todoo soutenu par · c. introduction de la qualité de service dans le wi-fi (travaux du 802.11...

M . S .

MANAGEMENT

DES SYSTÈMES

D'INFORMATION

RÉPARTIS

MISE EN PERSPECTIVE DES TECHNOLOGIES UMTS/GPRSET 802.11 DANS LE CONTEXTE DU DEPLOIEMENT DES

RESEAUX D’OPERATEURS UMTS.

ToDoo

soutenu par

Grégory BernardPromotion 2003

CONFIDENTIEL

Perspectives et opportunités du Wi-Fi dans le contexte du déploiement des réseaux UMTS.

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Plan de la thèse :

Introduction 4

A. Description analytique des deux normes. ...............................6

1. Le 802.11 : ................................................................................... 7a. La norme 802.11 :................................................................................... 7b. Les services du 802.11 :........................................................................... 9ÿ La Distribution :.....................................................................................................9ÿ L’intégration : .......................................................................................................9ÿ Association.......................................................................................................... 10ÿ Réassociation ...................................................................................................... 10ÿ Dé-association : .................................................................................................. 10ÿ L’authentification :............................................................................................... 10ÿ Dé-authentification : ............................................................................................ 10ÿ Sécurité :............................................................................................................ 10ÿ MAC Service Data Unit : ....................................................................................... 10

c. La couche MAC.......................................................................................11ÿ L’accès à la couche MAC et la fonction NAV............................................................. 12ÿ Etude des trames 802.11 : ................................................................................... 14ÿ L’encapsulation des protocoles de plus haut niveau : ............................................... 18

d. Aspects de la couche PHY High Rate / Direct Sequence................................19ÿ Les mécanismes de l’étalement de spectre FHSS :................................................... 20ÿ Un aperçu des mécanismes du DSSS ..................................................................... 21ÿ Un aperçu des techniques OFDM : ......................................................................... 24

e. La sécurité sur les réseaux 802.11b : le WEP et 802.1x...............................25ÿ Le WEP : Un premier niveau de chiffrement insuffisant. ........................................... 26ÿ Le 802.1x : une seconde tentative bien mal en point ! ............................................. 27

f. Les perspectives économiques du Wi-Fi :...................................................32ÿ Une vision globale : ............................................................................................. 32ÿ Le marché Nord Américain :.................................................................................. 35ÿ Le marché Européen : .......................................................................................... 37ÿ La stratégie des opérateurs français : .................................................................... 39

2. Les réseaux W-CDMA - UMTS :.................................................... 42a. Une nouvelle équation économique :.........................................................42ÿ Les services « data » au centre de l’économie des réseaux 3G : ............................... 43ÿ État des lieux du déploiement des réseaux 3G : ...................................................... 45

b. Le réseau d’accès. ..................................................................................47ÿ User Equipement ou Terminal Utilisateur :.............................................................. 48ÿ L’UTRAN : ........................................................................................................... 49

c. Le cœur du réseau..................................................................................51ÿ Le HLR : ............................................................................................................. 51ÿ Le MSC/VLR : ...................................................................................................... 51ÿ Le GMSC : .......................................................................................................... 52ÿ Le SGSN :........................................................................................................... 52ÿ Le GGSN :........................................................................................................... 52

d. L’évolution vers le tout IP : ......................................................................52e. La notion de service dans les réseaux UMTS : ............................................54ÿ La classe Background :......................................................................................... 54ÿ La classe Interactive : .......................................................................................... 54ÿ La classe Streaming :........................................................................................... 55ÿ La classe Conversational : .................................................................................... 55

f. Le déploiement des services UMTS : .........................................................55ÿ Aperçu des différents terminaux d’accès : .............................................................. 55


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B. Les conditions du déploiement des réseaux Wi-Fi et umts. ...59

1. Les spécificités de la bande S de l’ISM (2,4 GHz) :...................... 59a. Les Etats-Unis ou l’application des théories libérales : .................................60ÿ Les politiques d’attribution des fréquences aux USA : .............................................. 60ÿ Les fréquences ISM :............................................................................................ 64

b. Les spécificités européennes : ..................................................................66ÿ La Commission du spectre radioélectrique : ............................................................ 66ÿ Les objectifs du “ Groupe pour la politique en matière de spectre radioélectrique ” : ... 67

c. Le cas particulier de la France. .................................................................68

2. Quels déploiements pour l’UMTS ?.............................................. 70a. Les licences UMTS en Europe. ..................................................................70ÿ Le cas français : .................................................................................................. 70

b. Les étapes de la transition vers l’UMTS :....................................................72ÿ Le GPRS : ........................................................................................................... 72ÿ EDGE : une alternative à l’UMTS ? ......................................................................... 73

c. Une économie difficile : ségmentation du marché et émergence du conceptd’utilisation relative.........................................................................................76

C. Vers une possible convergence ?..........................................78

1. Les pré requis d’une intégration entre le Wi-Fi et l’UMTS : ......... 78a. De l’augmentation du nombre d’acteurs sur le marché français du Wi-Fi........78b. Le support des réseaux d’opérateurs en France. .........................................79ÿ Le support de l’authentification : ........................................................................... 79ÿ Le support des équipements. ................................................................................ 80

2. Les possibilités d’émergence de nouveaux acteurs :................... 82a. Les communautés d’utilisateurs du Wi-Fi : .................................................82ÿ Le modèle de Boingo™ Wireless : .......................................................................... 82ÿ Le réseau NYCWireless :....................................................................................... 86ÿ La communauté « NoCat » : ................................................................................. 87

b. Les opérateurs télécoms acteurs du Wi-Fi ?................................................88ÿ L’exemple de T-Mobile : ....................................................................................... 88ÿ La France : un développement tardif et contrarié. ................................................... 89ÿ État des lieux d’autres projets internationaux : ....................................................... 90

3. Une intégration plus poussée : ................................................... 92a. Un schéma d’intégration à partir des réseaux data existants. .......................92ÿ Les scénarios 1 et 2 : ........................................................................................... 92

b. Intégration des Points d’Accès (AP) dans une infrastructure UMTS. ...............94ÿ Les scénarios 3 à 6 : ............................................................................................ 94

c. Introduction de la qualité de service dans le Wi-Fi (Travaux du 802.11 TaskGroup E)........................................................................................................96ÿ Des Enjeux majeurs :........................................................................................... 96ÿ Fonctionnement détaillé : ..................................................................................... 96

Conclusion 98

Table des illustrations 100

Index et définitions 101


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INTRODUCTION

L’objectif de cette étude est de présenter les technologies 802.11 ou Wi-Fi1 et de lesmettre en perspective dans le contexte du déploiement iminent des réseaux UMTS2.

Depuis le millieu des années 1990, deux moteurs ont permis aux industries destélécommunications et de l’informatique de connaître une croissance soutenue quasiininterrompue :

- La téléphonie sans fil qui favorise une plus grande mobilité de l’homme sansrupture du lien communicationnel quel que soit le lieu où il se trouve.

- L’Internet qui autorise l’accès à une multitude de ressources de façonpermanente, planétaire, immaterielle et instantannée3 (2P2I).

L’accès à l’Internet sans fil préfigure la convergence de ces deux tendances majeures destelecommunications modernes : l’Internet et la téléphonie mobile. Les enjeuxconsidérables que représente la conquète de ces nouveaux marchés catalysent lesconvoitises des plus grandes entreprises de l’informatique et des télécommunications.

De nombreuses technologies peuvent prétendre satisfaire les besoins naissant demobilité et d’accès à l’Internet : des systèmes satélites au BlueTooth™4, de HomeRF™5

au GPRS6. L’étude sera restreinte aux deux technologies préfigurées pour les réseaux detroisième génération : le Wi-Fi et l’UMTS. Ce choix est dicté par le succès important queremportent les WLAN et par leur capacité à se substituer aux réseaux UMTS danscertaines conditions. L’UMTS reste le réseau de prédilection pour le support de cesservices.

La comparaison de deux technologies issues d’univers aussi différents que ceux del’informatique et des télécoms nécessite l’adoption d’une grille d’analyse précise etrigoureuse. Celle-ci devra permettre de cerner parfaitement les objectifs et lesprétentions de chacunes de ces normes dans leur phase de déploiement, et à plus longterme.

1 WI-FI : Wireless Fidelity. Le Wi-Fi est une technologie de communication sans fil développée parl’IEEE1 qui est opérée sur la longueur d’onde des 2,4GHz et permet d’assurer le raccordement determinaux en situation de mobilité limitée sur des réseaux locaux.2 UMTS : Universal Mobile Telecommunications System. L’UMTS est un terme générique quienglobe l’ensemble des technologies nécessaires au bon fonctionnement de réseaux de téléphoniemobile de troisième génération.3 Le concept 2P2I est emprunté à Ignacio Ramonet qui l’a développé plus largement dans différentsouvrages et conférences : http://acrimed.samizdat.net/article.php3?id_article=1894 BlueTooth™ : Technologie de communication sans fil permettant de faciliter les communicationsentre terminaux sur une faible distance. https://www.bluetooth.org/5 HomeRF : technologie de communication principalement destinée aux téléphones sans fil utilisésdans nos appartements. http://www.palowireless.com/homerf/homerf.asp6 GPRS : General Packet Radio Service. Technologie intermédiaire entre les réseaux GSM et lesréseaux UMTS (2.5G) qui permet la transmission de données en mode non connecté.


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D’abord clairement différenciées, les technlogies des réseaux informatiques et de latéléphonie mobile ont amorcé un mouvement de convergence qui se traduit par une plusforte interaction. La diminution des contraintes que représente l’adoption des réseauxsans fil a instantanément séduit les utilisateurs, dès lors que les vitesses de transmissionont permis un accès fluide aux principales fonctions de communication (couriel et web).

Si du point de vue utilisateur, le Wi-Fi et l’UMTS présentent des points communs, ils sedistinguent plus par leurs divergences techniques :

- Divergence dans l’étendue géographique des services offerts.

- Divergence dans l’approche économique liée au support des services.

- Divergences dans les schémas d’utilisation des fréquences radio qui assurent lesupport physique de ces technologies.

Malgrés ces oppositions dans leur nature, le Wi-Fi et l’UMTS peuvent se compléter sur unpoint essentiel : la transmission et la réception de données à destination de l’Internet. Cepoint particulier catalyse à lui seul les espoirs des promoteurs du Wi-Fi en tant queréseau alternatif d’accès aux services de troisième génération. Le schéma proposé ci-dessous prend alors toute sa signification.

Perspective d’évolution des technologies de troisième génération7. Figure 1

La première partie de l’étude, essentiellment technique, sera consacrée à uneprésentation détaillée des deux technologies, y seront aussi présentés les modèleséconomiques fondamentaux liés à chacune des technologies.

La seconde partie présente les conditions nécessaires au déploiement des réseaux detroisième génération et étudie le cas particulier des fréquences libres ISM ainsi que ledéploiement des réseaux UMTS.

La dernière partie précise les différents schémas de convergence possibles entre les deuxtechnologies et introduit les nouveaux acteurs potentiels, puis les diverses possibilitésd’intégration.

7 Inspiré d’un schéma produit par IDC http://www.idc.com/getdoc.jhtml?containerId=IDC_P256


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A. DESCRIPTION ANALYTIQUE DES DEUX NORMES.

Les sept dernières années ont été marquées par l’avènement spectaculaire du GSM. Faceau succès de ce réseau et à l’effervescence des marchés, à la fin des années 90, pour lesnouvelles technologies, les opérateurs et les constructeurs se sont rapidement intéressésà l’amélioration des capacités de transport de leurs réseaux sans fil. Dans un contexte decourse contre la montre, les opérateurs, associés aux grands équipementiers, ont jeté lesbases de ce qui devait constituer la seconde « application tueuse » après le GSM : l’UMTSet les réseaux de troisième génération (3G).

Parallèlement a l’engouement lié au GSM, les normes 802 ont, pour certaines d’entreelles, été de véritables succès (802.3, 802.5). Normalisées par l’IEEE8, ces protocolesoffrent une série de spécifications pour les technologies des réseaux locaux. Les normes802 sont focalisées sur les deux couches les plus basses du modèle OSI (couchephysique et couche liaison).

Dans ce contexte de recherche active, désireux d’offrir aux utilisateurs un support sans filsur des réseaux locaux, l’IEEE à mis au point la norme 802.11.

Le plus petit point commun entre ces deux technologies est constitué par l’utilisationcommune du spectre électromagnétique. Bien que chacune opère sur une plage defréquence distincte, les schémas mis en œuvre à ce niveau sont parfois assez similaires.

La description faite dans ce premier chapitre devra permettre de comprendre lefonctionnement des couches de bas niveau pour le Wi-Fi, et l’architecture des réseaux detroisième génération pour l’UMTS.

La première section présente une étude la couche MAC9 du protocole 802.11 : celle-cipermet le contrôle de la transmission des données dans l’air, assure la structuration desdonnées et précise les schémas d’interaction avec les réseaux filaires. Les aspectsphysiques liés au protocole 802.11 sont exposés dans la seconde section, la dernièrepartie aborde les problématiques de sécurité.

La complexité des réseaux UMTS oblige l’adoption d’une approche analytique plusgénéraliste. L’objectif étant de permettre aux lecteurs d’acquérir les notions de basesnécessaires à une vision globale du fonctionnement de l’UMTS.

Les enjeux qui apparaissent derrière ces analyses sont importants : il s’agit de mettre enperspective le fonctionnement de ces normes afin d’identifier les points de convergences

8 IEEE : Institute of Electrical and Electronics Engineers. Qu’est-ce que l’IEEE ?http://www.ieee.org/portal/index.jsp?pageID=corp_level1&path=about/whatis&file=index.xml&xsl=g eneric.xsl 9 MAC : Medium Access Control ou Couche de Contrôle d’Accès au Médium.


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qui pourraient favoriser leur interconnexion10 et d’identifier les potentialités économiquesde ces différentes technologies dans le contexte de leur déploiement.

1. Le 802.11 :

« Les ordinateurs sont inutiles, ils ne donnent que les réponses » P. Picasso

Les réseaux Wi-Fi sont opèrés sur la plage de fréquence des 2,4 GHz qui permet uneutilisation sans licence avec de faibles restrictions. Les réseaux actuels supportent desdébits de 11Mbps sur un rayon d’environ 100m (distance maxium du Point d’Accès auTerminal Utilisateur). Le Point d’Accès est généralement relié à un réseau fillaire de type802.3. Les réseaux sont souvent opérés de façon locale par les administrateurs desorganisations qui les ont installés. L’utilisateur final ne paie pas de surcharge pour saconnexion. Les réseaux peuvent être étendus en associant plusieurs points d’accès entreeux, suivant des mécanismes présentés ci-dessous.

a. La norme 802.11 :

Avant de présenter la norme dans le détail, il est nécessaire de présenter l’architectured’un réseau de type 802.11 et ses principales composantes. Les architectures de réseaux802.11 sont assez limitées.

Elles mettent en jeu deux acteurs principaux : les Points d’Accès (AP) et les Stations (S).Par souçi d’exhaustivité, le schéma présente une imprimante, bien évidemment équipéed’une carte Wi-Fi, pour ne pas limiter la définition des Stations aux seuls portables. Lesordinateurs sur le schéma sont tous équipés d’une carte Wi-Fi.

10 Lucent Technologies annonce des essais concluant sur le roaming entre le 802.11 et l’UMTS :http://www.lucent.com/press/0902/020918.nsb.html


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Architecture d’un réseau 802.11. Figure 2

Ce schéma permet d’éclaircir plusieurs termes techniques qui sont utilisés de façoncourante tout au long de cette première partie :

- S : Station (Matériel actif équipé d’une carte 802.11).

- AP : Point d’Accès.

- IBSS : Independent Basic Service Set (réseau d’ordinateurs sans fil indépendant,interconnecté sans Point d’Accès).

- BSS : Basic Service Set (zone de couverture gérée par un Point d’Accès).

- Distribution System : Permet de localiser et d’assurer la transmission des trames versune station.

- IAPP : Protocole de Communication inter Point d’Accès.

- ESS : Extended Service Set (zone de couverture prise en charge par l’ensemble desPoints d’Accès regroupés au sein d’un même réseau logique).


