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Les Réseaux Métropolitains Radioélectriques

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Nous avons rencontré Martin Loyer, membre de l’association Wireless-fr avec Emmanuel Josse et un cadreur vidéo, Damien Mansion. L’association Wireless-fr (http://www.wireless-fr.org/ ) fait la promotion de l’utilisation des réseaux sans fil en France et en particulier du standard IEEE 802.11b connu sous le nom de Wi-Fi (Wireless Fidelity).

Les réseaux métropolitains sans fil

Un mouvement parti de Seattle a permis de montrer dans de nombreuses villes du monde qu’il est possible de mettre en place avec ces technologies, non plus des réseaux locaux mais des réseaux métropolitains (MAN – Metropolitan Area Network).
Pour plus d'information voir : http://www.fing.org/index.php?portail=1086 et plus particulièrement : http://www.fing.org/index.php?num=2013,3,1086,2

La situation est différente en France. Depuis un récent décret, l’utilisation des réseaux locaux sans fil est autorisée sur la bande des 2,4 GHz s’ils sont utilisés à l’intérieur des bâtiments privés. A l’extérieur, sur les domaines privés, il faut une autorisation de l’ART (Agence de Régulation des Télécommunications) et leur utilisation est interdite en extérieur sur les domaines publics (la bande appartient encore à l’armée).
Pour plus d'informations voir : http://www.art-telecom.com/dossiers/rlan/index-d.htm

Une consultation est cependant actuellement en cours par l’ART sur ce sujet.
Voir : http://www.fing.org/index.php?num=2453,1

L’association wireless-fr en lien avec ses homologues internationaux, tente de montrer les possibilités de ces nouveaux réseaux et de faire des propositions concrètes.

D’abord des réseaux locaux sans fil

Un réseau MAN sans fil pourrait être constitué de plusieurs réseaux locaux sans fil.

Chaque réseau sans fil est constitué d’un point d’accès (aussi appelé AP – environ 300€, partout en France), d’une antenne omnidirectionnelle (200€), d’un câble (20€ pour 20 mètres) et de la connectique (40€) soit un coût total particulièrement bas de 560€. L’antenne permet d’augmenter la portée de la base d’environ 100m à plusieurs centaines de mètres (1Km en terrain dégagé) tout en gardant la puissance de 100mW autorisée. Il est ainsi facile de couvrir un immeuble.

Une telle configuration permet de connecter confortablement 10 utilisateurs simultanés (en conditions réelles on monte même sans problème jusqu’à 15). Le débit théorique est de 11 MBits/s et le débit réel tourne autour de 6 à 7 MBits/s (le protocole utilisé CSMA-CA est plus efficace que le CSMA-CD utilisé dans les réseaux filaires Ethernet).

Les coûts sont très faibles car tous les systèmes sont fondés sur les mêmes cartes Wi-Fi au format PC Card (150€ en France, 50$ en Scandinavie ou en Amérique). Elles peuvent être utilisées telles quelles dans les portables ou avec un adaptateur de bus PCI – PC Card pour les ordinateurs fixes. Même les points d’accès à 200€ sont composés de cette carte ajoutée à une petite carte électronique présentant un PC bas de gamme sur quelques centimètres carrés.

On peut étendre sans problème le nombre d’utilisateurs dans un même lieu en ajoutant simplement un nouveau point d’accès connecté d’un côté en réseau local avec le premier et de l’autre à la même antenne. En effet, la bande des 2,4 GHz comprend 14 canaux. Chaque base utilise automatiquement un canal différent. L’extension du réseau local coûte environ 350€ pour 10 utilisateurs supplémentaires.

Dès aujourd’hui, des personnes partagent une liaison internet professionnelle à 1MBits (de type Netissimo 2) au sein d’immeubles. Le prix de la connexion, 150€/mois, partagé entre plusieurs personnes permet d’obtenir des coûts moins importants qu’avec des utilisateurs ayant chacun leur propre liaison ADSL grand public (le coût partagé est le même pour un débit équivalent si on a trois utilisateurs, mais une liaison Netissimo 2 est conseillée jusqu’à 20 utilisateurs car tous ne téléchargent pas en même temps). Cette solution est tout à fait légale, puisque l’antenne d’émission se trouve à l’intérieur de l’immeuble.

L’interconnexion des réseaux sans fil

L’interconnexion entre les différents réseaux locaux sans fil se fait sur le même principe mais avec une antenne différente : plus focalisée, elle porte également beaucoup plus loin ; jusqu’à 30 Km dans des conditions optimales. Une telle antenne coûte un prix comparable à celui de l’antenne omnidirectionnelle de la partie locale. Avec cette solution, les différents réseaux sans fil peuvent être reliés entre eux en mode point à point. Il n’y a pas ainsi de pollution hertzienne, grâce aux faisceaux hertziens focalisés. Chaque réseau local a juste un ou deux canaux utilisés pour les communications entre réseaux.

La technologie est au point même sur les longues distances. Des essais ont été faits à San Francisco par exemple pour franchir les 25Km de la baie. En France, les essais sont ponctuels du fait de la législation qui ne permet pas de placer les antennes en extérieur aux endroits les plus favorables sur les toits des immeubles. Il est cependant tout à fait légal de placer l’antenne derrière sa fenêtre pour pointer un endroit se trouvant en face.

