Solution de desserte à haut débit des villages excentrés Table des matières

Coût

5. Point d'accès

   1. Emetteur/récepteur satellite

	Mini	Maxi
Installation, mise en service	550 €TTC	1100 €TTC
Leasing/location du matériel (3 ans)	75 €TTC/mois	180 €TTC/mois
128K émission / 512K réception	110 €TTC/mois	185 €TTC/mois
256K émission / 1024K réception	285 €TTC/mois	400 €TTC/mois
512K émission / 2048K réception	655 €TTC/mois	800 €TTC/mois

Alternativement, il est possible d'acheter le matériel et de payer moins cher chaque mois, ce qui peut être avantageux pour ceux qui disposent de prêts sans intérêts ou à taux très faible.

6. Serveur local

Le budget à prévoir pour le matériel est de l'ordre de 400 à 800 €TTC, auquel il convient d'ajouter le temps nécessaire pour le configurer (1 à 2 journées d'informaticien env).

7. Borne Wifi

L'ordre de grandeur de prix pour l'ensemble boîtier/antenne avec câble et parafoudre va de 350 à 1100 €TTC, les plus chers ne présentant pas forcément d'avantages en regard des besoins spécifiques.

8. Récapitulatif

Investissement initial:

Coût total mensualisé:

En prenant comme référence les tarifs des offres ADSL pour des connections de type 128K/512K (Extense, etc...), soit 45 €TTC/mois adaptateur compris, et en considérant d'autre part que l'amortissement de l'adaptateur client, qui n'est pas compris ici, représente de l'ordre de 15 €/mois, on peut supposer que chaque usager pourrait contribuer à hauteur de 30 €/mois, ce qui lui reviendrait au même prix qu'une connection ADSL Extense.

On peut estimer ainsi des seuils en nombre minimum d'usagers pour couvrir le prix de revient du point d'accès:

6. Gestion du service

9. Mise en service

Au total, le service peut être opérationnel dans un délai de 1 à 6 mois dès lors qu'il existe un noyau suffisant d'usagers décidés. Le plus long est sans doute de constituer un consensus suffisant autour du projet.

Il convient d'observer que les méthodes classique de planification des projets d'infrastructures ne sont pas les mieux adaptées dans la mesure où il ne s'agit que d'implanter ponctuellement des appareils qui sont interchangeables, interopérables et déplaçables. Il n'est notamment pas nécessaire de concevoir dès le départ un projet englobant tout ce qui pourrait être englobé dans un futur hypothétique. Une démarche graduelle consistant à mettre en route un noyau minimal puis à l'étendre ensuite au gré de la demande des usagers et des produits disponibles semble a priori mieux correspondre à la réalité mouvante d'une technologie et d'un marché en évolution rapide, et aussi plus facile à mettre en oeuvre.

Il faut également tenir compte du caractère transitoire de la solution. La question n'est pas de pourvoir de manière définitive aux besoins en haut débit d'un territoire, mais d'y pourvoir pendant quelques années en attendant que d'autres solutions prennent le relais. Il est fort possible que les technologies et le marché fassent préférer d'autres formules dans quelques années. Il vaut donc mieux raisonner en micro-projets jetables au terme d'une durée d'amortissement assez courte (3 ans) plutôt qu'en mega-projets longs à mettre en place et difficiles à recycler.

Il faut enfin considérer que les pouvoirs publics et les collectivités locales peuvent avoir d'autres préoccupations que celle de fournir le haut débit à une petite minorité d'usagers technophiles, quand bien même cela participe au développement économique local. D'autres sujets au moins aussi importants les accaparent à tout instant et il serait injuste de le leur reprocher dans bien des cas. Il vaudrait mieux que les usagers, entreprises et particuliers, en soient conscients et s'organisent en conséquence pour porter le projet plutôt que d'attendre des élus et administrations qu'ils le portent à leur place, ce qui n'empêche nullement le dialogue et les partenariats entre acteurs publics et privés.

