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
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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
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