utilisation pour le LTE Broadcast de différents types de
contenus. Chacun de ces exemples s'appuie sur son propre modèle de service de diffusion avec ses
caractéristiques et son applicabilité spécifiques et adopte la perspective des MNO et des fournisseurs de
service de contenus.
Figure 3. Chaîne de valeur eMBMS
La valeur du LTE Broadcast pour les entreprises dépend du modèle de diffusion décidé entre les acteurs
de la chaîne de valeur. L'opérateur de télécommunications tient ici un rôle central et déterminant.
Toutefois, pour parvenir à un déploiement et un usage commercial réussis de l'eMBMS, tous les acteurs
de la chaîne doivent interagir et trouver un accord.
En avril 2014, les discussions autour de TV Connect ont montré l'intérêt de définir un nouvel acteur de la
chaîne de valeur assumant un rôle d'interface entre le fournisseur de contenu et l'opérateur.
3.3. Déploiements commerciaux et trials
La seconde partie de 2013 mais surtout l’année 2014 a été l’occasion de nombreux trials et
démonstrations en conditions réelles. Parmi les 26 recensés, citons les plus emblématiques sur 2014 :
 Février 2014 : finale du Superbowl avec Verizon à NY, US.
 Avril 2014 : Indy Cars avec Verizon à Indianapolis, US.
 Mai 2014 : Roland-Garros avec Orange, France.
 Juillet 2014 : jeux du Commonwealth, Glascow, UK.
 Telstra en Australie, Singtel à Singapour, China Mobile à Hong Kong, etc.
Figure 4. Déploiements et essais du LTE eMBMS (source http://www.gsacom.com/)
Les informations concernant les lancements commerciaux sont encore difficiles à recueillir pour des
raisons évidentes de concurrence et de secret des affaires. Les entreprises françaises étant à l’avant
garde, nous pouvons néanmoins préciser les informations suivantes :
 Korea Telecom (Corée) a lancé un service commercial en janvier 2014 sur Séoul. Le business
model est basé sur la publicité.




Reliance (Inde) lance son offre commerciale le 28 décembre 2014 en mode « soft launch » sur
Mumbai puis à partir de mars 2015 en mode commercial à plus grande échelle sur Mumbai,
Delhi et Bangalore. A noter que le service est un service de contenu audiovisuel sur mobile et
également sur Gateway.
Verizon (US) : les tests d’interopérabilité avec les terminaux envisagés sont terminés. Le
lancement commercial est maintenant imminent, en début du second trimestre 2015
vraisemblablement. A noter que le réseau complet de Verizon a été upgradé afin de permettre
l’eMBMS.
Telstra (Australie), Etisalat (Émirats arabes unis), EE (UK), China Telecom (Chine), Smart
(Philippines) se sont déclarés en cours de préparation pour un lancement commercial d’un
service eMBMS sur 2015. Nous savons que de nombreux autres opérateurs, notamment en
Europe, en Asie du Sud-est et en Afrique avancent sur la définition et la préparation d’une offre
eMBMS. Les annonces faites lors du salon MWC 2015 de Barcelone en février dernier viennent
corroborer cette tendance.
CMCC (Chine). À l’occasion des Jeux olympiques de la Jeunesse 2014 (Youth Olympic games),
Huawei a déployé une infrastructure eMBMS dotée d’au moins 18 000 terminaux4.
4. STATUT SUR L’eMBMS
4.1. Qu’est-ce que l’eMBMS/LTE Broadcast ?
Le LTE Broadcast est une couche d'optimisation LTE rendue disponible principalement par mise à jour
logicielle sur les équipements réseau. Plus précisément, l'équipement radio des réseaux d'accès peut
faire l'objet d'une mise à jour logicielle. L'équipement cœur doit toutefois être renouvelé.
Deux types de mises à jour sont nécessaires pour les appareils 4G : au niveau du chipset du modem
d'une part, et au niveau applicatif d'autre part. Aujourd'hui, la plupart des nouveaux appareils 4G sont
compatibles eMBMS au niveau chipset, et le niveau applicatif peut être téléchargé (par exemple en
OTA).
Le LTE Broadcast, un réseau isofréquence en mode diffusion, fait partie des normes LTE 3GPP dites
eMBMS (evolved Multimedia Broadcast Multicast Service). Il complète les systèmes LTE/EPC existants
avec une fonctionnalité de diffusion point à multipoint (PMP) efficace qui permet à de nombreux
utilisateurs de recevoir le même contenu simultanément.
La fonctionnalité LTE Broadcast est prête pour lancement commercial. Elle commencera avec la
version 9 de la norme et sera améliorée au fil des sorties 3GPP.
Des entreprises françaises telles qu'Alcatel-Lucent, TDF, Expway, Orange et Sequans et des
organisations de recherche telles que Telecom Paris Tech participent au processus de normalisation du
3GPP.
Le LTE Broadcast est disponible pour toutes les largeurs de bande et formats LTE définis, et notamment
les méthodes FDD, TDD, et l'agrégation des opérateurs (CA). Les réseaux isofréquence sont utilisés pour
le streaming dans des zones de diffusion bien définies, où toutes les cellules participantes envoient les
mêmes données durant les mêmes fenêtres de diffusion, et apparaissent ainsi comme une super-cellule
4
http://www.telecompaper.com/news/huawei-china-telecom-deploy-lte-embms-for-yog--1031888
unique. Ces réseaux isofréquence peuvent être limités à quelques cellules, ou couvrir un pays entier.
Les canaux radio broadcast et unicast coexistent dans une même cellule et se partagent la capacité
disponible, et les sous-ensembles de ressources radios disponibles sont assignés dynamiquement aux
canaux radio broadcast et unicast. Les ressources radio eMBMS ne sont mises en place que lors d'une
session de diffusion active.
En termes d'architecture logique, le LTE/eMBMS nécessite les éléments suivants :
 MCE : fonction de coordination multi-cellule/multicast. Cette entité est en charge de
l'allocation des ressources et de leur gestion dans la zone de couverture eMBMS.
 Passerelle MBMS. Cette entité logique est principalement en charge de la transmission du flux
de données à chaque nœud eNB transmettant le service.
Centre
de services BMSC Broadcast/Multicast. Cette unité lance les services eMBMS et fournit