10. Maintenance du point d'accès

Si le serveur est bien configuré et tant que le matériel ne subit pas d'avaries, le point d'accès ne nécessite pratiquement aucune intervention autre que d'entrer de temps en temps le login et mot de passe d'un nouvel usager et de vérifier que tout se passe bien.

La quasi-totalité des tâches de maintenance réside dans les pannes éventuelles des appareils du point d'accès. Leur fréquence et leur gravité sont difficilement évaluables faute d'expériences suffisantes pour dégager des probabilités.

7. Imperfections de la solution

11. Portée/débit des liaisons Wifi

La portée et le débit des liaisons Wifi sont susceptibles d'être affectés par des obstacles divers (bâtiments, collines, rideaux d'arbres, etc...) dans la mesure où il s'agit d'ondes à très faible puissance, nettement inférieures à celles des téléphones portables notamment. Cela rend aléatoire la possibilité de desservir toutes les maisons, ou du moins la complique fortement.

A proximité du point d'accès, où le signal est le plus puissant, les obstacles sont tant bien que mal contournés par les effets de diffraction et de réflection des ondes. Plus on s'éloigne du point d'accès, plus on devient tributaire du moindre obstacle. Dans certains cas, il peut être nécessaire d'utiliser des relais intermédiaires pour atteindre des maisons plus éloignées. Ces relais peuvent être implantés en utilisant les maisons de clients bien situés. Les relais sont des appareils Wifi similaires à l'émetteur/récepteur du point d'accès, avec des fonctions répéteur ou pont.

Les calculs théoriques, bien qu'imparfaits à cause des obstacles qui créent autant de cas particuliers extrêmement complexes à modéliser, peuvent donner une idée grossière de ce à quoi il faut s'attendre en matière de portée/débit. Si on suppose un cas assez commun où les antennes sont à la limite de la vue directe, avec des obstacles divers (toits par exemple) obstruant à peu près la moitié de l'horizon, on peut s'attendre à ce que le signal subisse un affaiblissement de l'ordre de -6 dB. En supposant par ailleurs une sensibilité des récepteurs comprise entre -82 dBm à 11 Mbps et -94 dBm à 1 Mbps, ce qui est le cas le plus courant, on obtient les portées théoriques suivantes pour un signal émis à 100 mW:

• 
  sans antenne réceptrice: 0,3 km à 11 Mbps, 0,5 km à 5,5 Mbps, 0,8 km à 2 Mbps, 1,2 km à 1 Mbps
  
• 
  avec antenne réceptrice +5 dBi: 0,5 km à 11 Mbps, 1,0 km à 5,5 Mbps, 1,5 km à 2 Mbps, 2,1 km à 1 Mbps
  

Ce qu'il convient en outre de savoir:

• 
  la puissance « PIRE » se calcule en additionnant la puissance de l'appareil émetteur exprimée en dBm avec le gain de l'antenne en dBi et en retranchant la perte en dB dans le câble et les connecteurs; le total ne doit pas excéder 20 dBm, ce qui correspond à 100 mW.
  
• 
  lorsque le signal est trop faible, du fait de la distance ou des obstacles, les appareils Wifi tentent d'établir la connection avec un débit moindre: 11 Mbps si possible, sinon 5,5 Mbps , sinon 2 Mbps, sinon 1 Mbps, sinon rien. Cela n'est pas gênant que le débit net de la liaison Wifi reste supérieur à celui de la liaison satellite.
  
• 
  le débit net des liaisons Wifi est très inférieur au débit nominal du fait des couches de protocoles et il faut 8 bits pour faire un octet (byte); ainsi, une liaison à 11 Mbps transporte 450 à 500 Ko/s env de charge utile en téléchargement FTP, à comparer par exemple avec une liaison ADSL à 512 Kbps, qui peut transporter 60 Ko/s env,
  
• 
  des liaisons qui fonctionnent correctement en hiver peuvent se dégrader lorsque les feuillages font leur apparition, absorbant une partie du signal; les tests de portée/débit doivent tenir compte de ce phénomène,
  
• 
  il est possible d'accroître la portée dans le cadre des 100 mW réglementaires en diminuant la puissance des émetteurs et en augmentant d'autant le gain des antennes, mais il faut le faire aux deux extrémités de chaque liaison, ce qui suppose de n'utiliser que des appareils à puissance réglable, lesquels sont rarissimes.
  