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Afin de situer la norme 802.11 par rapport au modèle OSI, il est intéressant d’étudier leschéma11 proposé ci-dessous.

La norme 802.11 par rapport au modèle OSI. Figure 3

Ce schéma permet de comprendre deux choses essentielles :

- Le protocole 802.11 est parfaitement intégré dans le schéma des normes de la famille802.

- Il offre en outre plusieurs modes de gestion de la couche physique qui vont pouvoirêtre utilisés par les différentes variantes de la norme 802.11 (a, b, g,…).

b. Les services du 802.11 :

L’une des visions possibles d’une technologie réseau est de raisoner en termes deservices offerts. On distingue ainsi neuf services pour le 802.11. Sur ces neuf services,trois sont utilisés pour le transport des données et six pour les opérations de gestion quipermettent de localiser et de transmettre les trames correctement.

ÿ La Distribution :

Utilisée par les stations mobiles au sein d’un BSS à chaque trame qui est émise. Une foisqu’une trame a été acquittée par l’AP, elle s’appuie sur le service de distribution pourpermettre la livraison de la trame jusqu’à sa destination.

ÿ L’intégration :

Service fourni par le système de distribution permettant la connexion du DS à un réseaunon IEEE-802.11. Ne fait pas l’objet d’une normalisation particulière, seuls les servicesqui doivent être offerts sont décrits.

11 Schéma traduit du livre « 802.11 Wireless Networks » p.8 par Matthew S.Gast – ISBN : 0-596-000183-5


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ÿ Association

La distribution des trames est rendue possible car les stations s’associent auprès d’unPoint d’Accès. Ceci permet de déterminer quel point d’accès utiliser pour la transmissiond’une trame à une station.

ÿ Réassociation

Quand une station mobile se déplace d’une zone de couverture (BSS) à une autre zonede couverture BSS au sein d’un même réseau étendu (ESS), elle doit pouvoir déterminerla puissance d’un signal. Le cas échéant la station doit pouvoir se réassocier à une zonede couverture offrant un meilleur signal. Cette opération n’est jamais initiée par un Pointd’Accès. Une fois la réassociation opérée, le système de distribution met à jour ses tablesde localisation afin de refléter ce changement.

ÿ Dé-association :

Afin de mettre fin à une association, les stations utilisent les services de dé-association.La couche MAC permet aussi la prise en charge de dé-associations brutales (sans dé-association).

ÿ L’authentification :

La sécurité physique est un point important géré par les réseaux câblés LAN. L’accès aumédium étant par nature très différent sur les réseaux sans fil, ils doivent donc mettre enœuvre de nouvelles routines d’authentification afin de prendre en charge l’accès auréseau. L’authentification est un pré requis à l’association.

ÿ Dé-authentification :

Met fin à une relation d’authentification. Comme l’authentification est un pré-requis del’association, la dé-authentification met fin à l’association.

ÿ Sécurité :

La vulnérabilité du 802.11 au piratage est assez forte, après tout il suffit d’utiliser labonne antenne et la juste méthode de modulation pour accéder au réseau. C’est pourcette raison qu’a été créé le WEP12, qui, bien qu’ayant prouvé ses limites13, offre unminimum de sécurité et nécessite la compilation de quelques logiciels avant de dévoilerses petits secrets !

ÿ MAC Service Data Unit :

Assure la livraison des données jusqu’au destinataire.

Après la présentation rapide du protocole et des services qui rentrent en jeu dans lesréseaux 802.11, la second section de l’étude est consacrée à l’étude de la couche MAC.

12 WEP : Wired Equivalent Privacy. Système d’encryption des données sur la couche physique.13 AirSnort : Implémentation publique de l’attaque révélée par les experts en cryptologieFluhrer/Mantin/Shamir.http://airsnort.shmoo.com/ et http://www.drizzle.com/~aboba/IEEE/rc4_ksaproc.pdf


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c. La couche MAC14.

La couche MAC est constituée par un ensemble de règles qui permettent de déterminercomment accéder au médium et lui transmettre des données, le détail de la transmissionétant géré par la couche physique.

Toutes les cartes réseaux 802.11 ont une adresse MAC de 48 bits qui leur est assignée.Afin de simplifier leur gestion, les adresses de ces équipements ont été prises dans lamême base que celles des cartes Ethernet.

De la même façon que sur les cartes Ethernet, les adresses MAC des cartes Wi-Fi sontstockées dans les tables ARP15, ce qui permet une interconnexion fluide entre les réseauxEthernet et Wi-Fi.

Le 802.11 utilise le CSMA/CA16 lui même dérivé du protocole ALOHA mis au point en1970 par Abramson et ses collègues de l’université d’Hawaï. Les ingénieurs en charge dela mise au point de ce protocole ont dû résoudre de nombreux problèmes liés au médiumsur lequel le 802.11 se positionne : les ondes radios sur la bande S-ISM17. Cette plage defréquence étant publique, un mécanisme d’acquittement a dû être mis en place pourchaque trame transmise.

De plus, afin d’éviter les collisions, le 802.11 permet l’utilisation des signaux RTS18 etCTS19, suivant la figure 420 présentée ci-dessous :

Mécanisme d’acquitement des trames dans les réseaux 802.11. Figure 4

14 MAC : Medium Access Control ou sous-couche de contrôle d’accès au canal.15 ARP : Adress Resolution Protocol16 CSMA/CA : Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance ou protocole d’accès multiplepar écoute de la porteuse et évitement de collisions.17 ISM : Industrial Science Medical : bande de fréquence située entre 2,4 et 2,5 GHz.18 RTS : Request To Send ou Demande de Transmission.19 CTS : Clear To Send ou Acquittement de la Demande de transmission.20 Inspiré du schéma P. 26 du livre « 802.11 Wireless Network » de Matthew S. Gast - ISBN 0-596-00183-5


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Les mécanismes d’acquittement décrits ci-dessus sont assez gourmands en bandepassante et ne sont mis en œuvre que dans des environnements présentant desproblèmes de contention lors des phases de transmission. Pour des environnementsmoins chargés, ils ne sont pas nécessaires.

Deux systèmes de coordination sont déployés dans le cadre de l’accès à la couchephysique :

1. Le DCF21 est le mécanisme de base utilisé pour l’accès au médium par leCSMA/CA. Il permet de vérifier que le lien radio est libre avant la transmission. Ilinclut aussi une fonction de contention aléatoire (random backoff) qui permetd’éviter les collisions en incorporant une ou plusieurs périodes de contention aprèschaque trame. Dans certain cas le DCF peut en plus utiliser les mécanismes deCTS/RTS décrit dans le schéma 3.

2. Le support de services temps réel, comme pour la voix ou la vidéo, estimplémenté par la PCF22. À l’opposé du DCF, où le contrôle d’accès au support estdistribué sur toutes les stations, le mode PCF définit le Point d’Accès comme seulcontrôleur d’accès au support. Si le mode PCF est actif dans un BSS, le temps estpartagé entre le mode PCF et le mode DCF pour permettre aux stations l’accès ausupport.Dans le mode PCF, le Point d’Accès élit chaque station pour un temps déterminéet passe à la station suivante. Ainsi, chaque station n’est autorisée à transmettreou à recevoir les données uniquement si elle a été élue. Ce fonctionnementpermet de garantir un premier niveau de qualité de service.

ÿ L’accès à la couche MAC et la fonction NAV23

Les deux premières lettres du CSMA correspondent à une fonction bien précise au sein duprotocole. Elles servent à illustrer la possibilité offerte par la couche MAC de détecter si lemédium est libre.

Ce mécanisme (NAV) permet de réserver l’accès au médium durant le temps nécessaire àla transmission des données. Les informations NAV sont contenues dans les entêtes destrames RTS et CTS. Lorsque l’émetteur transmet un signal RTS, il effectue simultanémentune réservation de ressource sur le canal NAV qui bloquera alors l’accès au canal jusqu’àla réception du signal “ bonne réception ” (ACK24). Toutes les stations recevant soit leRTS, soit le CTS, déclencheront leur indicateur de “Virtual Carrier Sense” (ou NAV), pourune certaine durée, et utiliseront cette information avec le “Physical Carrier Sense” pourécouter le support.

Ce mécanisme réduit la probabilité de collision par une station « cachée » del’émetteur dans la zone du récepteur à la courte durée de transmission du RTS, parceque la station entend le CTS, et considére le support comme occupé jusqu’à la fin de latransaction. L’information “ durée ” dans le RTS protège la zone de l’émetteur descollisions pendant la transmission de l’accusé de réception (par les stations étant hors deportée de la station accusant réception).

Comme le signal RTS de l’émetteur n’a pas nécessairement été reçu par tout le monde,un second signal de réservation du médium est transmis au moment de l’envoi de latrame CTS par le récipiendaire. L’ensemble de la procédure est précisé dans la figure 5,ci-dessous.

21 DCF : Distributed Coordination Fonction ou Fonction de Coordination Distribuée.22 PCF : Point Coordination Function ou Coordination par Point.23 NAV : Network Allocation Vector ou Vecteur d’Allocation Temporel.24 ACK : Acknowledgement.


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Système de réservation du média sur les réseaux 802.11. Figure 5

Temporisation dans le protocole 802.11 : les valeurs de différentes trames. Figure 6

Ce schéma présente deux nouveaux concepts qui rentrent en jeux dans lefonctionnement du 802.11 : les espaces inter-trames (SIFS25 et DIFS26). Deux autrestypes d’espace inter-trames existent (PICF27 et EIFS28), mais ils ne seront pas présentésici.

Une série de règles est associée au système de diffusion DCF :

- Si le médium est libre depuis plus longtemps que le DIFS, la transmission peutdémarrer immédiatement. Deux règles s’appliquent a toutes les transmissions quiutilisent le DIFS :

o Si la dernière trame a été reçue sans erreur, le médium doit être libre pourun temps égal a au moins le DIFS.

25 SIFS : Short Inter Frame Space ou Court Espace Inter Trame.26 DIFS : DCF Interframe Space ou Espace Inter Trame DCF.27 PICF : PCF Interframe Space ou Espace Inter Trame PCF.28 EIFS : Extended Interframe Space ou Espace Inter Trame Etendu.


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o Si la dernière transmission contenait des erreurs, le médium doit être librepour une durée égale au EIFS.

- Si le médium est occupé, la station devra attendre que le canal se libère.

La fenêtre de contention présentée dans le schéma 4 est régie par des règles similairesque dans le protocole Ethernet. Si une trame n’est pas reçue de façon positive, la fenêtrede contention est multipliée par un facteur 2 (jusqu’à 1023). La taille de la fenêtre decontention est toujours un de moins que la puissance de 2 (1, 3, 7, 15,…).

Le fait d’avoir de longues fenêtres de contentions permet de conserver le protocole802.11 stable même lorsqu’il est soumis à une très forte charge.

ÿ Etude des trames 802.11 :

La taille des trames transmises peut-être conduite à varier en fonction de différentséléments (présence d’interférences, trames trop larges devant nécessairement êtressegmentées).

La fragmentation des trames se produit lorsque la taille d’une trame est supérieure à lataille maximale d’un paquet (contrôlé par le « RTS Threshold ») fixé par l’administrateursystème.

Découpage des trames du 802.11. Figure 7

Afin de répondre au challenge posé par le support physique (les ondes radios), la coucheMAC du 802.11 a dû se doter de quelques particularités ; elle possède notamment quatrechamps adresse.

La figure 7 présente une vision structurée des trames MAC du protocole 802.11. Lesfonctions des différents bits qui composent une trame 802.11 sont présentées dans le


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détail. Le degré de granularité de l’analyse a volontairement été limité afin de ne pasalourdir le document29.

Les trames de contrôle :

Cette trame essentielle contient une grande partie des différents champs rentrant dans lacomposition du 802.11.

- Version du protocole : contient des informations permettant de faire évoluer leprotocole tout en conservant une compatibilité avec les versions précédentes.

- Type et sous-type : ces champs permettent d’identifier le type des trames. Le bit depoids fort est situé en tête. Il existe trois grands types de trames :

o Les trames liées aux opérations de gestion (demande d’association, tramesBeacon, authentification, dé-authentification, …).

o Les trames de contrôle (contrôle d’énergie, RTS, CTS, ACK,…).

o Les trames de données (Données, Données + CF-Ack, …).

- Vers DS et depuis DS: Permet de gérer la destination des trames au sein du systèmede distribution (cf. schéma 1).

- Bit de fragmentation : Gestion de la fragmentation des paquets.

- Ré-essai : Facilite l’élimination des trames envoyées en double par la station deréception.

- Système de gestion de l’énergie : La plupart des stations réceptrices qui utilisent le802.11 sont des portables, la gestion de l’énergie joue donc un rôle important dans leprotocole. Ces trames sont destinées à gérer la mise en veille de l’interface réseauxdes stations.

- Plus de données : Permet à l’AP de gérer la mise en mémoire tampon des tramesdestinées à une station en veille.

- WEP : Permet d’identifier des trames qui ont été encryptées en utilisant le WEP.

- Organisation : Les trames peuvent être transmises strictement dans l’ordre, le bit decette trame est alors mis à un.

Les trames de durée :

Ces trames permettent de gérer la durée de réservation du médium par les différentesstations ainsi que les périodes de contention. Elles permettent aussi de récupérer lestrames mises en tampon dans les AP lors du basculement en mode veille.

Les trames d’adresse :

Le 802.11 contient quatre types de champs adresse ; ils sont utilisés de façon variablessuivants le type de trame transmise. En règle générale, l’adresse 1 est utilisée pourl’émetteur, l’adresse 2 le destinataire, l’adresse 3 sert à identifier le BSS auquel estassocié la station. La plupart des trames de données n’utilisent que trois adresses, ce quiexplique que seul les trois premiers blocs d’adresses soient contigus.

29 Pour de plus amples informations reportez-vous au chapitre 4 « 802.11 Framing in Detail » dulivre « 802.11 Wireless Network » de Matthew S. Gast - ISBN 0-596-00183-5


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L’adressage dans le 802.11 suit les mêmes règles que celles qui sont établies par l’IEEEpour les réseaux de type 802 (dont Ethernet).

Les champs de séquence de contrôle :

Ils sont composés de 16 bit (4 bit pour le numéro de fragment et 12 bit pour le numérode séquence) et servent à la défragmentation et au tri des trames dupliquées.

Toutes les trames de plus haut niveau se voient attribuer un numéro de séquencelorsqu’elles atteignent la couche MAC afin d’être transmises. Lorsque les trames reçuessont fragmentées, c’est alors le numéro de fragment qui augmente, le numéro deséquence restant inchangé.

Le champ de données :

Le protocole 802.11 peut transmettre des trames avec une charge maximale de 2304bytes de données de plus haut niveau. Sur les réseaux IP et suivant la RFC 119130 lestrames de données supérieures à 1500 bytes sont interdites.

Séquence de contrôle des trames (FCS31):

Le mécanisme de contrôle du 802.11 sont assez similaire à ceux du 802.3. Cependant lestrames sont vérifiées deux fois :

- Une fois avant leur transmission sur les fréquences radios par l’émetteur.

- Et de nouveau à leur réception par récepteur.

Si les deux numéros de séquence de contrôle correspondent, il y a de fortes chancespour que les trames soient intactes. Il n’y a pas, à la différence du 802.3, de mécanismed’accusé de réception négatif qui entraînerait la re-transmission des trames. Une trameest re-transmise si le compteur de temps a dépassé sa limite et n’a pas reçu d’Accusé deRéception pour cette trame donnée.

Les spécificités des trames de gestion :

Elles ne nécessitent pas de mécanisme d’acquittement de la part des récipiendaires et nesont jamais fragmentées. Elles sont utilisées par :

- Les trames Beacon, émises par les AP à intervalles réguliers, qui sont annonciatrices del’existence d’un réseau. Vous trouverez un exemple détaillé de trame Beacon capturéeà l’aide de KisMAC™32 et analysé avec Ethereal33 dans les pages suivantes.

- Les trames de demande d’enquête (Probe Request Frame), qui sont émises par lesstations à la recherche d’un réseau.

- Les trames de réponse de demande d’enquête (Probe Response Frame), sont émisespar les AP. Elles incorporent tous les paramètres nécessaires à l’association d’unestation à un AP. L’association étant une étape à part entière.