les contenus.
Outre ces entités fonctionnelles 3GPP, un système d'allocation des ressources de broadcast permet la
planification dynamique des services eMBMS via une interface graphique, afin de définir par exemple le
type d'envoi (temps réel ou différé), la couverture (site, région, pays), la qualité et la synchronisation
(heures et durées des transmissions).
Figure 5. Architecture logique eMBMS5
Ces entités logiques peuvent être intégrées dans les réseaux existants, le réseau LTE pouvant donc faire
l'objet d'une mise à niveau logicielle pour gérer l'eMBMS. En exploitant l'OFDMA (accès multiplex par
divisions en fréquence orthogonales) et les plus grandes largeurs de bandes disponibles en LTE, le LTE
Broadcast parvient à davantage de flexibilité et des coûts de déploiement inférieurs à ceux des autres
5
Schéma d'après 3GPP TS 36.300 V10.12.0
options de broadcast mobile. Sur les terminaux des utilisateurs, le LTE Broadcast ne nécessite pas de
chipset séparé et peut utiliser le middleware classique.
La dynamique de service flexible du LTE Broadcast permet aux MNO de proposer différents services
facturés différemment en fonction de leur type (direct ou différé), du lieu concerné (sur site ou aux
niveaux local, régional ou national), de leur qualité (bitrate, QoS) et de l'heure du jour/de la durée du
service.
4.2. Avantages/inconvénients du LTE eMBMS
L'eMBMS a quelques limites potentielles par rapport aux autres technologies de diffusion (par exemple
l'approche DVB-T grande puissance-grande hauteur). Voici les plus couramment évoquées, avec leurs
contre-arguments.
6

Une taille de cellule limitée. L'eMBMS passe effectivement par des systèmes utilisant par nature
des cellules plus petites que les systèmes de diffusion classiques. Dans certaines circonstances, cela
peut être un avantage (diffusion évènementielle, situations d'urgence), la diffusion pouvant être
activée (éventuellement dynamiquement) sur la ou les cellules pertinentes pour un déploiement
local. Les services de diffusion peuvent dès lors être précisément adaptés aux paramètres
géographiques et temporels de la demande. À l'inverse, une large diffusion (par exemple la radio
en direct, les chaînes de télévision ou les contenus envoyés à la demande à l'échelle nationale)
nécessitera d'activer le mode eMBMS sur plusieurs dizaines de milliers de cellules LTE et d'adapter
le réseau-cœur, ce qui engendrera des coûts.
On notera que certaines modifications structurelles de l'eMBMS sont en cours d'étude dans plusieurs
institutions de R&D pour augmenter la taille de la cellule. L'une de ces adaptations techniques de
l'eMBMS à de plus grandes cellules est en test à Paris et Turin6.