12. Partage du débit

Dans les faits, il s'agit d'un partage de connection, ce qui peut faire craindre que le débit obtenu au final par chacun soit diminué du fait du partage. Si on a une connection à 256K/1024K au départ et qu'on est 15 usagers à s'en servir, est-ce que le débit de chacun est divisé par 15 ?

En pratique, il n'est jamais divisé par 15, parce que chacun des 15 n'occupe jamais toute la bande passante tout le temps. Il laisse toujours des trous, qui sont plus ou moins importants selon les applications, dans lesquels les paquets des autres usagers s'insinuent. Dans des usages tels que le web, où chaque requête déclenche des salves de petits fichiers et où l'utilisateur s'arrête souvent pour prendre connaissance des documents, un grand nombre d'usagers peuvent cohabiter sans constater le moindre ralentissement. De même pour le mail, les news, l'IRC, etc...

Par contre, les téléchargements de gros fichiers en continu (MP3, DivX, logiciels) tendent à occuper toute la bande passante dont ils peuvent disposer et occasionnent des ralentissements sensibles lorsque plusieurs usagers utilisent simultanément leur accès. Sur ce point particulier, la qualité de liaison est inférieure à celle d'une connection ADSL, qui s'appuie sur un backbone en fibre optique et est par là même en mesure de garantir le débit maximum à un grand nombre d'usagers simultanés. Il est cependant possible d'y remédier partiellement par des moyens logiciels en optimisant la répartition du débit entre les usagers. La suite IP-QoS de Linux et Dummynet de FreeBSD permettent de configurer des politiques de gestion du débit adaptées.

13. Latence

Bien qu'elles aillent à la vitesse de la lumière, les ondes mettent du temps à parcourir les 36 000 km pour atteindre le satellite géostationnaire, puis autant pour redescendre, et ce à l'aller comme au retour. C'est ce qu'on appelle le RTD (Round Trip Delay), qui est de 500 ms env. alors qu'il est de l'ordre de 100 ms pour une connection ADSL. En pratique, ça se traduit par une latence de 0,5 seconde venant s'ajouter aux autres temps de transfert de l'internet, qui sont le lot commun de tous. L'impact de cette latence peut cependant être compensé partiellement par la proximité du point de connection à l'internet de l'opérateur satellite avec une plate-forme d'interconnexion. Cela devrait en outre s'améliorer avec la mise en service prochaine de flottes de satellites en orbite basse.

Quoi qu'il en soit, ce n'est pas dramatique, sauf pour certaines applications où le temps de réponse importe (visio-conférence, téléphonie, jeux en réseau, chat).

14. Sécurité, confidentialité

Les liaisons radio se distinguent des liaisons filaires par le fait qu'il n'est pas nécessaire de grimper au poteau et de mettre des pinces sur les fils pour écouter le trafic. Quiconque dispose d'un portable muni d'une carte Wifi dans la périmètre du point d'émission peut écouter les communications et/ou s'immiscer à l'intérieur du réseau. Pour remédier à cela, les appareils Wifi disposent d'un système de cryptage appelé WEP (Wired Equivalent Privacy), qui est supposé assurer une confidentialité équivalente de celle des liaisons filaires.

WEP présente toutefois des failles qui ont pu être exploitées par des hackers pour fabriquer des logiciels d'intrusion des réseaux Wifi que n'importe qui peut se procurer sur l'internet. L'accroissement de la taille des clefs de 40 à 64, 128 ou 256 bits ne constitue qu'un remède relatif dans la mesure où les défauts de l'implémentation facilitent le décryptage et les intrusions grâce à quelques astuces. Il existe malgré tout des alternatives pour garantir la sécurité dans les réseaux sans fils, qui consistent à utiliser Ipsec/VPN au niveau de la couche réseau, en désactivant WEP. Il est également possible reporter la sécurité au niveau des applications, en recourant à des échanges sécurisés pour les mots de passe, les codes bancaires et les documents confidentiels uniquement, avec SSL, PGP, SSH etc...