- Les trames ATIM dans les réseaux IBSS (sans Point d’Accès) permettent d’informer unestation en veille de la présence de trame qui lui sont destinées. Ce mécanisme permet

30 RFC 1191 : http://www.cis.ohio-state.edu/cgi-bin/rfc/rfc1191.html31 FCS : Frame Check Control ou Séquence de contrôle des trames.32 KisMAC : http://www.binaervarianz.de/projekte/programmieren/kismac/33 Ethereal : http://www.ethereal.com/


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d’éviter le passage en mode veille de stations pour lesquelles des trames seraient enattente dans l’une des stations du réseau.

- Les trames de demande d’association.

- Les trames de ré association (une station passant au sein d’un même ESS d’un AP à unautre devra faire ce type de demande).

- Les trames de demande de dé-association.

- Les trames d’authentification.

- Les trames de dé-authentification.

- Les trames de réponse d’association ou de ré-association.

Les trames PS-Poll et la sauvegarde de l’énergie :

Le composant le plus gourmand en énergie dans le 802.11 est le système d’amplificationdu signal Radio juste avant son émission et juste après sa réception. Un systèmepermettant de mettre en veille l’interface Radio a donc été mis en œuvre. Il permet aussiaux AP de stocker les trames qui sont destinées aux stations durant leur phase desommeil. Les trames stockées par les AP seront récupérées grâce à l’émission de tramesde type PS-Poll. La gestion de l’énergie est l’un des domaines dans lesquels le 802.11devra améliorer ses performances pour permettre une adoption la plus large possible surdifférents types de terminaux (en particulier pour les téléphones portables).

Plusieurs mécanismes de synchronisation permettent de s’assurer de la mise en phase del’AP avec la station qui sort de sa période de veille.

La figure 8 illustre la capture d’une trame 802.11 dite Beacon, cela permet de mettre enévidence la structure de ces trames et le positionnement des différents champs qui lesstructurent.


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Analyse de trame Wi-Fi avec Ethereal et KisMac. Figure 8

ÿ L’encapsulation des protocoles de plus haut niveau :

Comme précisé dans le schéma 2, le 802.11 s’appuie sur le protocole LLC34. Deuxméthodes peuvent être utilisées pour encapsuler les données LLC en vue de leurtransmission : l’une décrite dans le RFC 104235 et l’autre dans le 802.1h36.

Ces mécanismes ne font pas partie du cœur de l’étude, ils seront donc évoquésrapidement.

Après la présentation de la couche MAC du 802.11, il peut être intéressant de se penchersur la partie physique des mécanismes de transmission. L’objectif étant de présenter les

34 LLC : Logical Link Control – Cf. « Réseau » de A. Thanenbaum p. 316 - ISBN 2 10 004315 335 RFC 1042 : http://www.faqs.org/rfcs/rfc1042.html36 802.1h : http://elqui.dcsc.utfsm.cl/util/redes/IEEE/802.1H-1997.pdf


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caractéristiques d’une façon « simple » afin de pouvoir par la suite les comparer avecceux mis en œuvre dans les réseaux UMTS.

d. Aspects de la couche PHY High Rate / Direct Sequence.

La couche physique est divisée en deux sous couches le PLCP37 et le PMD38. Le PLCPpermet de faire converger les trames MAC avec la transmission hertzienne. Le PMD estresponsable de la transmission dans l’air de tous les bits qu’il reçoit du PLCP.

Les couches physiques du 802.11. Figure 9

La couche PMD incorpore aussi un système de détection des signaux : CCA39 qui permetd’annoncer à la couche MAC la détection d’un nouveau signal.

Le standard définit actuellement une seule couche MAC qui interagit avec 4 couchesphysiques :

• FHSS40

• DSSS41

• OFDM42

• Et l’infrarouge : IR.

L’étude sera restreinte au DSSS et à l’OFDM, le FHSS et l’infrarouge n’étant quasimentpas implémentés et techniquement dépassés.

Il est ici nécessaire de préciser que l’attribution des fréquences est gérée au niveauinternational par de nombreux organismes de tutelle, la partie 3 de la thèse leur estmajoritairement consacrée.

37 PLCP : Physical Layer Convergence Procedure : Couche Physique de Procédure de Convergence.38 PMD : Physical Medium Dependant : Couche Dépendante du Média Physique.39 CCA : Clear Channel Assessment.40 FHSS : Frequency Hopping Spread Spectrum : Etalement de Spectre avec Saut de Fréquence41 DSSS : Direct Sequence Spread Spectrum : Transmission en Séquence Directe42 OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing : Multiplexage par Répartition Orthogonalede la Fréquence.


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ÿ Les mécanismes de l’étalement de spectre FHSS :

Les transmissions par saut de fréquences consistent à changer rapidement la fréquencede transmission grâce à une séquence pseudo aléatoire pré déterminée. Ceci permetd’utiliser la même plage de fréquence, en diminuant les risques de collision. Ainsi deuxsystèmes peuvent partager la même plage de fréquence sans risque de collision, tantqu’ils adoptent deux séquences pseudo aléatoires différentes (Cf. figure 1043). Cemécanisme est largement utilisé dans le cadre des transmissions militaires compte tenude ses possibilités étendues de confidentialité.

Mécanisme d’étalement de spèctre dans le 802.11. Figure 10

« La plupart des transmissions radioélectriques se font sur d’étroites bandes defréquences (c’est-à-dire que ∆f/f « 1) pour une efficacité de réception maximale(plusieurs watts/Hz). Dans certains cas cependant, la transmission des signaux est étaléesur une bande de fréquence beaucoup plus large que celle nécessaire à cettetransmission. C’est la technique de l’étalement de spectre (Spread Spectrum) (Kohno etal., 1995). L’un des intérêts de cette technique tient au fait que, par exemple, plusieursutilisateurs peuvent occuper la même bande sans que leurs messages n’interfèrent grâceà un codage du signal. Il existe plusieurs techniques d’étalement de spectre,notamment : le saut de fréquence (FHSS) et la séquence directe.

Dans la technique de l’étalement de spectre par saut de fréquence, l’émetteur passed’une fréquence à une autre à intervalles réguliers selon une règle de saut et un rythmepropre. Les transmissions s’étalent ainsi, intentionnellement, sur une large plage defréquences. L’émetteur et le récepteur doivent être parfaitement synchronisés pour êtreau même instant sur une fréquence identique. Cette technique est très prisée des

43 Inspiré du schéma p. 167 du livre « 802.11 Wireless Network » de Matthew S. Gast - ISBN 0-596-00183-5


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militaires car elle rend leurs communications difficiles à détecter et à écouter – sansconnaître ni la règle ni le rythme de saut, il est impossible de prévoir sur quellefréquence la suite du message sera transmise. […]

Dans la technique d’étalement de spectre par séquence directe, l’onde électromagnétiqueest modulée par l’application d’un code séquentiel redondant sur les données àtransmettre. Cette technique est très en vogue aujourd’hui sur le marché des systèmesde radiocommunications. »44

Il est aussi intéressant de noter que les mécanismes d’étalement de spectre ont étéinventés par une actrice Autrichienne avec l’aide d’un compositeur Américain dans lesannées 40.

Avant de fuir devant la progression Nazie, Hedy Lammar appris, au cours de dînersmondains en compagnie de son mari, les problèmes liés au radioguidage des torpilles.Elle proposa la première d’utiliser la technique des sauts de fréquence pour pallier aubrouillage des ondes courtes dont étaient victime les torpilles radioguidées.

Bien qu’elle eut imaginé la solution, ce n’est que quelques années après qu’elle achevason travail avec l’aide d’un compositeur qui avait mis au point un mécanisme desynchronisation pour 16 pianos mécaniques... En recoupant les deux technologies, ilsdéposèrent en 1942 le brevet n° 2.292.387. Celui-ci ne fut pas exploité jusqu’à sa sortiedu domaine privé. Les premières applications furent militaires, et ce n’est qu’avecl’avènement des technologies du sans fil que ce brevet connût le succès qu’il mérite…Plus de trente après l’expiration du brevet !

Les techniques faisant varier la fréquence de transmission permettent de doubler ou dequadrupler (ou plus) les données transmises sur une même fréquence (GaussianFrequency Shift Keying ou GFSK). À mesure que la quantité d’information transmise surun canal augmente, les équipements radios mis en œuvre deviennent de plus en pluspointus et difficiles à mettre au point.

Les plages de fréquence possibles sont contrôlées par diverses instances politiques (cf.§B-3.a). Ces plages de fréquence ne doivent pas être plus larges que 1MHz, leséquipements doivent utiliser toute la plage de fréquence de façon égale. Sur une périodede trente secondes, pas plus de 0,4 secondes ne peuvent être passées à utiliser un slot45.

Comme exposé dans la figure 9, les trames avant d’être transmises sont « préparées »par le « Physical Layer Convergence Procedure (PLCP) » avant d’être transférées audernier niveau « Physical Medium Dependant (PMD) » et enfin envoyées.

Ces deux étapes consistent principalement à rajouter des champs de contrôle et desynchronisation avant la transmission des trames. La couche PMD n’est standardisée quepour deux vitesses de transmission : 1 et 2 Mbps.

ÿ Un aperçu des mécanismes du DSSS

Le principal avantage de la transmission en séquence directe est de permettre unetransmission à des vitesses bien plus élevées que pour le FHSS. Contrairement au FHSS,le DSSS utilise 14 plages de fréquence dans la bande des 2,4-GHz chacune d’une largeurde 5MHz, ceci varie suivant les localisations géographiques (Cf. B.3.a). Les principes debase mis en œuvre dans le DSSS consistent à étaler grâce à un algorithme

44 Extrait du livre « Réseaux » d’Andrew Tanenbaum p. 91. Traduction : R. Joly ;-) et J.A.Hernandez ISBN : 2 10 004315 345 Slot : Interval de temps ou tranche de temps.


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mathématique la fréquence d’un signal avant de le transmettre, puis ensuite de réaliserl’opération inverse pour récupérer le signal intact. Ces mécanismes d’étalementpermettent de diminuer considérablement les bruits présents sur le canal lors de latransmission.

Les séquences de Barker sont utilisées pour transmettre les trames en DSSS. Cettetechnique de transmission est similaire à celle utilisée pour l’encodage des paquets dansles réseaux CDMA46. Ceci permet d’assurer une excellente isolation lors de latransmission des données (Cf. schéma 10).

Les mécanismes d’étalement dans le 802.11. Figure 11

Un mécanisme de filtrage permet à chaque plage de fréquence d’être bien isolée. Le filtreréduit les signaux en fonction de leur éloignement de la fréquence cible (centre de lafréquence utilisée pour la transmission).

Afin de prévenir les interférences, les fréquences situées entre –11 MHz et –22 MHz sontréduites de –30 dB par rapport à la fréquence cible et les fréquences situées en dessousde –22 MHz sont filtrés à –50 dB (ceci correspond à une réduction du signal d’un facteurde 1 000 à 100 000 respectivement). Ce mécanisme est illustré dans la figure 12.

Ce schéma permet de comprendre deux choses :

1. Il est préférable lors de la configuration de réseau DSSS de séparer d’au moinsn+5 (25 MHz) les deux canaux cibles de différents AP dans le même ESS. Eneffet, ceci permet d’éviter les interférences entre canaux cibles qui évoluent defaçon exponentielle suivant la proximité des fréquences utilisées.

2. La France se distingue ici car elle a, jusqu’au 3 février dernier, restreintl’utilisation des plages de fréquences aux seuls canaux 10 à 13 (2,457 à 2,472MHz) ; Cette décision à rendu impossible la mise en œuvre de réseaux importantssans rentrer en contravention avec la loi. Comme exposé au chapitre B-3.a, cetétat de fait vient d’évoluer avec l’autorisation d’un déploiement de réseaux plusétendus dans 52 départements.

46 CDMA : Cf. livre « Réseaux » d’Andrew Tanenbaum p. 280-284. ISBN : 2 10 004315 3


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Mécanisme de réduction de puissance du signal mis en œuvre dans le 802.11. Figure 12

La modulation en séquence directe est beaucoup moins sensible aux interférences que leFHSS cependant, en cas de diminution de la qualité du signal, on arrive rapidement à uneperte totale d’information.

Les systèmes d’émission en DSSS s’appuient sur un encodage en différence de phase47,ceci permet une meilleure résistance aux interférences. Les interférences provoquent undifférentiel dans l’amplitude du signal, et non dans sa largeur.

L’encodage en différence de phase permet donc, en décalant le signal de 0°, 90°, 180°ou 270° d’obtenir les séquences de bit voulues (respectivement 00, 01, 11, 10). Cettetechnique s’appel Differential Quadrature Phase Shift Keying ou DQPSK.

Les mécanismes du DQPSK dans le 802.11. Figure 13

La figure 13 illustre la transmission au niveau de la couche physique du DSSS. Ceschéma est valable pour des vitesses allant jusqu’à 2 Mbps par seconde. Pour unetransmission à des vitesses supérieures, des schémas d’encodage plus complexes sontutilisés afin de permettre d’atteindre des vitesses de 5,5 ou 11Mbps.

Dans le protocole 802.11b, pour pouvoir supporter les 2 nouveaux débits 5.5 Mbps et 11Mbps, seul le DSSS est utilisé. En effet, le FHSS ne pourrait pas supporter ces nouveauxdébits sans violer les règles actuelles du FCC48.

Cette augmentation des débits est faite grâce aux techniques de modulation et de codagecomme le CCK (Complementary Code Keying) qui consiste à faire un mot de 64 bits.

47 DPSK : Differential Phase Shift Keying.48 FCC : Federal Communication Commission.


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Débits Codage Modulation Vitesse desymbole

Nombre debits/symbole

1 Mbps 11 (Barker Sequence) BPSK 1 MSps 1

2 Mbps 11 (Barker Sequence) QPSK 1 MSps 2

5,5 Mbps 8 (CCK) QPSK 1,375 MSps 4

11 Mbps 8 (CCK) QPSK 1,375 MSps 8

Tableau récapitulatif des différentes techniques.

Pour supporter des environnements très bruyants, les WLANs 802.11b utilisent le“dynamic rate shifting” soit un changement de vitesse dynamique. Ce mécanisme esttotalement transparent pour l’utilisateur.

ÿ Un aperçu des techniques OFDM :

Afin de parvenir à atteindre des vitesses de diffusion plus rapides, des nouvellestechniques de modulation du signal ont été mises au point. Ces techniques sont connuessous le nom d’OFDM49.

D’abord choisies comme la modulation standard du 802.11a ces techniques ont étéadaptées pour une utilisation par le nouveau et prometteur 802.11g.

L’OFDM est similaire par bien des aspects aux technologies FDM mises au point dans lesannées 1970. Elles furent utilisées dans les premières générations de téléphonescellulaires comme méthode d’accès au média. Chaque utilisateur se voyait attribué unefréquence avec des « gardes fou » entre chaques plages de fréquence.

L’OFDM permet de transmettre sur une même fréquence plusieurs signaux dansdifférents slots. Lorsqu’un signal est transmis, l’amplitude des autres signaux est à 0.Ceci permet d’assurer une bonne qualité de réception. La transmission des signaux meten jeu d’autres mécanismes bien plus complexes (transformé de Fourrier) qui ne serontpas abordés ici.

Il est particulièrement intéressant d’analyser les raisons pour lesquelles le 802.11gsemble promis à un avenir plus radieux que son homologue : le 802.11a. Trois raisonsprincipales ont été identifiées pour ce succès annoncé :

- Une compatibilité descendante avec le 802.11b qui représente l’essentiel du marché àl’heure actuelle.

- Un débit équivalant au 802.11a.

- Un fonctionnement sur la bande des 2,4 MHz qui permet d’éviter les problèmes poséspar l’utilisation des fréquences à 5MHz (étendue moindre du signal ‡ couverturelimitée).

Ces trois facteurs devraient suffire à permettre une émergence rapide de ce nouveauprotocole.

49 OFDM : Orthogonal Frequency Division Multiplexing.


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Le 802.11g vient tout juste d’être normalisé, des versions intermédiaires ont déjà étéimplémentées de façon industrielle par des marques aussi prestigieuses qu’Apple50,Belkin, Lynksys et d’autres. La compatibilité “parfaite” des normes 802.11b et g sembleencore faire l’objet de débat51 et devra être considérée au travers des premiers tests quisont menés à l’heure actuelle.