Ces réseaux peuvent ensuite être ou non connectés à l’internet suivant les choix : certains mettent en place ces réseaux pour partager une connexion rapide professionnelle, d’autres ouvrent leur propre connexion (forfaitaire) à tous ceux qui entrent dans le périmètre de leur réseau (cela peut être dehors car les ondes ne s’arrêtent pas au murs), il y a également des réseaux locaux qui permettent aux utilisateurs de communiquer entre eux mais qui ne sont pas reliés à l’internet.

On peut aussi citer à l’étranger les réseaux sans fil dans les lieux publics qui offrent des services payants d’accès à l’internet comme l’offre de Telia en Suède (voir : http://www.fing.org/index.php?num=2087,4).

En France : Des MANs sans fil ou des mobiles 3G ?

Pour le cas où la législation évoluerait afin de permettre à la France de s’aligner sur la plupart des autres pays, Wireless-fr a prévu, grâce à ses essais, de proposer des « plans de câblage » des grandes villes. Le coût du matériel étant dérisoire, le matériel a déjà été acheté par de nombreux membres de l’association qui pourraient déployer un réseau MAN à 11MBits/s dans les villes en quelques jours.

Cela représente une formidable opportunité pour le déploiement du haut débit en France. Cela pose également des problèmes face aux investissements industriels énormes effectués depuis 10 ans pour mettre en place la téléphonie mobile de 3ème génération (UMTS en Europe avec un débit maximal théorique de 1 MBits/s par cellule.) Les deux technologies pourraient se trouver en réelle compétition. Contrairement au GSM qui a des cellules de 15km, l’UMTS utilise principalement des micro-cellules et des pico-cellules de quelques centaines de mètres comme les réseaux Wi-Fi. L’UMTS, planifié par les opérateurs, présente l’avantage d’avoir derrière lui une puissance industrielle qui garantie une grande pérennité. Wi-Fi est au contraire extrêmement souple et adaptable grâce au coût extrêmement bas du matériel. Il permet d’utiliser dès aujourd’hui directement les protocoles Internet avec des débits élevés.

Une confrontation des deux technologies serait préjudiciable aux Français. Les mobiles 3G auraient tout à perdre à s’enfermer dans des « lignes Maginot ». Empêcher l’avènement des réseaux sans fil métropolitains ferait prendre un nouveau retard à la France au moment où celle-ci montre son dynamisme sur l’Internet.

La solution passe sans doute par la stratégie du « sans couture » : nos différents appareils connectés (téléphones mobiles, ordinateurs portables, palmtops mais aussi bientôt objets intelligents…) pourraient accéder indifféremment aux réseaux locaux sans fil et aux réseaux mobiles 3G avec la même carte et la même antenne. Les progrès dans les antennes permettent d’envisager cela et même, que l’appareil se connecte sur le réseau disponible à un endroit et change de réseau sans même couper la connexion.

Et l’internet à la campagne et en zone très peu dense ?

Mais paradoxalement les réseaux locaux sans fil semblent une solution idéale pour les milieux ruraux. Les petits villages qu’il serait trop cher de connecter à l’ADSL ou aux réseaux mobiles 3G pourraient pour un coût dérisoire offrir l’accès à l’internet haut débit. Même les fermes isolées pourraient en bénéficier dans des conditions financières acceptables.

Dans d’autres pays comme en Afrique, les distances sont énormes et les infrastructures de télécommunications sont faibles. En intercalant un ampli entre le point d’accès et l’antenne, il devient possible de relier des points éloignés de 50km et même peut-être de 100Km. Dans ce cas on sort des 100mW émis par les cartes Wi-Fi. Cela poserait des problèmes d’encombrement dans les pays à population dense mais présente une solution peu chère et adaptable pour les grandes étendues africaines.

Et après ?

Les prochains standards sont déjà prêts. Le standard IEEE 802.11a permet des débits de 50 MBits/s sur une nouvelle bande de fréquence de 5 GHz (non encore libéralisée partout). Mais surtout le tout nouveau standard IEEE 802.11g permet 54MBits/s sur la bande actuelle de 2,4 GHz et reste compatible avec IEEE 802.11b (Wi-Fi) en mode dégradé.

En conclusion

Les mobiles 3G et les MAN sans fil se trouvent sur des terrains comparables. En jouant la complémentarité, ils devraient permettre d’accélérer encore l’émergence de l’internet nouvelle génération haut débit et mobile aussi bien dans les villes que les campagnes, à des coûts permettant l’accès pour tous.

Les approches sont cependant très différentes : centralisées et planifiées pour les mobiles 3G ; décentralisées et réactives pour les réseaux sans fil. Les deux cultures sont complémentaires mais très différentes. De la capacité des deux communautés à travailler en complémentarité et « sans couture » dépendra la place de la France dans l’Internet Nouvelle Génération.

Source : http://www.fing.org/index.php?num=2463,4

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Jean-Michel Cornu - 2 Janvier 2002