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samedi 1 octobre 2016

Accès universel à Internet. Les solutions alternatives

Les bénéfices de la société digitale passent par un accès universel à l'Internet. Malgré le déploiement de la fibre, les solutions DSL et câble, les réseaux 3 et 4G, de nombreuses zones blanches subsistent. Des solutions alternatives ciblent ces communautés isolées et ces utilisateurs en déplacement
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Mis à jour le 04/12/2013 | Imprimer | Envoyer

Désormais, un territoire ne peut plus envisager sa compétitivité sans un accès Internet à très haut débit (THD) indispensable pour le développement des services à haute valeur ajoutée tels que l'e-commerce, l'e-health, les services publics numériques, l'e-learning, les smartcities, etc. Parmi les solutions "classiques" envisagées pour couvrir ces zones blanches, celles basées sur les satellites ou les réseaux mobiles sont souvent évoquées, mais leur coût est souvent trop important tout en ne garantissant pas des débits suffisants.

D'autres solutions innovantes sont donc envisagées pour offrir cette connectivité THD. 5 technologies pourraient ainsi permettre, dans un futur proche, de proposer un accès Internet de qualité à des coûts abordables dans n'importe quelle zone "isolée": les océans, la haute montagne, les forêts, les déserts, etc.

Dirigeables (broadband balloons)

Certes, l'idée n'est pas neuve, puisque l'AWT avait déjà évoqué en 2005 la technique des stratellites , c'est-à-dire des dirigeables équipés pour offrir une connectivité Internet. Google s'est ainsi lancé dans l'aventure avec son projet "Loon" présenté ainsi: "Beaucoup d'entre nous envisagent Internet comme une communauté globale. Pourtant, deux tiers de la population mondiale n'ont toujours pas accès à Internet. Le projet "Loon" est un réseau de ballons se déplaçant à la limite de l'espace et conçus pour connecter les personnes dans des zones rurales ou isolées, ou encore pour fournir rapidement une connexion à des populations coupées de l'Internet suite à des catastrophes naturelles".

Google Project Loon

Gonflés à l'hélium, ces ballons transparents vont naviguer sur les vents de la stratosphère, à 20 kilomètres d'altitude, soit deux fois l'altitude des avions de transport. Chaque ballon est muni de panneaux solaires destinés à charger les batteries, d'antennes et d'ordinateurs. Ensemble, ils forment un réseau maillé (mesh network) pour relayer les signaux jusqu'à ce que les données atteignent une station de base placée au sol et disposant d'une liaison en fibre optique vers Internet.

Les ingénieurs de Google affirment qu'un ballon pourrait connecter de centaines de personnes dans un rayon de 20 kilomètres avec des débits comparables à ceux des systèmes mobiles 3G. Le problème à résoudre actuellement n'est pas technique ... mais est lié à l'obtention de la permission de vol de ces dirigeables dans l'espace aérien des pays concernés.

Satellites à moyenne altitude (low-orbiting satellites)

La connexion THD via les satellites est actuellement mise en oeuvre avec des satellites géostationnaires placés sur une orbite à 36000 kilomètres de la terre. Ils peuvent offrir les mêmes débits pour les mêmes prix que ceux proposés par les opérateurs des infrastructures câblées fixes (xDSL et câble TV). Le désavantage de ce type de connexion est bien connu: la couverture et la latence liée au temps nécessaire pour parcourir ces 36000 kilomètres, aller-retour.

L'idée innovante de la société O3b Networks est donc de placer des satellites sur une orbite à moyenne distance de la terre, soit un quart de la distance habituelle, c'est-à-dire 8062 kilomètres. L'entreprise promet des connexions Internet satellitaires avec la performance des fibres optiques.

Satellite de la société O3b Networks

Si cela implique de déployer plus de satellites pour couvrir une région, cette solution doit permettre de:

  • fournir des débits importants (12 Gbps dont 6 Gbps en download et 6 Gbps en upload);
  • réduire la latence de 600 ms à moins de 150 ms;
  • proposer de prix abordables et comparables aux prix des autres opérateurs.