Un certain nombre de points ont été améliorés par rapport au 802.11b :

- Les trames RTS/CTS et la fixation des SIFS ont été considérablement améliorées.

- La taille des fenêtres de contention a été diminuée de moitié.

Une certitude demeure à ce jour : les réseaux qui mixeront le 802.11b et 802.11g nepermettront pas à cette nouvelle norme d’être exploitée pleinement. Les administrateursdevront donc faire le choix entre un réseau qui fonctionne à une vitesse optimale ou unréseau qui offre une compatibilité avec le 802.11b.

Le tableau ci-dessous présente les différentes implémentations du 802.11 en offrant uncertain nombre de critères de comparaisons.

802.11g 802.11b 802.11a

Vitesse de transmission maximale 54 Mbps 11 Mbps 54 Mbps

Distance de transmission à laquelle la vitessemaximale est disponible

18 m. 45 m. 12 m.

Distance de transmission maximale(approximative) 73 m. à 6Mbps. 91 m. à 1Mbps. 32 m. à 6Mbps.

Plage de fréquence 2,4 GHz 2,4 GHz 5 GHz

Compatibilité avec les HotSpots52 publics Oui Oui Non

Disponible dans le monde entier Oui Oui Non

Puissance requise (approximative) 1,5 W 1 W 2,5 W

http://www.apple.com/airport/pdf/AirPort_Extreme_TO-a.pdf

La présentation des techniques de modulation OFDM permet de présenter les dernièresnouveautés du 802.11. Cependant, l’un des aspects les plus controversés de cestechnologies demeure la sécurité. Conçus dans le même esprit que les technologiesInternet, ces protocoles souffrent des mêmes limitations et vulnérabilités que le Web àses débuts…

e. La sécurité sur les réseaux 802.11b : le WEP et 802.1x

La sécurité sur les réseaux 802.11 est un sujet qui fait couler beaucoup d’encre et quisuscite de vifs débats depuis la normalisation du protocole.

Le boom du marché des points d’accès 802.11 et des cartes réseau au cours de ces deuxdernières années s’est fait au détriment de certains aspects peu élaborés ou ignorés duprotocole. À ce titre les normes qui soutiennent les réseaux des opérateurs, véritables

50 Airport Extreme : http://www.apple.com/airport/51 http://dsonline.computer.org/0303/f/news.htm52 HotSpots : Borne d’accès public disponible dans les aéroports, cafés, …


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cathédrales technologiques, sont bien plus abouties et offrent bien moins de trous desécurité aussi béants que ceux qui ont été mis à jour sur le 802.11.

ÿ Le WEP53 : Un premier niveau de chiffrement insuffisant.

Le chiffrement des données avec le WEP n’a rien d’équivalent avec celui offert parcertains réseaux filaires, contrairement à ce que son nom suggère.

Le WEP est basé sur un chiffrement des données à partir de l’algorithme RC454 mis aupoint par la société RSA. Le RC4 est un algorithme à clé secrète qui encrypte un flux dedonnées avec des clés de taille variable. Ces clés sont partagées par l’émetteur et lerécepteur. Le flux de données est encrypté bit à bit en utilisant le ou exclusif (XOR) afinde combiner le flux de données à la clé d’encryption. On obtient ainsi un message codéde taille similaire au message original. Ce dernier pourra être décodé par tout récepteurpossédant la même clé que celle utilisée pour l’encryptage.

La plupart des mécanismes de chiffrement de flux opèrent en prenant une courteséquence issue de la clé secrète. Cette séquence est ensuite développée de façon pseudoaléatoire afin d’assurer l’encryptage total du message en vue de sa transmission (Cf.figure 14).

L’encryption des trames dans le 802.11. Figure 14

L’implémentation du RC4 a posé quelques problèmes dus à la propriété de RSA sur cetalgorithme et aux exigences de certains pays face à la taille des clés de cryptage quiétaient limitées à 40 bits.

53 WEP : Wired Equivalent Privacy.54 Qu’est-ce que le RC4 ? : http://www.rsasecurity.com/rsalabs/faq/3-6-3.html


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Tout bon mécanisme de chiffrement en matière de communication doit permettred’atteindre les objectifs suivants :

- La confidentialité.

- L’intégrité.

- L’authentification.

Or, aucun de ces trois objectifs n’est atteint avec le WEP car :

- La confidentialité ne peut être assurée car les mécanismes de chiffrement du flux duRC4 ont été cassés55.

- Le contrôle d’intégrité souffre d’une construction mal structurée.

- Et l’authentification est basée sur l’adresse MAC et non sur l’utilisateur lui-même.

Une analyse plus approfondie des nombreuses faiblesses du 802.11 a été conduite parl’université de Berkley. Le détail des mises en œuvre de ces différentes attaques setrouve aux adresses suivantes :

‡ http://www.isaac.cs.berkeley.edu/isaac/wep-faq.html

‡ http://www.cs.umd.edu/~waa/wireless.html

Le WEP offre donc un premier niveau de sécurité qui permet de crypter les tramestransmises par onde radio. Ce niveau de sécurité doit être pris pour ce qu’il est : unepremière approche très limitée de la sécurité, mais largement suffisante pour dessociétés ou des particuliers qui ne font pas transiter par leur réseau des informationssensibles.

Il existe cependant un certain nombre de mesure à prendre pour permettre, à partir destechnologies existantes, de mieux sécuriser son réseau Wi-Fi. L’article de BruceComeau56 sur les dix façons de sécuriser un réseau de type 802.11 est à ce titreintéressant.

Conscient des limites du WEP, l’IEEE a rapidement mis au point un groupe de travail(Task Group I) chargé d’élaborer de nouvelles stratégies visant à palier aux problèmesdécrits ci-dessus.

ÿ Le 802.1x : une seconde tentative bien mal en point !

La sécurité est un domaine particulièrement vendeur et lucratif des nouvellestechnologies de l’Internet. L’engouement des utilisateurs pour des technologies qui leurpermettent de se débarrasser des kilomètres de fils qui polluent leur environnement detravail, n’a eu d’égal que la vitesse de mise sur le marché de ces nouvelles technologies.

Il est d’ailleurs intéressant de noter que la plupart des technologies de l’Internet ontconnue une courbe de progression similaire à celle présenté par le schéma 14.

55 En Août 2001 trois cryptographe de renom (Fluhrer, Itsik et Shamir) ont publié « Weakness inthe Key Scheduling Algorithm of RC4 », cette étude présentait une faille du RC4 et en déduit uneattaque possible sur le WEP. Ces travaux ont permis de mettre au point le premier logiciel pouvantpermettre de craquer le WEP : AirSnort.56 L’article de Bruce Comeau de chez 3Com http://ca.3com.com/landing_page/top10.html


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Ce schéma (un peu simpliste) n’en demeure pas moins intéressant et révélateur d’unestratégie dictée par des impératifs commerciaux :

1. Lancement rapide de technologie à peine sortie des laboratoires de recherche etsouvent peu mature bien que parfaitement opérationnelle. Appropriation rapide dela technologie qui satisfait un besoin réel identifié.

2. Révélation de failles de sécurité et proposition de nouvelles solutions visant àpallier les faiblesses identifiés de la norme. Ces révélations ont pour effetd’accélérer l’effet d’obsolescence lié à la première version de la norme.

3. Mise en place de la seconde version de la norme qui permet de palier les failles desécurité initiales identifiées.

Evolution des normes dans l’informatique. Figure 15

Ce schéma révèle un certain nombre de faits marquants des normes de l’Internet :

- Il est plus intéressant de procéder au lancement d’une norme imparfaite plutôt qued’attendre d’avoir résolu l’ensemble des failles de sécurité.

- La sécurité n’est pas le moteur initial du succès d’une norme (sauf pour des normesdont le but est d’offrir de la sécurité).

- La sécurité représente un moteur économique important qui aidera à accélérer lacommercialisation des nouvelles mises à jour de la norme.

Ceci a pu être vérifié avec la mise en place de TCP/IP et des normes 802.3

Ce schéma plaide aussi en faveur de la mise en œuvre de protocoles qui privilégientl’efficacité et la simplicité sur la sécurité. À bien des égards, ce schéma reflète lesdivergences d’approche fondamentales qui existent entre les normes établies par lesopérateurs téléphoniques dans le cadre des instances de normalisation destélécommunications (UIT, …) et celles qui soutiennent l’Internet.


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Le 802.1x est basé sur la norme EAP57 de l’IETF58 qui fait l’objet de la RFC 228459. Cettenorme a été initialement conçue pour fonctionner avec PPP60. Par extension elle peut êtreimplémentée avec n’importe quel protocole de niveau 2 (couche de liaison de données).

Une session EAP se déroule en neuf étapes sous forme d’échange d’information entre leclient, la passerelle et le système d’authentification (Radius le plus souvent). À l’issue deces échanges, l’utilisateur aura une réponse positive ou négative de la part du serveurd’authentification.

Préalablement à toute négociation d’une autorisation d’accès 802.1x (EAP) sur un réseau802.11, l’utilisateur doit être associé au Point d’Accès. Toutes les trames non 802.1xreçues avant une authentification réussie sont détruites.

Le 802.1x permet de mettre en œuvre des solutions intéressantes pour les opérateurs desolutions mobiles. Si l’on se conforme aux spécifications des RFC 2866 et 2867(mécanismes de constitution de logs depuis les services Radius en vue de leurfacturation) ainsi qu’à la RFC 2486 (acheminement des requêtes Radius vers desserveurs externes), il devient possible de mettre en place des mécanismes permettant :

- Le partage des ressources entre opérateurs mobiles (typiquement la mise en placed’accords de roaming en se servant de l’authentification Radius distante).

- L’accès à des classes de services spécifiques (le serveur Radius permet de récupérerdes informations sur le compte utilisateur et ses droits dans un contexte donné).

Il est ainsi possible d’imaginer des nouvelles gammes de services à valeur ajoutée avecune architecture se basant sur le 802.1x. L’exemple que fournis ici concerne l’accès à unsystème de diffusion de film en Streaming61 Vidéo pour les salles d’attentes d’aéroport oude gare.

57 EAP : Extensible Authentication Protocol ou Protocole d’Authentification Etendu.58 IETF : Internet Engineering Task Force.59 RFC 2284 : http://www.ietf.org/rfc/rfc2284.txt60 PPP : Point to Point Protocol.61 Streaming : Diffusion d’un flux en direct.


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Exemple de streaming vidéo basé sur le protocole 802.11x. Figure 16

Ce système est intéressant car il permet de mettre en œuvre des architectures alliant desréseaux d’opérateur et des WLAN par l’intermédiaire du 802.1x. Le schéma proposédemanderait d’être approfondi pour permettre une implémentation complète etopérationnelle des mécanismes décrits.

Le 802.1x a déjà fait l’objet de nombreuses remarques et est déjà, par bien des aspects,vulnérables. Le professeur William Arbaugh et son assistant Arunesh Mishr de l’universitédu Maryland ont mis en avant deux scénarios dans lesquels le 802.1x est plutôtmalmené !

Deux scenarii s’appuyant sur les faiblesses inhérentes du 802.11 ainsi que sur les cellesconstatées dans la construction du 802.1x ont permis de constituer des attaques de deuxtypes :

1. Piratage de session :

« Le pirate attend qu’un client achève sa séquence d’authentification. Il luitransmet ensuite une demande de dé-association, qui doit apparaître commevenant de l’AP. Le client pense qu’il vient d’être dé-authentifié, mais l’AP vousconsidère comme toujours présent. »

Cette solution fonctionne uniquement sans connexion WEP et pour une duréede 60 minutes (jusqu’à ce que l’AP produise un Time Out).


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2. Attaque de « l’homme au milieu62 ».

Le 802.1x n’intègre qu’une authentification à une seule voie. Dans ce cas lepirate se fait passer pour l’AP vis à vis du client et pour le client vis à vis del’AP. L’architecture du 802.1x accorde à l’AP un statut de confiance particulierqui permet aux pirates de monter ce type d’attaque.

L’une des prochaines versions qui devrait permettre d’atteindre un niveau satisfaisant desécurité est le TKIP63. Ce mécanisme consiste à changer la clé WEP tous les 10 000paquets environ. Ce mécanisme est compatible avec l’implémentation actuelle duprotocole (il suffira d’une mise à jour logicielle pour l’implémenter). Son arrivée estattendue au second trimestre 2003 selon les responsables de la WECA64.

A plus long terme, des protocoles comme l’AES (Advanced Encryption Standard)pourraient faire leur apparition. Ce mécanisme de chiffrage requiert l’ajout d’un co-processeur sous peine de ralentir dramatiquement la vitesse de transmission. Les cartesdes clients Wi-Fi devront aussi être changées…

La société Cisco s’est clairement positionnée sur le créneau de la sécurité des réseauxWi-Fi étendus. Le rachat de plusieurs sociétés opérant dans les technologies WLANcouplé à une offre produit assez large place Cisco parmis les futurs acteurs majeurs de lasécurité des WLAN.

Les problèmes de sécurité n’ont pas fini de faire couler beaucoup d’encre. Dans lecontexte du déploiement de réseaux Wi-Fi structurés, il serait particulièrementintéressant de bénéficier du savoir-faire de certains opérateurs de télécommunication enla matière.

C’est très certainement sur ces points précis que l’on aura l’occasion de voir lespremières collaborations intéressantes entre l’univers du Wi-Fi et celui des télécoms.

62 “ Men in the Middle. ”63 TKIP : Temporal Key Integrity Protocol64 WECA : Wireless Ethernet Compatibility Alliance : http://www.weca.net/


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f. Les perspectives économiques du Wi-Fi :

ÿ Une vision globale :

Il existe aujourd’hui trois principaux segments de marché actifs : les réseaux deHotSpots, les extensions de LAN d’entreprise et les réseaux WLAN résidentiels.

C’est un marché essentiellement inspiré par la vente de produit fini réseau, lui-mêmedérivé de l’industrie informatique. Les cartes et bornes Wi-Fi sont vendues sous forme deproduits finis sous emballage ou directement intégrés à une offre produit (ordinateuréquipé d’interface WLAN, PDA…).

Vente de produits WLAN dans le monde.

Période En million d’unité Revenus en milliard de $ US

2002 15,5 2,1

200365 26,5 2,8

Source DataQuest

Comme le soulignent très justement M. William Lehr & Lee McWright dans leurétude66 remarquable : “ les services fournis par les équipements WLAN sont gratuits pourles utilisateurs. Les équipements représentent donc un investissement qui se déprécie.Alors que le Wi-Fi peut être utilisé comme un point d’accès, il n’a pas été structuré,jusqu’à présent, comme un service de bout en bout. […] Typiquement, les utilisateurs deréseaux Wi-Fi ne sont pas facturés directement pour l’accès. Le service est fournigratuitement à la communauté d’utilisateurs restreints qui utilise le réseau (par ex. lesétudiants d’une université, les employés d’une entreprise). ”

Le marché des points d’accès est ségmenté en deux : les produits d’entrée-millieu degamme qui peuvent être configurés quasi automatiquement par les utilisateurs et desproduits plus haut de gamme qui nécessite souvent l’intervention d’un ingénieur réseau(produit correspondant à des réseaux à plusieurs points d’accès).

D’après Dennis Eaton, PDG du WECA67, interviewé lors du dernier salon « 802.11Planet » à Philadelphie, le marché des AP pour les particuliers avec 36% du total desventes de matériel WiFi est l’un des segments les plus actifs avec celui des cartesPCMCIA pour PC avec 42% du CA du marché.

Les communautés d’utilisateurs fédérés à travers des réseaux publics (Communauté deRéseaux) ou privés (WISP68) sont situées à la frontière de ces deux marchés. Le chapitre§C-2.a leur est dédié afin d’étudier la structure de leurs réseaux, leurs attentes et leurspromesses.

Inspiré de ce modèle communautaire, un certains nombre de nouveaux acteurs oud’opérateurs historiques ont décidé de prendre position sur le marché des HotSpotspublic en constituant des offres d’accès payantes à ces réseaux.

65 Estimations.66 « Wireless Internet access : 3G vs. WiFi ? » Telecommunications Policy. MIT Research Programon Internet and Telecom Convergence.67 WECA : Wireless Ethernet Compatibility Alliance.68 WISP : Wireless Internet Service Provider.