Une capacité de diffusion standard limitée à environ 60 % de la trame LTE. La version actuelle de
la norme et certaines évolutions en discussion au 3GPP visent à supprimer cette limite (par
exemple en utilisant les bandes de liaison descendante supplémentaire pour les services eMBMS).
De plus, remplacer plusieurs liaisons unicast par une seule liaison multicast offre déjà des gains
énormes même avec une capacité de diffusion plafonnée à 60 % de la capacité totale.

Des difficultés de partage de réseau. Les sessions de diffusion passent par le réseau mobile d'un
opérateur donné, ce qui peut donner l'impression que les clients des autres opérateurs n'y auraient
pas accès. En réalité, la norme prévoit déjà des solutions (partage du RAN), d'ores et déjà
déployées par exemple dans les zones blanches, où un opérateur assure une couverture suffisante
à tous les autres opérateurs. Il ne s'agit pas d'une limite technique, mais commerciale, qui
nécessite donc un accord entre opérateurs et fournisseurs de contenus.

La consommation énergétique et la charge réseau. Les systèmes cellulaires sont conçus pour des
communications bidirectionnelles mobiles, et souvent considérés comme surdimensionnés par
rapport aux infrastructures de réception pure, comme la télévision. Les terminaux consomment
donc davantage et le contenu utile est limité par l'existence de signaux superflus. Mais l'eMBMS est
une fonctionnalité complémentaire du LTE. Il ne cherche pas à remplacer la réception télévision
http://www.tdf-group.com/news/press-release/world%E2%80%99s-first-trials-of-lte-broadcast-simultaneously-in-paris-and-aosta
classique mais offre la possibilité de recevoir du contenu broadcast non limité à la vidéo sur des
appareils mobiles standards. De plus, le terminal, une fois inscrit à la session de diffusion, pourrait
passer en mode réception pure pour réduire drastiquement sa consommation énergétique.
En résumé, l'eMBMS LTE existant présente par rapport au système de diffusion classique des
caractéristiques liées à l'architecture inhérente au système cellulaire, et notamment une couverture
faible puissance-faible hauteur. Selon les circonstances, ces caractéristiques peuvent être à la fois des
avantages et des inconvénients, mais offrent dans tous les cas une plus grande souplesse dans les modes
de consommation de contenus – et donc des opportunités commerciales.
Quoi qu'il en soit, plusieurs initiatives ont déjà été lancées pour faire le pont entre l'eMBMS et la
diffusion classique :