Drones à énergie solaire

Titan Aerospace Corp est une autre entreprise qui fait le pari du THD par une solution innovante: les drones. Cette start-up construit des avions sans pilote à énergie solaire qui devraient évoluer dans la stratosphère pendant cinq ans en fournissant un accès THD bon marché, offrant une alternative aux satellites conventionnels.

Drone de Titan Aerospace Corp

La société a dévoilé les premiers prototypes au mois d'août 2013 et a démarré la construction d'un produit commercial. Léger, il volera à un peu plus de 100 kilomètres à l'heure. Le drone s'appelle Solara 50. Il se caractérise par une envergure de 50 mètres et une "enveloppe" de plus de 3000 cellules photovoltaïques.

Il devrait couvrir une superficie d'environ 17000 kilomètres carrés, c'est-à-dire une superficie équivalente à la portée de plus de 100 antennes de téléphonie mobile. Le prix annoncé du Solara 50 est d'environ 1 million de dollars. Il semble que plusieurs clients potentiels se soient manifestés pour acheter les trois premiers drones début 2014.

Bandes de fréquences TV non utilisées (white space)

Pour le cas plus particulier des zones rurales isolées, les fréquences dédiées à la diffusion des chaines de télévision par les satellites non utilisées (white space) sont une alternative possible pour fournir des connexions d'accès pour Internet THD. Les signaux dans cette bande de fréquences peuvent traverser facilement les obstacles naturels (arbres, bâtiments, etc.) qui sont une barrière sérieuse pour les signaux/ondes WiFi et empêchent le déploiement de ce type de réseaux.

Les régulateurs sectoriels en Europe et dans le monde ont décidé d'ouvrir ces bandes de fréquences pour un usage commercial. Aux Etats-Unis, des projets pilotes y testent déjà les transmissions data. L'avantage de ce "white space" est majeur: il n'y a pas de licences à payer pour leur usage. Les réseaux peuvent donc se déployer et être operationnels rapidement à un coût d'abonnement modique pour les utilisateurs.

Antennes composées de métamatériaux

Les utilisateurs nomades se trouvant hors de portée des antennes GSM et des hotspots WiFi, peuvent éventuellement recourir aux connexions fournies via les satellites. Mais celles-ci présentent deux inconvénients. Tout d'abord, les prix de connexion sont relativement élevés (même s'ils sont en baisse). Ensuite il faut faire face aux problèmes techniques liés à l'obligation de garder les antennes des équipements en mouvement, orientés vers les satellites, afin d'assurer une liaison sans coupure.

C'est pourquoi les ingénieurs de l'entreprise américaine Kymeta proposent d'assurer le pilotage du faisceau entre les satellites et les équipements à connecter en utilisant des antennes composées de métamatériaux. Les métamatériaux sont des substances synthétiques qui peuvent accrocher les ondes électromagnétiques dans des conditions impossibles pour les équipements traditionnels. Kymeta a ainsi développé une technique brevetée pour le réglage dynamique d'un réseau d'antennes qui émettent un rayonnement dans des directions différentes. L'interférence qui en résulte produit un faisceau qui permet de suivre un satellite et de créer un lien haut débit permanent et sans coupure.

Technologie technologie "mTenna" basée sur les métamatériaux (Kymeta)

La technologie dite "mTenna" (antennes basées sur des métamatériaux) ouvre la porte à des terminaux connectés en THD à Internet via les satellites partout dans le monde. Des applications mobiles seraient ainsi disponibles dans les avions, les bateaux, les trains, et tous les moyens de transport habituels.

Pour en savoir plus

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    http://www.awt.be/web/res/index.aspx?page=res,fr,foc,100,180
  • Stratellite: l'infrastructure des connexions sans fil de demain?
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    http://www.awt.be/web/res/index.aspx?page=res,fr,foc,100,043
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