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Classement des pays selon le nombre de “HotSpots” Wi-Fi public

Pays Nombre de “HotSpots”

Etats-Unis 1 800

Autriche 110

Royaume-Uni 90

Allemagne 65

Australie 43

Canada 28

(Source HotSpots.com - octobre2002)

Revenus des nouveaux opérateurs de “HotSpots” dans le monde

Période Revenus en millions de $US

2002 8,3

2003 31

(Technology market researcher In-Stat/MDR in Scottsdale, Ariz.)69

Une analyse macro-économique laisse apparaître des disparités géographiquesimportantes dues à deux facteurs principaux: la différence des acteurs en compétitionsur ces nouveaux marchés et la plus grande maturité du marché Nord Américain, commel’illustrent bien les tableaux ci-dessous.

Wi-Fi Evolution du parc de “HotSpots”

Période Nombre de HotSpots Dont Amérique du nord Dont Europe

2001 269 -- --

2002 6 000 3 420 840

2003 20 000 10 000 5 000

(sources IDC-Gartner, février 2003)

Les perspectives mondiales du développement des réseaux Wi-Fi sont encouragentes. Lacroissance rapide du marché peut s’expliquer par plusieurs facteurs cumulés :

- Le Wi-Fi permet une réduction importante des coûts liés au racordement physique deséquipements situés dans les LANs d’entreprise. L’économie est environ de 50 à 85%par rapport à un raccordement filaire 802.3 (Ethernet)70.

- Le marché des AP destiné à un usage privatif a aussi connu une croissance très forte.Ceci s’explique par plusieurs facteurs : le caractère esthétique du Wi-Fi (pas de fils). Lasimplicité de la mise en œuvre des bornes qui intègrent souvent des serveurs DHCP et

69 Extrait d’un article du business week du 27/01/2003 :http://www.businessweek.com/magazine/content/03_04/b3817166.htm70 Le calcul a été fait en prenant une simulation avec 50 postes et un coût moyen de racrodementde 115€ par poste. Le nombre de point d’accès et la qualité des équipements nécessaires à unréseau donné expliquent les variations possibles sur le ∆ final.


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NAT à l’intérieur des AP facilitant ainsi le partage d’une connexion Internet par unecommunauté d’utilisateurs.

- Le fort engouement pour les communautés de HotSpots privées ou publiques.

Evolution du marché mondial du Wi-Fi

Période Marché (en milliards de $US) Parc en million d’unité

2001 1,0 --

2002 2,0 6

2003 6,0 33

(Sources Wi-Fi Alliance, In-Stat/MDR – 2002)

Les différentes politiques de gestion du spectre ont aussi joué un rôle pour favoriser ouretarder la diffusion vers le grand public des technologies Wi-Fi sur un marché donné (cf.§B-1).

Comme pour toutes les technologies émergentes qui présentent un fort taux decroissance les séries statistiques sont à interpréter avec prudence. Les premières étudeslaissent cependant apparaître des grandes tendances qui ne devraient pas s’infirmer dansles prochains mois :

1. La croissance du Wi-Fi est exponentielle (entre 300 et 600% de croissanceannuel suivant la zone géographique).

2. Les fabricants d’ordinateurs portables et de PDA ont adopté le 802.11 commenorme standard pour leurs équipements : 5,7% des ordinateurs portablesétaient équipés d’interface Wi-Fi en 2002, ils seront 35% en 2003 et plus de90% en 200571.

3. Le marché faiblement structuré est dans une phase d’investissement massive.Les pays les plus avancés devraient connaître leurs premières opérations deconsolidation très prochainement (ce qui est déjà le cas pour les fabriquantsdes composants électroniques destinés au marché du Wi-Fi).

4. L’Europe a un retard important à tous les niveaux, mais surtout sur les offresstructurées d’accès à un réseau de HotSpots.

5. Les nouveaux acteurs européens sont principalement des opérateurs télécomsqui cherchent à prendre pied sur ce marché naissant.

71 D’après le cabinet d’étude statistiques InSat.


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ÿ Le marché Nord Américain :

Précurseur, et marqué par la forte croissance des ventes d’équipements, le marchésemble trouver ses repères en s’inspirant des modèles économiques élaborés par lesopérateurs de téléphonie mobile.

3700 5986

9684

15666

25344

41000

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

2002 2003 2004E 2005E 2006E 2007E

Croissance du nombre de HotSpots public aux USA - Figure 17

2002 2007

Nombre de HotSpots 3 700 41 000

Nombre d'utilisateurs de HotSpots 900 000 21 000 000Revenus des HotSpots (en million de $US) 22,5 2 800

Revenu annuel moyen par HotSpot (en $US) 6 617 70 000Nombre moyen d'utilisateur par HotSpots 265 525

Revenu moyen annuel par utilisateur de HotSpots (en $US) 25,3 133Source Deutsche Bank estimates & Analysys

ß Le revenu annuel moyen par utilisateur devrait être multiplié par cinq ou six entre2003 et 2007.

ß En 2007 le marché des WLAN public devrait représenter 25% des revenus desservices donnée mobile et canibaliser 7% des revenus des opérateurs téléphoniecéllulaire.

ß Le taux de croissance annuel du marché pourrait s’établir à 62%, comme l’illustrela figure 17 présentée ci-dessus.

La faillite retentissante et coûteuse de Mobilstar (une perte de 130 millions de US$) apoussé les nouveaux WISP à une prudence redoublée. Parallèlement, la forte croissance


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des communautés de réseaux Wi-Fi et l’excellente santé du marché des Points d’Accèstémoigne, si besoin en était, de la vigueur du Wi-Fi.

À travers leur association dans la société Cometa networks (aussi supporté par lescapitaux risqueurs Apax Partners et 3i), AT&T IBM et Intel se positionne sur ce service eny apportant chacun leurs compétences spécifiques. La société prévoit le déploiementdans 50 grandes villes nord américaines de 20.000 HotSpots d’ici 2005.

À terme, comme le souligne M. Jean Luc Vuillemin (technical framework program directorchez Orange), le problème de l’agrégation des réseaux risque de se poser puisque cettetechnologie n’a pas initialement été conçue pour être partagée à grande échelle (à ladifférence des réseaux d’opérateurs). Le business modèle de sociétés telles que Boingose base sur la résorbtion de ce type de problèmatique, il sera étudié plus en détail par lasuite (cf. §C-2.a).

Les récentes acquisitions par Cisco de Linksys pour 500 millions de $US (fabriquantd’équipement pour les réseaux WLAN) et de Okena (société proposant des systèmes defirewall) confirme les intentions du géant américain de poursuivre une stratégied’intégration verticale dans l’univers des réseaux. Les équipements des utilisateurs finauxreprésentant un marché à fort potentiel dans lequel cette société n’est pas encore tout àfait intégrée.

L’une des faiblesses reconnue du WLAN étant la sécurité des réseaux, Cisco pourrait bienproposer un système utilisant ses technologies VPN afin de créer une gamme de produits« sécurisés » pour les PME et les particuliers.

La grande maîtrise par Cisco du marché des infrastructures télécom pourrait aussi lepousser à créer une gamme de produits qui intégrerait certaines des fonctionnalités quimanquent cruellement au Wi-Fi, comme la gestion de la QoS. Ceci pourrait se faire autravers de protocole comme le MPLS72 dont Cisco est l’un des pères fondateurs (à traversl’IETF) ou par une intégration du 802.11E (cf. §C-3.c).

On commence aussi à parler aux USA de la VoIP73 sur les réseaux Wi-Fi ‡ VoWLAN74,technologie qui pourrait entrer en concurrence directe avec la partie téléphonie desréseaux de troisième génération (à condition que la norme connaisse des aménagementsconsidérables qui permettent d’assurer un niveau correct de QoS75 !). Il demeure aussi leproblème du handover qui ne semble pas parfaitement résolu (les temps entre la dé-association et la ré-association sont trop long).

En opérant plusieurs acquisitions stratégiques dans le secteur, Cisco se positionneclairement comme leader du marché. Le poids important de Cisco au sein des différentsorganismes de normalisation (IETF, IEEE, …) lui concède une rôle pivot. Il faudra suivrede près l’évolution des technologies VoWLAN qui pourraient être annonciatrices d’uncombat de fond entre Cisco et certains opérateurs.

Les premières opérations de fusion-acquisition ont débuté sur le marché du Wi-Fi nordaméricain. Le marché des WLAN représente un fort potentiel de croissance pour lesfabricants de semi-conducteurs qui évoluent dans un marché morose.

Ainsi en octobre 2002, RF Micro Devices Inc. a fait l’aquisition du fabricant de pucesResonext Communications Inc., cette société a développé une technologie de fabricationde puces bi-bandes (802.11a et b).

72 MPLS : Multi-Protocol Label Switching (cf. RFC 3031). Protocole mis au point par l’IETF quipermet d’assurer une gestion de priorité des flux sur les réseaux IP et ATM.73 VoIP : Voice Over IP ou Voie sur IP.74 http://newsroom.cisco.com/dlls/prod_022403c.html ‡ partenariat entre Cisco et TexasInstruments Inc. sur les technologies WoWLAN75 QoS : Qualité de Service.


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Agere a passé un accord de partenariat avec Infineon Technologies A.G. (basée àMunich) pour co-produire des puces destinées aux WLAN. Le partenariat est fondé surune fourniture par Agere de la couche MAC et des drivers logiciels alors que Infineonprendra en charge la partie physique du traitement du signal bi-bande76.

Les différents fabricants de composants éléctronique destinés au Wi-Fi attendent unecroissance du marché de l’ordre de 47,5% sur l’année 2003.

Le chaptire §C-2 présente le détail des modèles économiques de T-Mobile™ et Boingo™,deux acteurs majeurs du Wi-Fi aux USA.

ÿ Le marché Européen :

Le marché des WISP est naissant et principalement alimenté par les opérateurs historiques. Le contrôle des infrastructures réseaux et la maîtrise des coûts des liaisonslouées permet aux opérateurs d’avoir une position favorable sur ce secteur émergent.

La localisation des HotSpots est au cœur des préoccupations des opérateurs WISP.Suivant cette stratégie, certains lieux deviennent l’enjeu d’âpre combats (aéroports,gares, centre de congrès, hôtels et à une moindre échelle les cafés et lieux de passages).

Les premières prévisions économiques pour le marché Européen sont les suivantes :

2002 2007

Nombre de HotSpots 1 400 30 000

Nombre d'utilisateurs de HotSpots 525 000 20 000 000Revenus des HotSpots (en million de $US) 10,9 2 640

Revenu annuel moyen par HotSpot (en $US) 7 785 88 000Nombre moyen d'utilisateur par HotSpots 357 666

Revenu moyen annuel par utilisateur de HotSpots (en $US) 21,8 132Source Deutsche Bank analyses et estimations

ß De 2001 à 2005 l’utilisation devrait rester principalement profesionnelle. À partirde 2006 cette tendance pourrait s’inverser.

ß D’après le BroadGroup l’Europe est la région la plus chère pour le déploiement deréseaux de HotSpots.

ß Les tarifs d’accès aux réseaux de HotSpots en Europe sont, en moyenne, 1,6 foissupérieur aux tarifs d’accès aux USA.

Une stratégie intéressante pour les opérateurs pourrait consister à proposer des schémasde partage des revenus adaptés à différents types de clientèles (hôtel, restaurants, …).Ceci pourrait se faire à travers la revente de cartes à gratter comportant les identifiantnécessaires à la connexion des utilisateurs pendant une durée déterminé en fonction duprix de la carte.

76 Source : EBN : 21 Octobre 2002. ISSN : 0164-6362. « Companies continue WLANinvestments ».


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Une stratégie unipolaire basée sur une offre de HotSpots assimilée à une offre d’accès,sans partage des revenus risquerait de pousser les acteurs disposant de lieuxstratégiques vers des solutions “propriétaires” au risque de morceler un marché vierge.

On observerait alors très certainement le même phénomène que ce qui se passe àl’heure actuelle aux Etats-Unis : l’arrivé de sociétés d’agrégation dont l’unique objectif estde syndiquer des réseaux concurrents dans le dessein de permettre un meilleur roamingentre différents acteurs.

Les opérateurs doivent donc essayer de mettre en place une architecture qui leurpermettra d’assurer la syndication de réseaux privés en complément de leur offre defourniture de borne. Cette stratégie permettrait :

1. D’éviter l’arrivée inopportune de sociétés d’agrégation concurrentes.

2. D’assurer au client une étendue de services plus large qu’à travers une simpleborne.

3. De créer un système de reversement propice à la multiplication rapide desréseaux, offrant à cette nouvelle technologie une voie royale vers le succès.

Une telle stratégie pourrait se mettre en place en utilisant une authentification de typeRADIUS distribuée depuis le HotSpot (Cf. figure 18).

Exemple d’authentification radius distribuée. Figure 18

En autorisant le serveur Radius local à se connecter à un serveur de plus haut niveaumaintenu par l’opérateur, le roaming inter-réseau est facilité. Les opérateurs français ont


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annoncé77 la mise en place d’une structure centralisée pour l’authentification qui devraits’inspirer de ce schéma.

Des sociétés indépendantes comme la société Anglaise Intec Telecom System78

proposent aux opérateurs une solution destinée à facturer les utilisateurs itinérants desréseaux Wi-Fi. Le système se base sur une analyse du trafic utilisateur et permet unmeilleur contrôle et une facturation des différents services tels que :

1. L’authentification des utilisateurs (basé sur Radius ou sur les cartes SIM).

2. L’accès Internet.

3. La gestion du trafic de données.

4. L’accès aux systèmes de messagerie.

5. De nombreux autres services basés sur l’IP.

Le système peut aussi inter-opérer avec des technologies de 3G et GSM permettant degénérer des revenus sur toutes les technologies disponibles pour accéder au réseauInternet. Le système s’intègre avec les mécanismes de contrôle d’accès développés parTransat.

Enfin il permet de s’assurer que les connexions WLAN ne sont pas partagées entredifférents utilisateurs au sein d’un même quartier (vraisemblablement en faisant reposerl’identification sur le client final et non sur le Point d’Accès).

ÿ La stratégie des opérateurs Français :

En France, les contraintes légales sévères qui pesaient sur ce marché viennent, en partie,d’être levées (cf. chapitre §B-1.b). Des projets de toute nature devraient fleurir dans lesprochains mois.

D’une façon globale, les opérateurs français sont assez en retard dans l’intégration et ledéploiement de solutions Wi-Fi. La position de France Télécom se distingue par sadynamique plus forte. Bouygues et SFR semblent plus avoir pris leur décision parréaction. Prenant en compte les risques encourus par les opérateurs de voire leuréchapper l’un des segments sur lesquels ils ont fondé une partie de leur stratégie UMTS,les opérateurs structurent, parfois dans la précipitation, leurs offres Wi-Fi.

- France Télécom79 :

La société considère le Wi-Fi comme un marché alternatif aux réseaux de troisièmegénération et adopte une stratégie d’expension agressive. FT essaie, grâce à unecommunication très au point, et des atouts certains au niveau du maillage de son réseau,de se positionner comme l’acteur incontournable du Wi-Fi en France.

Sa filliale Orange, opérateur de téléphonie mobile, oriente sa stratégie vers les sociétésqui disposent de lieux stratégiques tels que les gares, les aéroports, les centres deconférences. L’équipement des mille trois cents hôtels du groupe Accor en réseau Wi-Fiest l’une des premières opérations largement médiatisée du Groupe FT. L’objectif fixé par

77 01Informatique du 13 juin 2003 n° 1728 p. 10.78 http://www.intec.co.uk/ - Source EuropeMedia : NA, 16 Mars 2003.79 Pour des précision sur la stratégie et son évolution, on peut consulter le site suivant :http://www.orange-programmepartenaires.com/wifi.htm


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Orange est d’avoir ouvert 400 HotSpots fin 2003 et plus de 2000 fin 2004, pour couvrir60% de la clientèle d’affaires en déplacement.