Qualcomm, Ericsson et Huawei ont présenté plusieurs propositions au 3GPP, en s'appuyant sur
les évolutions du LTE eMBMS, pour répondre à des types d'utilisation spécifiques.
Le projet de recherche français M3 (2010 – 2012) sur la convergence des normes de diffusion
mobile DVB et 3GPP a identifié les paramètres et technologies pertinents pour une couche
physique commune basée sur une extension du LTE eMBMS intégrant des fondamentaux du
DVB-T27.
L'Institut allemand de la technologie de radiodiffusion (IRT – Institut für Rundfunktechnik), basé
à Munich, pilote actuellement un projet de terrain pour identifier les avantages et limites de la
norme eMBMS actuelle, par exemple les limites de couverture d'un réseau MBSFN8.
Avec leurs partenaires internationaux (Technische Universität Braunschweig, RAI, IRT, Gates
Air), TDF et Expway ont lancé en 2015 un essai sur un prototype mettant deux innovations
majeures de l'eMBMS en exergue : (1) l'onde du signal eMBMS a été modifiée pour permettre la
transmission depuis les mâts grande hauteur dans des cellules de plus grande taille, et (2) le
signal eMBMS est transmis en alternance avec un signal DVB-T2 (programmes de télévision HD),
dont il partage la fréquence et la chaîne de transmission.
4.3. Les avantages qualité apportés par la diffusion et la mise en cache des contenus
Bien que la réduction des coûts et de l'infrastructure soit la raison principale d'un déploiement de la
diffusion mobile, les essais de terrain ont également montré qu'elle peut aussi largement améliorer la
qualité de l'expérience utilisateur : en effet, la réception des contenus n'est dès lors plus tributaire de la
charge du réseau, un problème central des réseaux unicast actuels.
En 2013, un certain nombre d'entreprises (dont TDF et Expway, qui participent également à l'Action 2 du
plan Souveraineté Télécoms) ont lancé le projet B2M, visant à démontrer et évaluer la fourniture de
contenus multimédia numériques sur une tablette via une approche envoi/mise en cache (par
opposition à l'approche streaming/téléchargement) sur un réseau 3G. Un prototype intégral avec
contenu commercial a été développé. La transmission a été effectuée depuis le site de diffusion de la
tour Eiffel à Paris et reçue sur des tablettes disponibles dans le commerce (Archos).
Le projet a été financé par le Fonds Stratégique pour la Société Numérique (FSN).
7
https://m3.rd.francetelecom.com/espace-public
http://www.irt.de/no_cache/de/aktuell/news/view/article/in-bayern-startet-forschungsprojekt-imb5-zur-rundfunkuebertragung-inlte.html
8
Dans le cadre du projet, des tests ont été menés avec les utilisateurs finaux pour évaluer l'impact de
l'approche envoi/mise en cache 9 sur la qualité ressentie de l'expérience par rapport au mode
téléchargement classique (unicast)10.
Les tests sur utilisateurs finaux ont montré11 une augmentation significative de la qualité objective et
ressentie de l'expérience avec l'approche envoi/mise en cache par rapport à la fourniture de contenus
en unicast 3G.
Les tests objectifs ont notamment mesuré les paramètres suivants :
 L'accès au contenu souhaité en 2013 s'est fait ponctuellement de 2 à 5 fois plus rapidement en
broadcast qu'en unicast, en particulier pour les contenus lourds tels que la VoD et la télévision
en différé.
 Comme on peut s'y attendre, la stabilité de la lecture est largement supérieure en transmission
broadcast : elle n'est pas interrompue/suspendue pendant la l'utilisation, contre plusieurs fois
par minute (de lecture) en unicast.
La
fluidité de navigation par l'utilisateur dans un contenu donné est également bien meilleure,

en particulier pour les contenus lourds tels que la VoD et la télévision en différé, où elle est
jusqu'à 5 fois plus rapide.
Ces améliorations objectives de qualité résultent évidemment en améliorations énormes de la
qualité ressentie par l'utilisateur final :