Certains fabricants proposent des solutions clef en main satisfaisantes en matière de sécurité, mais il s'agit de solutions propriétaires, qui supposent que tous les appareils (AP et clients) soient de la même gamme et du même fabricant. Cela fait perdre le bénéfice de l'interopérabilité, qui est l'un des principaux avantages du standard 802.11, et se traduit par des prix d'achat de matériel généralement plus élevés.

Quoi qu'il en soit, il convient de relativiser les choses en sachant que l'importance des problèmes de sécurité et de confidentialité est souvent exacerbée par des personnes ou des entreprises qui trouvent un intérêt direct à le faire, soit pour faire un scoop, soit pour dévaloriser les solutions de concurrents.

15. Equipement des clients

Contrairement à l'ADSL, où un modem standard peut être uniformément distribué à tous les clients, les liaisons Wifi imposent de tenir compte de la topologie pour déterminer au cas par cas si il y a besoin d'une antenne ou pas, où la placer (toit, rebord de fenêtre, balcon, etc...) et quel adaptateur convient le mieux. Si on voulait uniformiser les équipements clients, il faudrait le faire sur le pire des cas, donc avec des équipements coûteux, là où les usagers les mieux situés n'auraient besoin que d'un adaptateur économique sans antenne. Il convient en outre de tenir compte du fait que certains usagers possèdent déjà un adaptateur Wifi sur leur portable. La possibilité de recourir à des professionnels qualifiés comme cela se fait pour l'installation du téléphone se heurte également à des difficultés: la rareté des professionnels qualifiés pour cette technologie spécifique, et le coût que cela représenterait. Il faut enfin tenir compte des démarches auprès de l'ART, ainsi que des responsabilités et des infractions potentielles, notamment en termes de puissance émise, que certains usagers pourraient causer en « bidouillant » leur installation.

Pour toutes ces raisons, il apparaît préférable de dissocier la gestion du point d'accès, qui est un élément connu et contrôlable, de celle des équipements clients, qui le sont moins. La solution réaliste est de laisser chacun à ses responsabilités en ne fournissant qu'un droit de connection sur le point d'accès, à l'instar des hotspots, et en confiant aux abonnés la tâche de s'équiper d'un adaptateur client et de l'installer à l'aide du manuel du fabricant, d'informations glanées sur l'internet (http://www.wireless-fr.org/ , http://reseaucitoyen.be/ , etc...), et de l'aide éventuelle d'un ami qui s'y connaît. Les usagers qui en ont les moyens peuvent faire intervenir un installateur professionnel s'ils le souhaitent et pour autant qu'ils en trouvent un.

16. Inadaptation des antennes du commerce

La plupart des antennes du commerce sont soit des antennes d'intérieur à faible puissance destinées aux LAN sans fils des bureaux, soit à antennes à forte puissance destinées aux pays où la puissance autorisée est beaucoup plus élevée qu'en Europe.

Les antennes correspondant aux normes européennes, qui limitent la puissance à 20 dBm (100 mW), devraient typiquement avoir un gain de l'ordre de 6 à 8 dBi, compte-tenu d'une puissance des émetteurs de 15 dBm env. (30 mW) dans la majorité des cas et d'une perte dans le câble de 1 à 3 dB.

En ce qui concerne les antennes omni-directionnelles des bornes d'accès, on peut trouver des antennes de 6 à 8 dBi qui font l'affaire. Par contre, on trouve peu d'antennes directionnelles à faible gain, celles du commerce ayant souvent des gains trop élevés (14 à 24 dBi). Les antennes « boite de conserve », faciles à fabriquer et économiques, constituent cependant un substitut très satisfaisant.