Wanadoo, spécialiste de l’accès Internet grand public, commence à proposer des offresqui intègrent une interface LAN80 de type 802.11b. L’offre est ségmentée en deux : l’uneà destination des particuliers et l’autre des PME (de 30 à 110 € par mois suivant ledébit). D’ici fin 2003, l’utilisateur Wanadoo pourra acheter des heures pré-payées et seconnecter directement au réseau Wi-Fi de l’opérateur ou des partenaires qui ont faitconstruire leur réseau par FT.

L’offre « Hot-Spot in a box » qui sera commercialisée fin 2003 par Wanadoo et Oranges’attaque au marché des lieux de passage (hôtels, restaurant, …) en leur proposant uneconfiguration sur mesure inspirée du modèle Boingo. Les entreprises souscrivant à l’offreseront équipées d’un point d’accès qui pourra être joint grâce aux cartes pré-payées (cepoint précis est plutôt flou, tout autant que le mode rémunération, si réumnération il ya). L’originalité de l’offre réside dans la possibilité qu’auront les employés de l’entrepriseayant souscrit à l’offre d’accéder à leur réseau d’entreprise (l’argument semble plusmarketing que technologique).

France Télécom fait office de moteur sur le marché en étant le premier à proposer uneoffre structurée aux utilisateurs particuliers comme professionnels. La position unique deFT l’autorise à développer une offre Wi-Fi similaire à une offre d’accès Internet classique.

En réduisant les bénéfices du Wi-Fi au simple fait d’accèder à l’Internet sans-fil, FTocculte une partie des spécificités de cette technologie.

La stratégie de FT devrait évoluer avec l’arrivée de modèles calqués sur ceux de Boingoqui proposent une rémunération pour chaque utilisateur qui accède au réseau.

- SFR :

L’opérateur considèrait, au début de l’année, le Wi-Fi comme un marché de nicheessentiellement destiné aux entreprises et n’envisageait pas d’investissementsparticuliers à court terme sur ces technologies.

En l’espace de trois mois, la stratégie de l’opérateur a radicalement changé : l’opérateurenvisage aujourd’hui de proposer un forfait couplant GPRS et Wi-Fi avec trois niveauxd’abonnement (de 45 à 120 euros par mois). L’opérateur devrait passer des accordsprivilégiés avec cretains grands acteurs privés (ADP, SNCF, …), afin d’offrir à ses clientsdes possibilités de roaming sur ces réseaux. En complément, des accords seront opérésavec certaines sociétés qui devraient exploiter des réseaux de HotSpots (commeSwisscom Eurospot81 ou l’agrégateur Excilan).

Les forfaits « Data » proposés par l’opérateur devraient ainsi inclure un accès à plus de80% des 6000 réseaux Wi-Fi publics censés être déployés d’ici la mi-2005.

SFR compte exploiter plus de 200 HotSpots d’ici fin 2003.

Une offre destinée aux PME stratégiques (hôtels, cafés, centre d’affaire) devrait aussiêtre mis sur pied avec le support de Cégétel. Elle couplera un accès ADSL à 512 Kbpsavec un AP (1000 euros pour l’installation et la configuration, puis, 160 euros par mois).

80 LAN : « Local Area Network » ou réseau local par opposition au WAN : « Wide Area Network ».81 Swisscom Eurospot : cette société basée à Genève à fait l’acquisition de plusieurs sociétés quiont déployé des réseaux de HotSpots à travers l’Europe (Megabeam Networks et WLAN AG entreautre). http://www.swisscom-eurospot.com/


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- Bouygues Télécom :

La société a annoncé un partenariat stratégique avec une startup dont le modèle dedéveloppement est basé sur l’agrégation de réseaux Wi-Fi.

Les opérateurs vont certainement chercher à capitaliser sur leur base client en proposantaux sociétés les plus convoités des systèmes de partage de revenus avec reversement.Ces schémas n’ont pas été évoqués officiellement lors du lancement des projets Wi-Ficonjoints. Cependant, nous immaginons mal que le groupe Accord ou ADP n’aient pasprévu la mise en place de mécanismes de rétrocession de commission pour chaque clientqui transite sur leur réseau ; ne serait-ce que pour amortir les frais nécessaires audéploiement des infrastructures !

Les acteurs privés qui souhaitent déployer des réseaux Wi-Fi pourront aussi se penchersur les offres82 qui intègrent des cartes à gratter permettant un accès au réseau pendantune période définie (de quelques dizaines de minutes à plusieurs jours). Couplés à unsystème de facturation propriétaire, ils permettront d’inscrire les réseaux locaux dansune perspective de rentabilité à court terme.

Un raccordement au réseau de signalisation des opérateurs permettrait de mettre aupoint une politique de roaming active, avec débit direct du client sur sa facturetéléphonique. Ces schémas se rapprochent de ceux qui ont fait le succès du Minitel et deFrance Télécom il y a quelques années…

Avec la constitution de réseaux de HotSpots, aux Etats-Unis et en Europe, un certainnombre de modèles économiques sont entrain d’émerger. En Europe, l’arrivée annoncéede certains opérateurs téléphoniques sur ce marché va pousser les micros opérateurs àse structurer. Pour les opérateurs, il n’y a « pas beaucoup à gagner en allant dans leWlan mais il y a beaucoup à perdre en y étant pas »83.

Le déploiement d’architecture Wi-Fi assez large nécessite des ressources réseauximportantes qui sont le plus souvent l’apanage des opérateurs historiques. Suivant ceconstat, on ne s’étonera pas de voire les principaux OPEX Européens porter les projetsWi-Fi les plus importants. Dans ce contexte, il peut donc être intéressant de mieuxcomprendre la stratégie UMTS des opérateurs.

82 L’opérateur Sonera intègre ce type d’offre.83 Propos tenus par M. Jean Luc Vuillemin (technical framework program director chez Orange).


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2. Les réseaux W-CDMA - UMTS :

« Les français se divisent en deux catégories : ceux qui attendent le téléphone et ceux quiattendent la tonalité. » M. Audiard – dans le film “ Vive la France ”.

L’avènement des SMS84 et le lancement des services WAP85 ont marqué, à la fin duvingtième siècle, l’émergence de système de télécommunication mobiles qui ne sont plusuniquement centrés sur la voix ; ouvrant ainsi la “voie” à une modification de la structuredes revenus des opérateurs. Les services de transmission de données n’ont cessé decroître depuis lors et représentent aujourd’hui plus de 12,5% du CA des opérateurs. Ilspourraient atteindre 50% à l’horizon 201086.

Malgré ces perspectives encourageantes, le WAP a connu à son lancement de grandesdifficultés qui sont en grande partie dues à des problèmes de connexion au réseau GSM(lenteur et manque de fiabilité dû à un accès au réseau en mode circuit). Ces difficultésse sont traduites par une expérience utilisateur très décevante.

Avec les réseaux GPRS87, l’utilisateur redécouvre, en complément des services voix, lasimplicité et la fluidité d’une connexion en mode paquet sur des terminaux de plus enplus variés qui accèdent de façon quasi instantanée au réseau.

Cette mutation rapide a aussi touché le cœur du réseau des opérateurs qui sont passésen dix ans de la commutation de circuit à des réseaux mixtes circuits – paquets, qui d’icipeu n’achemineront plus que des paquets. Parallèlement, le rôle central du protocole IPau sein de ces réseaux n’a fait qu’augmenter.

Les promesses des services qui seront offerts aux utilisateurs grâce à la troisièmegénération de réseaux mobiles sont particulièrement intéressantes (visioconférence,accès à l’Internet en situation de mobilité, augmentation des débits, …). Ces services nepourront être déployés dans des conditions satisfaisantes sans le support d’un réseaufiable. Cette partie présente les éléments techniques et économiques nécessaires àl’émergence de l’UMTS et de ses nouveaux services associés.

a. Une nouvelle équation économique :

Les technologies de troisième génération sont proposées par des opérateurs quipossèdent et gèrent leur propre réseau sans fil88 et facturent leurs services auxutilisateurs finaux sur une base mensuelle.

Avec l’éclatement de la bulle Internet, les modèles économiques qui ont été établisdurant les années 1998-2000 ont dû être corrigés de façon drastique afin de refléter laréalité d’un marché émergent où tout reste à faire.

Les opérateurs, les constructeurs et les législateurs s’accordent tous pour ne pasreproduire les erreurs qui ont été commises durant cette période :

84 SMS : Short Messsages Service ou texto™. Système de messages courts envoyés parl’intermédiaire des téléphones portables.85 WAP : Wireless Access Protocol. Protocole d’accès à des services sans fil basé sur le langageWML.86 Source France Telecom : « Mobiles Multimédia » – mémento technique n° 17 – 19 octobre 2001,p. 15 – figure 12. ISSN 1250-5447.87 GPRS : Global Packet Radio Services.88 Afin de réduire les coûts de déploiement des réseaux de 3ème génération, certains opérateursenvisagent le partage de ressources, notamment les Stations de Base.


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- Annonces prématurées du lancement de technologies encore expérimentales.

- Absence de validation des modèles économiques associés à ces technologies.

- Surestimation de la capacité des utilisateurs à assimiler des changements d’utilisationsfréquents.

- Prix prohibitifs des licences qui ont largement contribués au surendettement desopérateurs.

Comme le précisait M. Bruce Dale89 au cours d’une interview récente :

« La priorité du moment est de convaincre les opérateurs, les analystes et lacommunauté financière qu’il existe un modèle de développement viable pour ledéploiement de l’UMTS.

Le déploiement de ces nouveaux réseaux est particulièrement onéreux. Les modèles dedéveloppements ne peuvent plus être basés sur la voix. La voix est acheminée à un prixmodique avec le GSM, si la seule chose dont j’ai besoin est une communication vocale,alors je n’ai pas besoin de l’UMTS. Nous devons donc mettre au point de nouveauxmodèles économiques. […] C’est la raison pour laquelle Lucent™ propose aux opérateursle déploiement de réseaux pilotes qui permettent d’évaluer la bonne tenue de leurmodèle économiques sans se lancer dans le déploiement massif de ces technologies. »

Cette réflexion, bien que pertinente d’un point de vue économique tend à mettre leréseau au centre des enjeux de l’UMTS. La qualité des réseaux représente une conditionssine-qua-non du succès de l’UMTS, mais ce n’est que l’étape intermédiaire qui menera ausuccès, la brique fondamentale étant constituée par les services.

ÿ Les services « data » au centre de l’économie des réseaux 3G :

Le défi principal qu’auront à affronter les opérateurs de réseaux de troisième générationsera de parvenir à augmenter la proportion du CA dégagée par les services detransmission de données. Cette profonde mutation suppose un décollage des servicesdata se servant des technologies sans fil.

Nombre d’abonnés aux services de 2,5G / 3G en Europe de l’Ouest90

Pays GSM GPRS UMTS

2002 280,9 5,6 -

2003 255,9 40,2 -

2004 175,6 122,3 -

2005 124,9 165,9 12,7

2006 91,9 160,3 52,6

2007 69,2 112,1 124,7

Analysys Research91

89 M. Bruce Dale est vice président de la branche Offre Produit et Réalisation UMTS au sein du« Groupe Solution Mobiles » chez Lucent.90 Chiffres donnés en million d’abonnés.91 3G Mobile, 4 (22): S1, 27 Novembre, 2002.


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280,9

0

255,9

40,2

175,6

122,3

124,9

165,9

12,7

91,9

160,3

52,6

69,2

112,1

124,7

0

50

100

150

200

250

300

350

2002 2003 2004 2005 2006 2007

Nombre d'abonnés aux services de 2,5G / 3G en Europe de l'Ouest

GSM GPRS UMTS

Le graphique ci-dessus montre bien le décollage des services GPRS à partir de 2003-2004, puis, à partir de 2006 celui des services UMTS. La notion d’abonnement à unservice data ne signifie pas nécessairement son utilisation, d’autant plus que lesopérateurs ont tendance à inclure ces forfaits naturellement dans les nouvelles offresqu’ils commercialisent.

Le succès de la 3G reste donc lié aux services que seront capables d’aménager lesopérateurs autour de leurs nouveaux réseaux. À la différence du Wi-Fi qui génère uneéconomie basée sur la vente de produit fini, l’UMTS s’axe autour des nouveaux services.

Différences fondamentales entre le Wi-Fi et le GPRS du point de vue des services

Wi-Fi UMTS

Support de la QoS Non Oui

Dépendance vis à vis d’autres réseaux Oui Non

Plage de fréquence réservée Non Oui

Technologie centrée sur les services Non Oui

Compatibilité entre les versions des normes Faible Oui

Technologie centrée sur l’accès Internet Oui Non

Technologie centrée sur la téléphonie Non Oui

Technologie mature Oui Non

Offre de terminaux Étoffée Faible

Sécurité garantie Non -

Ce tableau illustre bien les différences fondamentales qui existent entre les deuxtechnologies. Les opérateurs devront faciliter l’émergence de nouveaux acteurs des


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services en ligne en leur proposant dès aujourd’hui des guides pratiques dedéveloppement des nouveaux services qui pourront être déployés sur les réseaux 3G.

Le seul accès à l’Internet depuis des terminaux mobiles ne constituera pas en soit unedifférence assez importante pour assurer le succès des réseaux UMTS face aux Wi-Fi.Une catégorie de services spécifiques à forte valeur ajoutée devra faire son apparition etpermettre l’émergence d’une nouvelle économie des services 3G.

Les équipements qui intègrent des interfaces à la norme 802.11 se multiplientrapidement, confortant le Wi-Fi comme technologie d’échange pour les réseaux locauxsans fil d’entreprise. Le chapitre §C-1.c évoque l’importance des interfaces parmis lesenjeux décisifs de la bataille Wi-Fi / 3G.

Le succès des modèles économiques centrés autour des services d’opérateursnécessitent :

1. La participation d’acteurs externes en tant que gestionnaires des services.

2. Un accès sans encombre aux services (norme stable).

3. Un reversement motivant par paliers pour les prestataires de services.

4. Une visibilité importante de l’offre de nouveaux services.

5. La simplicité d’utilisation des services.

Ces cinq points sont communs à tous les grands succès des opérateurs de services enligne (Minitel, Imode, services “0800”).

ÿ État des lieux du déploiement des réseaux 3G :

Alors que les premiers réseaux de 3ème génération auraient théoriquement dû faire leurapparition depuis une année, le retour en force du « réalisme économique » pousse lesopérateurs à re-considérer leur position sur les marchés ayant fait l’objet des plus fortesspéculations.

Ceci se traduit par une re-négociation du délai de déploiement des réseaux au cas parcas. L’un des premiers à ouvrir le pas fut Telefonica Moviles qui prit la décision deretarder le déploiement de ses réseaux UMTS en dehors de l’Espagne.

Cette décision a des effets en cascade, comme la remise en cause des procéduresd’attribution des licences par les sociétés qui n’ont pas remporté les enchères initiales.Les opérateurs qui décident de rester dans la compétition font eux pression sur lesorganismes régulateurs des différents pays pour obtenir une réduction de leur dette ouson ré-échelonnement.

Ceci pose un problème d’affaiblissement de la concurrence et de perte de revenuspotentiels pour certains pays qui se retrouvent avec un ou deux opérateurs encore enliste au lieu des quatre ou cinq initiallement prévus.

Les régulateurs ne font pas preuve de souplesse à l’égard des candidats qui ont obtenudes licences et cherchent à la re-négocier d’une manière ou d’une autre (extension de ladurée de la licence, réduction des tarifs, …).

La mise au point d’un système d’enchère est en soit excellente et permet, comme exposédans le chapitre §B-1.a, de réaliser des économies substantielles en réduisant la duréedu processus d’attribution. Le déploiement de ces procédures en pleine surchauffeéconomique a eu un effet négatif à plusieurs titres :


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1. Les enchères ont largement contribué à l’endettement massif des opérateurstélécom Européens et affaibli leur position économique face à des concurrentspotentiels.

2. Le manque de liquidité provoqué par la baisse rapide des marchés etl’endettement excessifs des opérateurs a contribué à accélérer le retard prisdans le déploiement des premiers réseaux 3G.

3. Ceci a eu des répercutions directes pour les équipementiers qui ont vu leséchéances de leurs commandes s’allonger considérablement provoquant unmanque de liquidité qui a conduit certains d’entre eux au bord du gouffre.