La satisfaction de l'utilisateur final en termes de confort d'utilisation a atteint plus du double
pour le broadcast que pour l'unicast (85 % d'utilisateurs satisfaits ou très satisfaits contre 30 %).
La satisfaction en termes de qualité de l'image a atteint environ le double de l'unicast pour le
broadcast (100 % de satisfaction contre 45 % en unicast).
Il faut souligner que l'amélioration de la qualité de l'expérience des contenus hors direct ne résulte pas
de la vitesse ou de la technologie de transmission12 , mais de l'approche envoi/mise en cache.
Autrement dit, la vitesse du réseau n'importe plus – comme si la transmission était parfaite et
instantanée. La qualité ressentie ne dépend donc plus que des performances de l'appareil utilisé ; d'une
certaine manière, l'approche broadcast envoi/mise en cache permet d'ignorer et d'effacer les limites et
contraintes du réseau de transmission.
Pour les contenus en direct (télévision en direct par exemple), la qualité de l'expérience résulte
principalement d'une transmission déterministe (vitesse constante) – ce qui est le cas en broadcast,
alors que la vitesse de streaming en 3G est variable.
9
Tous les contenus sont diffusés sur tous les terminaux sans demande ou information de l'utilisateur, et ne lui sont présentés que si et quand
il souhaite les afficher. S'il s'agit d'un contenu hors direct (par exemple un journal), le contenu est stocké sur l'appareil (mis en cache) et
récupéré à la demande de l'utilisateur.
10
Le contenu est transmis en streaming ou téléchargé progressivement sur la connexion 3G de l'appareil pour chaque utilisateur, à la
demande ; le test a été réalisé avec une connexion 3G de très bonne qualité avec un débit de 4 Mbps, supérieur à la moyenne.
11
Les tests ont été réalisés par l'Institut Mines-Télécom en décembre 2013. Le rapport dont ces résultats sont tirés est le livrable D6.2du
projet B2M publié le 31/03/2014 et préparé par l'Institut Mines-Télécom ; cf.
http://www.tdf-group.com/sites/default/files/B2M%20quality%20impact_december%202014.pdf
12
La vitesse de transmission utilisée pour le contenu envoyé sur le réseau de diffusion n'était que de 2 Mbps contre 4 Mbps pour la connexion
3G.
4.4. Sécurité et DRM (Digital Right Management)
Les problématiques de DRM (Digital Right Management) sont orthogonales au LTE eMBMs. En effet, le
LTE eMBMS « se contente » de diffuser un contenu numérique, crypté ou non, protégé ou non et l’accès
à ce contenu se fait via des mécanismes indépendants de la technique de diffusion.
Ainsi, les solutions de protection du contenu existantes peuvent être appliquées à une diffusion via le
LTE eMBMS. La DRM ne représente pas de frein au déploiement de l’eMBMS.
5. ÉMERGENCE D’UNE FILIÈRE D’EXCELLENCE EN FRANCE
La filière française de diffusion de contenu sur réseau mobile est présente au niveau mondial et un
véritable écosystème se construit dans la durée depuis quelques années déjà à travers des
collaborations, certaines ayant été soutenues par les pouvoirs publics.
On peut par exemple citer les projets :
 B2M. Projet PIA (TDF, ARCHOS, EXPWAY, Institut Telecom, Airweb, Dibcom (Parrot), Immanens).
 M3. Projet ANR (Alcatel Lucent, CNES, INSA de Rennes, Telecom Bretagne, Mitsubishi, Orange,
Parrot, Teamcast).
 M44G. Projet PIA (Sequans, Expway, Archos, TelecomParisTech).
 M44G-EVO. Projet PIA (Sequans, Expway, Archos, TelecomParisTech, Sagemcom, ViacessOrca).
Il faudrait développer cet écosystème au-delà des équipementiers ou fournisseurs de technologies aux
acteurs de l’édition du contenu et détenteurs de droits.
D’autre part, les acteurs de ce livre blanc ont pour la plupart rencontré récemment des succès
reconnus au niveau mondial :
 Expway : Participation à des trials opérateurs (SuperBowl avec Verizon en février 2014, Indy Car
avec Verizon en mai 2014, Roland-Garros avec Orange en juin2014, jeu du Commonwealth avec
EE, août 2014, Bell Canada, janvier 2015, avec Reliance en Inde en cours).
 TDF. Participation à une expérimentation sur les évolutions High-Power High Tower.
 Alcatel-Lucent. Participation à des trials (SuperBowl, Roland-Garros).
 Sequans. Participations à des trials opérateurs (SuperBowl, Indy Car, Roland-Garros).
 Orange : démonstration à Roland-Garros avec Alcatel-Lucent, Expway, Sequans et France
Télévision.
6. IDENTIFICATION DES FREINS ET PROPOSITIONS
Les chapitres précédents ont essayé d’apporter une vision objective sur ce qu’est le LTE eMBMS. Nous
avons vu que la technologie était mature et efficace et nous avons illustré son intérêt par quelques cas
d’usage.
Néanmoins, l’eMBMS n’est pas encore déployé massivement par les opérateurs. Quels sont les freins à