On peut mesurer empiriquement la puissance d'une antenne dont les caractéristiques sont inconnues (« boite de conserve » par exemple) en comparant le signal obtenu avec celui d'une antenne de type similaire dont on connaît les caractéristiques. La manière la plus simple de diminuer la puissance d'une antenne si nécessaire est d'augmenter la perte dans le câble, en utilisant du câble à forte perte, qui est plus économique.

Dans la solution proposée par notre partenaire, le coût de 300 euros comprend l'antenne et le modem certifié assorti une garantie d'un an.

17. Sensibilité aux pannes

Le fait que tous les usagers locaux dépendent d'un point d'accès unique reposant sur plusieurs appareils électroniques sophistiqués constitue un facteur de vulnérabilité. Dès qu'un des appareils du point d'accès tombe en panne, plus personne ne peut se connecter jusqu'à ce qu'il soit réparé. Les technologies employées sont assez éprouvées dans la mesure où elles descendent de lignées qui comptent plusieurs décennies de développements et d'améliorations. Cela ne les met toutefois pas complètement à l'abri des aléas, notamment de ceux qui résultent des surtensions et de la foudre. Ce qui peut être fait pour minimiser le risque est:

• 
  mettre tous les appareils du point d'accès sur onduleur, avec une prise de terre testée,
  
• 
  mettre si possible les appareils dans un lieu protégé par un paratonnerre, protéger le point d'accès Wifi avec un parafoudre à gaz rechargeable, débrancher éventuellement les installations pendant les gros orages (alimentations électriques, prises téléphoniques, prises réseau),
  
• 
  choisir un serveur plutôt pour sa robustesse, les performances ayant peu d'importance pour l'utilisation qui en est faite; utiliser comme OS une version stable de Linux ou *BSD et des logiciels éprouvés; éviter d'installer plus de logiciels que nécessaire,
  
• 
  choisir un appareil Wifi classique et éprouvé; prévoir un appareil de borne Wifi en rab pour suppléer aux éventuelles défaillances.
  

18. Régime expérimental

Depuis le 25 juillet 2003, il n'est plus nécessaire de solliciter une autorisation pour déployer des réseaux Wifi en extérieur (http://www.art-telecom.fr/dossiers/rlan/menu-gal.htm). Par contre, le fait que ces réseaux soient accessibles au public confère des obligations d'opérateur, ce qui implique une déclaration et des taxes assorties. L'ART a cependant mis en place à titre expérimental un régime provisoire exonéré de taxes, au moins jusqu'à fin 2004. Une inconnue subsiste quant au coût des taxes qui seront applicables au delà de cette période expérimentale, ce qui représente un risque qui ne peut être ignoré, d'autant que la durée d'amortissement des équipements est de l'ordre de 3 ans. D'un autre côté, on peut supposer que la future décision de l'ART tiendra compte des bilans financiers des opérations expérimentales.

3.Conclusion

En contrepartie de quelques imperfections, cette solution a l'avantage d'être immédiatement opérationnelle et abordable pour fournir du haut débit à des petits groupes d'usagers non desservis par l'ADSL ou le câble. Les autres technologies envisageables représentent des investissements disproportionnés en regard d'une demande encore timide qui se chiffre en dizaines d'usagers, voire moins, dans un grand nombre de bourgs et de villages.

En ce qui concerne les bourgs de plus de 1500 habitants, la probabilité de rassembler la dizaine d'usagers nécessaires pour équilibrer financièrement l'opération est plausible (< 2% des foyers). Dans ce cas, le soutien des collectivités locales devrait plutôt être d'ordre moral et logistique, en s'abstenant de subventionner ce qui n'a pas besoin de l'être, ce qui induirait des lourdeurs administratives superflues et un attentisme préjudiciable.

Pour les plus petits villages, les hameaux et les maisons isolées, la probabilité de mobiliser une dizaine d'usagers dans chacun d'eux est par contre assez faible. Le salut ne peut dès lors reposer que sur une politique volontariste des pouvoirs publics concernés, dont le coût est chiffrable au nombre d'usagers qui manquent à l'appel x 30 €/mois.

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