Bien que les états qui ont orchestré les procédures de mise sur le marché de ces licencesne puissent en aucun cas être tenus pour responsables du « fiasco des licences UMTS »,ils doivent maintenant songer à l’avenir des fleurons européens des télécommunicationsdont l’avenir est hypothéqué. Le désendettement rapide des opérateurs ne pourra sefaire qu’avec une contribution des états. Les propositions les plus récentes sont :

- Celle de la France qui propose “ la mise au point d’un système de ponction surles résultats à venir des opérateurs ”.

- Celle de l’Union Européenne qui propose de faciliter la mise sur le marché deslicences UMTS en créant un marché secondaire des licences dès le mois dejuillet 2003.

Certains analystes92 prévoient la disparition supplémentaire d’un opérateur de troisièmegénération sur les marchés allemands, italien et autrichiens d’ici à la fin de l’année. Cecia pour conséquence de “ renforcer la position des opérateurs restant en compétition surleur marché93 ”.

Les autorités de régulation à travers l’Europe multiplient leurs avertissement concernantles dérapages fréquents sur la tenue des délais de déploiement des réseaux 3G.

Le retour du réalisme économique dont fait preuve le marché des télécoms européen detroisième génération devrait se traduire par “ un mouvement de consolidation dont lesconséquences devraient être positives pour les revenus à moyen terme des opérateursrestant en compétition94. ”

En 1999, l’IMT-200095 a conclu que les principales technologies qui constitueraient lesstandards de la troisième génération96 de télécommunication mobile seraient EDGE97 etle W-CDMA98. Les chapitres suivants exposent l’architecture du système UMTS, enpartant des couches basses pour remonter vers les services.

92 Denis McCauley analyste de la société Pyramid Research basé à Boston.93 Propos de Nikesh Arora, responsable des nouveaux développements chez T-Mobile et membre duconseil d’administration.94 Dave Murashinge, vice président de la division Réseaux sans Fil chez Nortel Networks.95 IMT-2000 : International Mobile Telecommunications 2000, standard de la troisième générationde téléphonie mobile telle que définie par l’Union International des Télécoms (UIT).96 3G.97 EDGE : Enhanced Data rates for GSM Evolution.98 W-CDMA : Wideband-Code Division Multiple Access.


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Nombre d’abonnés aux services de 2,5G / 3G

Période 2002 2003 2004

Pays US Europe US Europe US Europe

CDMA 2000 9,8 44,8 69,2

GPRS 0,5 2,7 18,1 9,5 45,5 19,7

W-CDMA 1 6,2 16,1

Source Analysys Research

b. Le réseau d’accès.

Le 3GPP a mis l’accent sur la définition des éléments logiques qui composeront les futursréseaux. En donnant une définition précise des interfaces, le 3GPP assure unecompatibilité des équipements entre eux, même si ces derniers proviennent deconstructeurs différents.

L’architecture du réseau UMTS comporte trois éléments principaux présentés dans leschéma figurant ci-dessous. Le Terminal Utilisateur (UE), L’UTRAN99 qui assure le supportde toutes les fonctionnalités radios. Les éléments du Cœur du Réseau qui gèrent le bonacheminement des informations (voix et données) au sein du réseau de l’opérateur etvers les réseaux externes (fonctions de routage et de commutation principalement).

Architecture schématique d’un réseau UMTS. Figure 19

L’une des évolutions majeures que propose l’UMTS par rapport aux technologies deseconde génération en Europe est le choix d’une interface air qui repose sur le WCDMA.Cette interface ouverte est schématisée par les lettres Uu ; c’est grâce à elle quel’utilisateur pourra accéder à la partie fixe du réseau de l’opérateur.

Le GPRS inclue pour la première fois un mode paquet au niveau voie radio et unacheminement des paquets sur des réseaux IP externes. Les premiers résultats du GPRSsont exposés dans le chapitre §B-2.b. Cette première évolution est encore marquée parun distinguo important entre les données de type “Data” et les données “Voix”, ce

99 UTRAN : UMTS Terrestrial Radio Access Network.


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dernier ne disparaîtra qu’avec le déploiement des phases avancées de l’UMTS (à partir dela release 3).

L’augmentation du degré de granularité de la figure 18100, permet d’obtenir une visionplus précise de la construction d’un réseau UMTS.

Architecture détaillée d’un réseau UMTS. Figure 20

Le détail des intéractions entre les différents éléments qui rentrent en jeu dans cettearchitecture permet de mieux comprendre le fonctionnement de l’UMTS.

ÿ User Equipement ou Terminal Utilisateur :

Il se décompose en deux parties, le Terminal Utilisateur qui assure la communicationavec le NodeB sur l’interface Uu et la carte SIM (appelé USIM101). Les données relatives àl’identification de l’utilisateur sont stockées sur cette carte (clé d’authentification et dechiffrement), ainsi que des programmes et certains paramètres nécessaires au TerminalUtilisateur.

Il pourrait être intéressant de préciser quelles sont les différentes interfaces desTerminaux Utilisateurs (UE) qui permettent de communiquer avec d’autres typesd’équipements (portables et PDA principalement). Les interfaces les plus en vogue sont leBlueTooth™, l’IrDA102.

Ces nouvelles interfaces permettent d’utiliser le Terminal Mobile comme un modem, ense passant des connectiques souvent pénibles à installer. De leur simplicité d’utilisationdépend le confort de la navigation depuis les ordinateurs portables et les PDA. Ceci enfait un élément clé du succès des technologies UMTS : la navigation depuis desterminaux offrant une surface visuelle plus grande permet d’augmenter considérablementle volume de données transférées par les utilisateurs et donc les revenus des opérateurs.

Ceci met aussi en relief l’un des problèmes que pourrait rencontrer l’UMTS face au Wi-Fi :la nécessité d’utiliser la carte à puce pour permettre l’établissement d’une communication

100 Schéma inspiré du livre de M. Harri Holma et Antti Toskala « UMTS – Les réseaux mobiles detroisième génération » publié chez Osman Eyrolles Multimédia, page 90. ISBN 2-7464-0370-6.101 USIM : UMTS Subscriber Identity Module.102 IrDA : Infrared Data Association. Interface utilisant la transmission par onde infrarouge ; demoins en moins utilisé à cause des contraintes que son utilisation implique.


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sur le réseau103. L’utilisation mixte Terminal Utilisateur – ordinateur portable devrait doncêtre conservé dans un premier temps. À terme, un système permettant un autre type decontrôle d’accès devra être mis au point pour conquérir les utilisateurs qui souhaitentnaviguer directement depuis leur ordinateur pour accéder au réseau.

La mise au point de cartes UMTS qui pourront être incorporées dans les ordinateursportables des utilisateurs marquera le franchissement de la barrière qui existe encoreentre le monde de l’informatique et celui de la téléphonie.

ÿ L’UTRAN :

Le réseau d’accès UMTS est composé de deux entités principales : le NodeB ou station debase et le RNC104. D’un côté le NodeB offre une voie d’accès qui prend en compte leterminal et assure la liaison et la transmission des données, de l’autre le RNC permet laliaison avec le cœur du réseau.

1. La station de base :

Elle permet la conversion des flux de données entre les interfaces Iub et Uu, elle prenden charge les ressources radio en gérant la couche physique de l’interface air (codage ducanal, entrelacement, adaptation du débit et étalement). Ces différents mécanismespermettent de s’assurer de l’unicité du code utilisé par chaque utilisateur sur un canal detransmission commun. Le codage du canal permet d’assurer une meilleure isolation descommunications. Ils permettent aussi de maximiser la ressource radio grâce à l’utilisationdes codes fondés sur la technique OVSF105.

L’utilisation d’une plage de fréquence unique dans le W-CDMA ne va pas sans posercertains problèmes, notament au niveau du dimensionnement des cellules et desinterférences inter utilisateurs.

Six différents types de canaux montants ou descendants permettent de prendre encharge les informations : de disponibilité des slots, de transport des informationsutilisateur et d’initialisation des communications.

Comme dans tous les réseaux qui utilisent le spectre électromagnétique comme support :la force du signal diminue en fonction de l’éloignement de l’utilisateur du centre de lacellule. Ces phénomènes classiques de la transmission radio peuvent avoir un impactassez important sur des services qui demandent une haute QoS, comme lavisioconférence. L’une des solutions qui permet d’éviter ce genre de situation assezpénible consiste à augmenter le nombre des cellules afin d’offrir une plus grande QoSdans les zones denses.

Malgré tout il demeure difficile d’appréhender les aléas de l’utilisation d’une cellule à uninstant t. Ainsi les phénomènes de « respiration des cellules106 » peuvent restreindre

103 La société Excilan propose une solution qui permet de virtualiser l’utilisation de la carte SIMévitant ainsi ce type de problème : http://www.excilan.com/news/index.cfm?check=54&type=2104 RNC : Radio Network Controler.105 OVSF : Orthogonal Variable Spreading Factor. On pourra se reporter au chapitre 5 du livre de M.Harri Holma et Antti Toskala « UMTS – Les réseaux mobiles de troisième génération » citéprécédemment.106 Cell Breathing ou respiration de cellule : phénomène de contraction de la ressource radio pourun utilisateur “u” à un instant “t” dû à l’arrivé de nouveaux Terminaux Utilisateurs dans une zoneplus proche du centre de la cellule que la position de “u”. Ceci entraîne une perte de capacitépouvant amener l’utilisateur “u” à perdre la QoS nécessaire à l’utilisation de son service.


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l’utilisation de services nécessitant des impératifs stricts de synchronisation entre lesNodeB et les Terminaux Utilisateurs.

2. Le RNC :

C’est l’élément du réseau en charge du contrôle des ressources radio, il gère tous lesNodeB présents sur sa zone de couverture (cf. schéma).

Détail de l’UTRAN. Figure 21

Grâce au RNC, les NodeB peuvent prendre en charge le déplacement des TerminauxUtilisateurs entre les cellules sans interruption de la communication (Soft Handover). Demême il pourra assurer des « handover Inter système » depuis une cellule GSM vers unecellule W-CDMA et vice-versa.

Le RNC permet d’assurer une gestion des communications en mode circuit et destransmissions des données en mode paquet sur une unique interface air (via le NodeB) etvers le cœur de réseau. Ceci évoluera vers des communications entièrement en modepaquet à partir de la “Release 5” de l’UMTS.

En amont, la transmission des données vers le Cœur de Réseau s’effectuera grâce auprotocole ATM107 et / ou IP qui offrent de larges possibilités de prioritisation des flux. Letypage des flux permet le support des quatre niveaux de QoS qui ont été identifiés pourl’UMTS (la dernière partie de ce chapitre est conscrée à l’étude de ce point).

3. Les interfaces de l’UTRAN :

Deux interfaces principales et leurs déclinaisons (Uu et Iu) :

- L’interface Uu est certainement la plus complexe et ferait à elle seule l’objet d’unouvrage bien fourni ; c’est une interface ouverte de type WCDMA qui permet de relierle Terminal Utilisateur à la partie fixe du réseau.

107 ATM : Asynchronous Transfer Mode.


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- L’Iub, interface ouverte, permet de raccorder les NodeB au RNC.

- L’Iur permet de raccorder deux RNC entre eux, autorisant ainsi les « soft handover »ainsi que d’autres mécanismes de transfert entre RNC.

- L’IuCS raccorde le domaine circuit vers le Cœur de Réseau, alors que l’IuPS raccorde ledomaine paquet du réseau. Ces interfaces devaient initialement être communes, mais,pour des raisons d’optimisation du transport, différentes technologies ont dû êtreutilisées, obligeant à distinguer entre les deux.

c. Le cœur du réseau.

Le cœur de réseau prend en charge le routage et les fonctions de commutation voix etdonnées vers les réseaux externes.

Les fonctions des cinq principaux éléments qui rentrent en compte dans la mise en œuvredu cœur de réseau sont détaillées ci-dessous.

ÿ Le HLR108 :

C’est la base de données qui permet aux opérateurs de gérer le profil de leursutilisateurs. Elle contient, entre autres, les informations suivantes :

- Le numéro de téléphone de l’abonné.- Les services auxquels il a souscrit.- Les options de renvoi d’appels.- Les restrictions d’appels.- La zone de localisation de l’abonné.

Le HLR dispose de l’identité du VLR et du SGSN actif sur la zone où se situe le TerminalUtilisateur, ceci lui permet d’établir une connexion avec le mobile dès qu’unecommunication doit être établie.

Afin d’assurer une communication entre clients de différents opérateurs, les HLRd’opérateurs différents peuvent échanger des informations entre eux. De même lorsqu’unutilisateur est à l’étranger, l’opérateur local peut charger son profil depuis son opérateursource.

ÿ Le MSC/VLR109 :

C’est l’élément qui fournit les services circuit sur un terminal présent sur la zone decouverture. Il recouvre le « domaine circuit ». Son rôle est amené à se réduireconsidérablement au fur et à mesure de l’avancée du tout IP dans les réseaux UMTS. LesMedia Gateway assurant les fonctions de commutation directement au niveau IP avecdifférents niveaux de QoS qui permettent d’acheminer les services voix et données sansperte de qualité. Dans l’architecture finale des schémas de l’UMTS tout IP, les MSC ontdisparus.

108 HLR : Home Location Register.109 MSC/VLR : Mobile Switching Centre / Visitor Location Register.


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ÿ Le GMSC110 :

C’est un commutateur qui est connecté aux réseaux externes en mode circuit. Il assurela commutation des circuits vers les réseaux d’autres opérateurs (réseaux PLMN111,PSTN112 et RNIS113).

ÿ Le SGSN114 :

Il assure la commutation des paquets de façon similaire au MSC/VLR.

On distingue deux rôles principaux pour le SGSN :

1. La gestion de la mobilité des utilisateurs. C’est une fonction essentielle pour lecœur du réseau ; dès qu’un utilisateur allume son portable, il s’enregistreauprès du BTS le plus proche (quel que soit l’opérateur auquel appartient laBTS). La BTS contacte ensuite le SGSN de l’opérateur de l’utilisateur et met àjour ses tables de localisation et de routage. Du SGSN dépendent tous lesservices de géolocalisation.

2. La gestion de session qui recouvre : la Qualité de Service, l’association et dé-association, le routage et la gestion de ressources.

ÿ Le GGSN115 :

La fonction principale des GGSN est de fournir une interface entre les réseaux detroisième génération et d’autres réseaux externes à commutation de paquets : l’Internetpar exemple, mais aussi des intranet ou d’autres réseaux sans fil.

Le GGSN assure aussi le routage des paquets vers les SGSN et collecte les tickets defacturation émis par le SGSN.

d. L’évolution vers le tout IP :

L’évolution des différentes « Release116 » de l’UMTS va permettre la mise en œuvre d’unréseau entièrement basé sur le protocole IP. A l’inverse du GSM qui attribut desressources de façon statique à un utilisateur (attribution d’un circuit par communication),le protocole IP, couplé à des mécanismes de gestion de la QoS, permet une gestiondynamique de l’attribution des ressources.

Le débat concernant les possibilités offertes par l’IP pour le support de la QoS estaujourd’hui quasiment clos. La mise en œuvre de protocoles comme DiffServ117 permetune gestion de priorité des flux dans les routeurs, condition nécessaire pour assurer unegestion de la QoS. 110 GMSC : Gateway Mobile Switching Centre.111 PLMN : Public Land Mobile Network. Réseau Téléphonique Commuté Public.112 PSTN : Public Switched Telephone Network. Ensemble des systèmes interconnectésd’opérateurs.113 RNIS : Réseau Numérique à Intégration de Services. ISDN en anglais.114 SGSN : Serving GPRS Support Node.115 GGSN : Gateway GPRS Support node.116 Release : Ce terme est employé comme synonyme de “ Version ”.117 DiffServ : Differentiated Services. On pourra consulter la notice publique d’information de Ciscosur le sujet : http://www.cisco.com/warp/public/cc/pd/iosw/ioft/iofwft/prodlit/difse_wp.htm


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Avec l’arrivée de Mobile IP, les utilisateurs mobiles auront la possibilité de changer denœud sur un sous réseau sans interruption de service (par exemple lors d’un handoverentre NodeB ou entre RNC). Ceci inclut une transparence du réseau au-dessus de lacouche IP avec le maintien des connexions TCP118 et UDP119 actives.