son déploiement ? Comment renforcer l’écosystème français déjà existant et actif ?
Le tableau ci-dessous dresse une liste de freins identifiés par le groupe de réflexion et propose quelques
solutions à ces freins.
FREIN
PROPOSITION
Modèle de business à établir en particulier accords
inter-opérateurs et entre opérateur et fournisseur de
contenu pour mutualiser la diffusion
Mieux cibler les besoins des détenteurs de droits et
fournisseur de contenu
La technologie est peu connue et souffre d’un
manque de crédibilité (du fait par exemple des
mauvaises expériences passées, MBMS en 3G, DVB-H)
Mise en place du RAN sharing dans le cadre de
l’eMBMS
Couverture et usage encore limités des réseaux 4G
(tant que les réseaux 4G ne sont pas saturés, les
opérateurs ne se sentent pas obligés de déployer
l’eMBMS)
Incertitudes sur l’évolution du standard
Organiser une table ronde entre tous les acteurs
Enquête, questionnaire, table ronde
L’enquête est faite en partie et les résultats seront
intégrés dans la version 2 du livre blanc
Planifier une démonstration mettant en avant
différents cas d’usage
Rassembler opérateurs et régulateur sur le sujet
Inciter les opérateurs à accélérer les déploiements et
à réfléchir à de nouveaux services
Définir une stratégie conjointe pour continuer
d’améliorer la norme, notamment dans les
organismes de standardisation tels que 3GPP ;
rattacher ces réflexions à celles liées à la 5G
7. CONCLUSION
Ce rapport dresse un tableau de ce qu’est le LTE eMBMS, une technologie mature de diffusion sur
réseau cellulaire 4G en cours de test ou de déploiement par des opérateurs cellulaires dans le monde.
Plusieurs scénarios d’usage illustrent sont utilisation tels que par exemple les applications Public Safety
/ PMR pour lesquelles nous devrions voir dans les prochains mois les premiers cas d’usage déployés
notamment au Royaume-Uni mais également en France.
Les fournisseurs d’infrastructure télécom, la plupart des fournisseurs de chipsets et de terminaux 4G,
des fournisseurs d’applications et de logiciels supportent cette technologie. La question n’est pas de
savoir si elle se déploiera, la question est de savoir comment se l’approprier et bénéficier des capacités
qu’elle apporte. Certains opérateurs aux US et en Asie principalement semblent privilégier une
méthode empirique en lançant les premiers services. Gageons que la France et l’Europe emboiteront
rapidement le pas voire initierons de nouveaux services et usages, permettant aux industriels français
ayant participé à la rédaction de ce document d’étendre leur savoir-faire et de conforter leur
leadership.
8. ANNEXE
La présente annexe est une version préliminaire d'un rapport TDF-RISE en préparation.
8.1. Les avantages économiques du délestage broadcast pour la fourniture de
données mobiles
Avec l'explosion de la consommation de données sur les terminaux mobiles, principalement pour la
vidéo, les réseaux mobiles doivent relever le défi délicat de gérer la qualité et le coût de ce trafic. En
France par exemple, si l'on se limite à augmenter la capacité du réseau, cela représentera quelque
45 milliards d'euros de coûts accumulés sur la période 2014-2020.
L'utilisation du broadcasting (aussi dit multicasting : une transmission de contenu point à multipoint,
qui s'oppose à l'unicast, une transmission point à point) semble de plus en plus prometteuse, voire
inévitable. Cette solution limite les coûts réseau en réduisant substantiellement le volume de données
à transmettre, et donc l'infrastructure nécessaire.
Tout cela mène à l'approche par délestage broadcast : le contenu le plus populaire (le « fat tail ») est
envoyé en broadcast sur tous les appareils ; quant aux contenus à la demande (les magazines, les films
en VoD), ils sont stockés en local sur l'appareil jusqu'à ce que l'utilisateur les consulte (ou non).
Un modèle quantitatif simpliste basé principalement sur les informations publiques indique que cette
approche pourrait permettre des économies majeures ; même une couverture de seulement 30 % des
Français via délestage par broadcast permettrait de réduire la charge du réseau unicast concerné de
40 %, soit des économies annuelles cumulées de 1,4 milliard d'euros sur cette zone. Le coût de
transmission par Go transmis de cette manière serait de 13 centimes d'euro, soit 30 fois moins
qu'en unicast.
8.1.1. Problématiques économiques des réseaux
mobiles
Le trafic de données mobiles connaît une croissance
extrêmement rapide, de 70 % à 100 % annuels dans la
plupart des pays selon les analystes et les projections.
Cela pose des défis économiques mis en évidence par
les projections ci-après (ici, pour la France).

13
Le trafic mobile total en France était de 350
Po13, et devrait atteindre 6 800 Po en 2020
(trafic total au niveau du terminal,
indépendamment du réseau de transmission
utilisé – cellulaire/3G ou 4G, WiFi, etc.).
1 Po (pétaoctet) = 1 million de Go

Bien qu'il n'y ait pas de données formelles entièrement validées sur le sujet, on peut estimer le
coût de production actuel des données mobiles (en 2013-2014) à environ 10 €/Go (ce « coût
de production » inclut tous les coûts liés au RAN PHYSIQUE, hors coût de licence de spectre,
CRM, ventes, marketing, frais généraux, et coûts IT, de service et de backbone).

Les améliorations intégrées au LTE devraient faire baisser ce coût de production de données
mobiles à 4 €/Go en 2020.

Pour les volumes de trafic cités plus haut, et après
soustraction du trafic WiFi, ce modèle estime donc que le
coût total de production des données mobiles en France
s'établirait à 2,7 milliards d'euros en 2013 et 16,2 milliards
en 2020.

Étant donné que la valeur totale du marché mobile de détail
en France ne dépasse pas les 20 milliards d'euros, et qu'il
n'enregistre pas de croissance mais subit au contraire une
certaine déflation, le problème économique de
l'augmentation des volumes de données est évident : les
coûts de production des données mobiles représenteraient
une part trop élevée des recettes de vente au détail,
laissant les opérateurs dans une situation intenable.

On peut également noter que dans ce modèle, l'augmentation des coûts de production des
données mobiles liée à la croissance du trafic (l'année de référence étant 2013 avec
2,7 milliards annuels) représenterait 45 milliards d'euros en valeur cumulée sur 2013-2020.
À titre de comparaison, les opérateurs télécoms en France investissent entre 6 et 7 milliards
d'euros par an.
Le modèle présenté montre que répondre à l'augmentation de trafic par le seul renforcement des
capacités (unicast) du réseau ne serait pas économiquement viable. D'autres solutions doivent être
déployées pour y faire face dans des conditions économiques acceptables.
8.1.2. Réduire la charge réseau grâce au broadcast
On sait qu'une grande partie du vaste trafic mobile est générée par la vidéo (dans les 70 à 80 %), qu'il
s'agisse de télévision en direct classique ou en différé, de vidéo à la demande ou de contenus du type
proposé par UGC/YouTube. On sait également qu'il s'agit en grande partie de contenu « fat tail », c'està-dire de contenus pertinents/demandés par plusieurs millions d'utilisateurs (notamment mais non
exclusivement vidéo : on y trouve également de la presse, des mises à jour logicielles...).
Pour ce trafic fat tail, l'unicast n'est bien évidemment pas optimal, puisqu'il consiste à renvoyer le
contenu via le réseau sans-fil à chaque demande ; or, un contenu pertinent pour plusieurs millions
d'utilisateurs, représentant quelques dizaines voire quelques centaines de Mo, va générer une charge
énorme lorsqu'il est transmis de manière répétée en point à point (unicast).
Au contraire, on peut envisager d'envoyer ce contenu fat tail en broadcast, donc une seule fois14, en
permettant à tous les terminaux (plusieurs millions) de le recevoir simultanément à la transmission.
Pour les contenus en direct conçus pour
un visionnage simultané/en temps réel
(matchs, actualités télévisuelles...),
tous les appareils liront le contenu en
temps réel à réception.
Pour les contenus différés (VoD,
journaux, magazines...), le contenu est
transmis dans le flux envoyé en
broadcast et stocké sur l'appareil à
réception. Cette mise en cache est
invisible pour l'utilisateur jusqu'à ce qu'il
décide de lire le contenu (ou non).
On comprend aisément que remplacer par exemple 10 millions de transmissions unicast d'un même
contenu par deux transmissions en broadcast créé un potentiel considérable d'économies, qui n'est
que très peu entamé par le fait que l'on transmettra bien plus de contenu, jusqu'à par exemple 30 fois
plus, que ce qui est demandé par un utilisateur moyen, étant donnée la variété des demandes. Mais
c'est précisément le principe du délestage en broadcast : une transmission broadcast des contenus
fat tail qui remplace des millions de transmissions unicast du même contenu.
Cette approche n'est évidemment pas pertinente pour les contenus long tail et ne leur sera donc pas
appliquée. Ces contenus sont par nature individuels (e-mails personnels) ou visent un public restreint
(un programme de niche sur la pêche à la mouche), et ont donc vocation à être transmis sur un réseau
unicast, mieux adapté.
8.1.3. Modélisation de l'impact du volume de délestage en broadcast
(1) L'hypothèse retenue pour notre modèle (qui, en un sens, est un objectif auto-imposé) est
d'atteindre 70 % de broadcast pour le trafic de toute tablette, soit environ 5 Go/mois en 2020.
(2) Pour un utilisateur donné, la disponibilité de ces 5 Go de contenu mensuel nécessiterait la
transmission d'un volume 30 fois supérieur, soit 150 Go. Ce chiffre se base sur un taux d'utilité
de 3 %, ce qui revient à dire que seuls 3 %15 du contenu reçu sur l'interface de réception
broadcast d'un appareil donné sont pertinents et utiles pour l'utilisateur final, les 97 % restants
n'étant pas utilisés (ils sont toutefois stockés pendant un certain temps).
(3) Il convient de noter qu'une capacité de broadcast limitée suffit pour fournir ces 150 Go de
contenu fat tail par mois. Le modèle prévoit, sur la base de modèles de répétition simplifiés et
14
Ou, potentiellement, un petit nombre de fois, afin de corriger les erreurs de transmission et de couvrir les appareils qui auraient été hors
réseau au moment de la transmission.
15
Ce taux de 3 % émerge d'une modélisation ascendante détaillée prenant en compte le nombre de choix concrets pour chaque contenu
consommé. Par exemple, si je lis un journal par jour, mon choix est fait sur un ensemble de 20 (exemple de ce qui serait envoyé par
broadcast dans le fat tail). Ce chiffre doit encore être affiné par des tests en conditions réelles etc.
prudents, qu'un débit de broadcast de 2 Mbps suffirait pour le fat tail. La bande passante
réellement déployée serait probablement (par nécessité) supérieure à ce faible volume, si bien
qu'il y aurait une grande marge permettant d'élargir le fat tail (donc avec un taux d'utilité
inférieur) ou d'augmenter les répétitions afin d'améliorer la qualité et la fiabilité des
transmissions.
(4) Sur la base de cette hypothèse et en admettant que le délestage en broadcast s'appliquerait à
30 % du territoire/de la population française16, le modèle prévoit que 344 Po de données utiles
demandées par l'utilisateur final pourraient être transmis (en 2020) par cette méthode,
délestant d'autant le réseau unicast. Cela peut sembler un chiffre peu élevé face aux 6 800 Po
de données mobiles prévues à cet horizon : seulement 5 %. Toutefois :
 Un trafic délesté de 344 Po représente 12 % du trafic cellulaire national (après
soustraction du trafic par WiFi) ;
 Sur la zone couverte par le réseau broadcast, cela représente 40 % du trafic cellulaire ;
 Du fait de la répartition classique inégale dans le temps du trafic (pics), une réduction de
40 % du volume permettrait probablement de réduire la taille du réseau unicast de 60 à
70 % sur la zone de broadcast.
8.1.4. Modélisation de la valeur économique du délestage en broadcast
(1) Pour le coût de production moyen de 4 € par Go supposé par le modèle, les coûts de réseau
générés par ces 344 Po de trafic s'élèveraient à environ 1,4 milliard d'euros en cas de
transmission par réseau(x) unicast.
(2) Notre hypothèse, basée sur une planification réseau grossière, est que couvrir 30 % de la
population française avec un réseau de broadcast adapté à la transmission mobile (terminaux
portables) coûterait environ 45 millions d'euros par an17, chiffre non négligeable dans l'absolu
mais dérisoire comparé aux 1,4 milliard pour l'unicast. En pratique, les projections du modèle
indiquent que le délestage de 344 Po de données mobiles du réseau unicast vers un réseau
broadcast économiserait quelque 1,4 milliard d'euros par an.
(3) En prenant les chiffres dans l'autre sens, 344 Po de trafic utile fourni aux utilisateurs mobiles
auront alors au total coûté 45 millions d'euros, soit un coût moyen de transmission de
13 centimes par Go seulement sur le réseau broadcast, soit 30 fois moins que les 4 €
dépensés en unicast.
16
La limite de 30 % n'est qu'indicative. Elle est définie pour des raisons de simplicité et de prudence dans le premier essai de modélisation.
Le modèle considère également que seuls 80 % des appareils seraient compatibles avec le signal broadcast, ce qui réduirait l'efficacité du
délestage.
17
Ce montant de 45 millions d'euros pour quelques Mbps de débit est très élevé comparé aux coûts actuels de la couverture broadcast
(DTT/TNT) ; un full multiplex d'environ 25 Mbps couvrant 95 % de la population française coûte actuellement dans les 30 millions d'euros
annuels, ce qui indique que notre réseau de broadcast mobile est de l'ordre de 20 à 25 fois plus coûteux que le DTT traditionnel. Cette
hypothèse est probablement basse, même si la réception sur appareils mobiles complique nécessairement la planification, ce qui signifie un
réseau plus coûteux.

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