Parallèlement à Mobile IP, l’utilisation d’IPv6 par les opérateurs comme protocole desupport de leurs réseaux UMTS120 permettra de palier aux faiblesses d’IPv4 en offrant :

- Une solution pour les problèmes liés à la pénurie d’adresses.- Une possibilité de configuration dynamique du réseau avec IPv6 qui facilite les tâches

d’administration.

- Un renforcement de la sécurité.

- La gestion de la mobilité est aussi prise en compte sur les réseaux IPv6121.

L’approche “ tout IP ” simplifie l’architecture des réseaux d’opérateur en permettant uneplus grande souplesse d’adaptation. L’article « An all IP software radio architecture underRTLinux »122, est un bon exemple du déploiement d’une architecture logicielle basée surIPv6 qui doit permettre le support de la visioconférence sur les réseaux IP/UMTS dedemain.

À partir de la « Release V » de l’UMTS, le « multimédia sur IP » fait son apparition; tousles médias, y compris la voix, peuvent être transportés par de la transmission depaquets. Les versions finales (non encore stabilisés) se baseront sur le schéma suivant :

UMTS : vers le tout IP. Figure 22

118 TCP : Transmission Control Protocol.119 UDP : User Datagram Protocol.120 http://www.infosyncworld.com/news/n/2999.html et http://www.ipv6forum.com/navbar/events/birmingham00/presentations/PDF/AskoRasanen.pdf121 Mobile IPv6 : http://www.ietf.org/internet-drafts/draft-ietf-mobileip-ipv6-21.txt122 Article publié dans les « annales des télécommunications » n° 57, du mois de juillet/août 2002– P. 677 - ISBN 2-7462-0566-1 ; on pourra aussi consulter un document de synthèse disponible àl’adresse Internet : http://www.eurecom.fr/Symposium2002/proceeding_bonnet.ppt


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Les principales évolutions sont : la disparition du domaine Circuit, une gestion de bout enbout de la QoS sur IP, et la fédération du transport voix-données.

Cette nouvelle conception des réseaux d’opérateur ouvre des possibilités intéressantespour l’intégration des technologies WLAN. Ces schémas sont présentés dans le chapitre§C-1.b.

e. La notion de service dans les réseaux UMTS :

La notion de service dans les réseaux UMTS est très liée à la mise en œuvre de systèmesde gestion de la QoS. Comme exposé dans le chapitre précédent, le protocole IP avecDiffServ permet d’assurer ce type de fonctionnalité, tout comme le protocole ATM quiintègre de façon innée la gestion de la QoS.

Nous retrouvont quatre classes de services liées à l’implémentation de mécanismes deQoS dans les réseaux UMTS :

Classe de service Service Offert Exemple de services

Background Fondée sur la notion de « Best Effort »,elle permet de diffuser et de recevoir unflux en fonction de la disponibilité desressources à un moment donné.

Couriel.

Interactive Garantie un faible taux d’erreur parrapport à la réception des trames.

Web, jeu en réseau.

Streaming Classe destinée aux services temps réel.L’ordre des paquets d’un flux doit êtrepréservé.

Streaming vidéo, multimédia.

Conversational Classe adaptée aux services temps réelbidirectionnels. Le temps de transfert debout en bout doit être inférieur à 400ms.

Téléphonie, jeux vidéo,vidéoconférence.

ÿ La classe Background :

L’importance du temps de transfert n’est pas capital. Ce qui compte, c’est que lesdonnées arrivent intactes. Elle peut permettre le transport de couriel par exemple.

ÿ La classe Interactive :

Cela correspond à des services du type client serveur avec envoi et réception de requêtes(la consultation de pages Web en est l’exemple le plus connu). Afin d’assurer cestransferts dans de bonnes conditions, les données doivent être reçues avec un tauxd’erreur réduit.


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Cette classe propose aussi l’accès aux services de géolocalisation qui pourront êtrefournis par trois types de méthodes : localisation au niveau cellule, méthode OTDOA-IPDL123 et par GPS124.

ÿ La classe Streaming :

Cette classe est de type asymétrique, la bonne qualité de réception des flux diffusés estassurée grâce à la mise en œuvre de mécanismes de mémoire tampon qui permettentune tolérance plus importante à la gigue125.

Sont inclus dans cette classe : la diffusion de vidéo à la demande, mais aussi denouveaux types de services comme la messagerie vidéo126 promise à un vif succès.

ÿ La classe Conversational :

C’est certainement la classe la plus complète. C’est elle qui assurera la diffusion deservices symétriques comme les services voix, les services de vidéotéléphonie. Tous cesservices s’adressent à un ou plusieurs utilisateurs qui sont mis en relation à un instant t.

La transmission de la voix utilisera le codec AMR (Adaptative Multi-Rate), qui proposehuit débits différents entre 12,2 et 4,75 kbits/s. La qualité du signal est analysée et ledébit utilisé réadapté toute les 20 ms.

La vidéotéléphonie qui sera mise en œuvre dans le cadre de l’UMTS s’appuiera sur leprotocole H.323 ou SIP.

f. Le déploiement des services UMTS :

ÿ Aperçu des différents terminaux d’accès :

L’organisation des services UMTS en classe, avec des niveaux de QoS différents enfonction de l’utilisation répond aux impératifs des réseaux de transport de la voie et del’image animée.

Le transport de la voix avec des nouveaux schémas de modulation variables et sansallocation de cellule semble bien fonctionner. La vidéo, plus sensible et plus gourmandedemande des ressources importantes et ne semble toujours pas donner la satisfactionattendue.

Si l’idée de la segmentation des services en classes paraît nécessaire, le succès dusystème UMTS demeure sujet à de nombreuses interrogations. Attaqués de toutes partspar des technologies potentiellement concurrentes, l’UMTS et les perspectives de revenusqui lui sont associés ont pris un retard considérable, permettant ainsi une pénétrationimportante d’équipements munis d’interface Wi-Fi127.

123 OTDOA-IPDL : Observed Time Difference Of Arrival – Idle Period Down Link.124 GPS : Global Positioning System.125 Gigue : Variation aléatoire dans la temporisation d’un signal entraînant une perte de qualité auniveau de la réception du signal.126 Envoi de courtes séquences vidéo qui pourraient être stockées sur un serveur dédié, de façonsimilaire aux messageries audio.127 26,5 milions de produits équipés d’interface WLAN devraient être vendu à travers le mondecette année d’après DataQuest.


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Le tableau de synthèse proposé ci-dessous présente l’ensemble des principaux servicesenvisagés par les opérateurs pour les connexions Data en mode GPRS ou UMTS. L’étudeprendra en compte les forces et faiblesses des offres de substitution pouvant fonctionnerdans des conditions de mobilité similaires.

Les services UMTS et ses concurrents :

Type de service Concurrents

Force et faiblesse de l’UMTS

Mail BlackBerry128

Wi-Fi

1. Risque de cannibalisation de l’offre opérateur par despartenaires (BlackBerry).

2. Difficulté d’accès aux messageries d’entreprise (firewall,système propriétaire).

3. Terminaux peu adaptés à ce type d’utilisation (taille desécrans trop petits, claviers inexistants).

Web Wi-Fi 1. Navigation peu confortable avec des terminaux trop petits.

2. Absence de besoin réel en situation de mobilité.

3. Transfert trop faible pour permettre une rentabilité del’offre produit (navigation WAP).

4. Complexité des schémas de connexion de plusieursterminaux entre eux (mobile + ordinateur // mobile +PDA).

5. Présence de HotSpots à proximité.

Transfert de fichiers(FTP129,…)

Wi-Fi 1. L’asymétrie des transferts (1+3 ou 1+4)130 rend lesconnexions particulièrement lentes pour les transfertsmontants.

2. Pas d’utilisation possible depuis des terminauxtéléphoniques : couplage mobile + ordinateur nécessaire.

Connexion auxréseaux d’entreprise

Wi-Fi 1. Assez adapté, surtout dans le cadre d’une offre globaleréseau d’entreprise + mobilité.

2. Ce type de service ne présente une utilité que s’il estutilisé depuis un PDA ou un ordinateur portable.

Géolocalisation GPS

Galiléo ;-)

1. Imprécision de la géolocalisation par rapport au GPS.

2. Faiblesse de l’offre service par rapport au GPS.

3. Conditions d’accès au Terminal Utilisateur encore maldéfinies.

Téléphonie GSM 1. Réseau GSM existant et déjà rentabilisé.

2. Déploiement des réseaux UMTS particulièrement onéreux.

Visioconférence Wi-Fi 1. Fonctionnement peu satisfaisant.

2. Difficulté du maintien d’une QoS satisfaisante sur descellules larges.

3. Consommation énergétique excessive.

Streaming Vidéo Wi-Fi 1. Débits limités.

2. Visualisation limitée sur les mobiles.

128 BlackBerry : Service proposant un Terminal Spécialement dédié à l’envoi et la réception de mailen situation de mobilité. Il permet aussi une synchronisation des agendas. BlackBerry se sert desréseaux GPRS/UMTS comme réseaux de transmission. http://www.blackberry.net/index.shtml129 FTP : File Transfer Protocol. Protocole de Transfert de Fichiers le plus utilisé sur l’Internet.130 Asymétrie des transferts : Lors de l’établissement d’une connexion GPRS ou UMTS, les canauxde transfert de données sont asymétriques (un canal est utilisé pour la voie descendante et trois ouquatre pour la voie montante) rendant les transferts assez lents.


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Malgré tous les efforts des équipementiers et des opérateurs, la QoS des terminauxUMTS reste sujette aux aléas de la transmission hertzienne qui sont importants (vitessede déplacement, conditions météorologiques, obstacles naturels, …). La notion de classede service devient alors une notion relative.

Les modèles de business plan mis en œuvre par les opérateurs pour les réseaux detroisième génération sont essentiellement basés sur une augmentation importante dutrafic donné dans la part du revenu global des opérateurs.

Cette nouvelle équation passe nécessairement par une redéfinition du rôle du téléphoneen tant qu’outil communicant. Les faibles quantités de données qui peuvent être reçueset transmises par l’intermédiaire de ce type de terminaux en limitent fortement l’intérêtéconomique.

Dans les business plans de l’UMTS, les téléphones portables serviront au mieux demodems et au pire de téléphone !

Le tableau suivant permet de mesurer l’importance que revêtent les nouveaux objetscommunicants (PDA et Ordinateurs portables) pour les schémas de revenus desopérateurs.

Facilité d’accès aux services 3G en fonction du type de terminal utilisé :

Type de service Téléphoneportable

PDA Ordinateurportable

Mail - + +++

Web - + +++

Transfert de fichiers(FTP131,…)

- - +++

Connexion aux réseauxd’entreprise

- + +++

Géolocalisation ++ +++ +

Téléphonie +++ + -

Visioconférence ++ ++ ++

Streaming Vidéo + ++ +++

De nombreux services reposent sur une utilisation couplée PDA ou ordinateur portableavec un téléphone GPRS/UMTS. Le téléphone fait alors office de modem et repose surune interface (BlueTooth, IrDA ou serial) pour assurer sa connexion avec les réseauxexternes GPRS/UMTS.

La moindre intégration entre les ordinateurs portables et les téléphones risque de peserlourd dans le choix des technologies d’accès aux réseaux de troisième génération. Faceaux cartes Wi-Fi qui sont de plus en plus livrées pré-installées dans les ordinateurs, laconfiguration des interfaces nécessaires aux connexions GPRS et UMTS peut s’avérerdifficile.

Le cas des organiseurs ou PDA différent : leur position intermédiaire entre téléphoneportable et ordinateur les rend plus difficiles à appréhender. Ils intègrent plus souventdes interfaces Wi-Fi et BlueTooth™ que des slots SIM pour une connexion aux réseaux

131 FTP : File Transfer Protocol. Protocole de Transfert de Fichiers le plus utilisé sur l’Internet.


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GPRS. Les industriels qui les fabriquent sont plus proches de la micro-informatique quedes télécoms ce qui est aussi un danger potentiel pour les opérateurs.

Dernière catégorie un peu à part, les cartes multimodes radio : Nokia propose une carteWi-Fi et GPRS qui permet de se raccorder indifféremment à ces deux réseaux132. Cescartes préfigurent ce que nous pourrions retrouver dans nos ordinateurs portables d’iciquelques mois. La double interface proposée permet de se raccorder aux deux types deréseaux de façon simple, seul l’inconvénient de l’utilisation obligée d’une carte SIM par leréseau GPRS vient compliquer un peu les opérations (bien que des solutions devirtualisation de la carte SIM semblent avoir été trouvé).

Dans un soucis de simplicité d’accès aux réseaux de type donné, les opérateurs devraientessayer de se rapprocher des constructeurs d’ordinateurs portables et de PDA afin dedéfinir des interfaces GPRS / UMTS plus ouvertes. Comme les tableaux précédentsl’illustrent, la facilité d’accès au réseau en mode data constituera l’un des points clé dusuccès de l’UMTS.

Un autre point important sera la facilité d’utilisation des équipements qui intégreront uneinterface UMTS. À l’heure actuelle, le passage obligatoire par une carte SIM pour accéderà un réseau GPRS en mode donné oblige les utilisateurs à une série de manipulationscontraignantes (transfert de la carte SIM).

En lieu et place, les opérateurs pourraient proposer un système d’authentification de typeRADIUS qui offre un niveau de sécurité très satisfaisant sans imposer les contraintesliées à l’utilisation de ces cartes. Cette nouvelle intégration permettrait de créer descartes multimodes intégrées aux ordinateurs portables et PDA de façon native, offrant denouvelles sources de débouchés importants pour les opérateurs.

Les revenus de l’UMTS. Figure 23

132 Carte Nokia D211 : http://www.nokia.com/nokia/0,5184,405,00.html


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B. LES CONDITIONS DU DEPLOIEMENT DES RESEAUXWI-FI ET UMTS.

1. Les spécificités de la bande S de l’ISM (2,4 GHz) :

« On s’aperçoit qu’on est devenu un spécialiste quand les choses dont on parle avec plaisirennuient les autres » Gilbert CESBRON – “ Journal sans date. ”

Les règles qui régissent l’attribution des fréquences à travers le monde ont pour objectifde permettre une meilleure exploitation des différentes fréquences disponibles ens’assurant du respect par tous les acteurs autorisés de certaines contraintes etspécifications.

Les principaux organismes ayant vocation à contrôler ces fréquences sont :

- La FCC Federal Communications Commission133.

- L’ERO European Radiocommunication Office134.

- L’ETSI European Telecommunications Standards Institute135.

- L’ITU International Telecommunications Union136.

- L’ART Autorité de Régulation des Télécommunications137

Les fréquences radios sont attribuées suivant des bandes particulières qui correspondentà des utilisations spécifiques (GSM, transmissions militaires, cibie, police, radioFM, …).Certaines fréquences ont été déréglementées afin de permettre une utilisation civile avecdes contraintes faibles, c’est le cas de la bande dite ISM située dans la tranche des 2,4GHz. C’est sur cette plage de fréquence que fonctionnent les fours micro-ondes, le Wi-Fiet le Bluetooth138 entre autres. Une autre plage de fréquence située dans la bande des5GHz est aussi disponible pour une utilisation publique (c’est le cas du 802.11a).

L’attribution des fréquences a catalysé un certain nombre de revendications de la part denouveaux acteurs désireux de mettre en place des systèmes de communication sans fildans des lieux publics139.

La section B.3.d. propose une présentation plus complète d’un certain nombre denouveaux acteurs du marché Wi-Fi.

133 FCC : http://www.fcc.gov/134 ERO : http://www.ero.dk/135 ETSI : http://www.etsi.org/136 ITU : http://www.itu.int/137 ART : http://www.art-telecom.fr/138 BlueTooth : Le site officiel : https://www.bluetooth.org/139 C’est le cas de la communauté des utilisateurs Parisiens http://www.paris-sansfil.net/


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a. Les Etats-Unis, ou l’application des théories libérales :

ÿ Les politiques d’attribution des fréquences aux USA :

L’étude proposée par Thomas W HAZLETT140 intitulé « The Wireless Craze, The UnlimitedBandwidth Myth, The Spectrum Auction Faux Pas, and the Punchline to Ronald Coase’s“Big Joke” »141 retiendra notre attention. Il propose dans son essai de 210 pages uneanalyse complète sur les fondements économiques de la distribution du spectre hertzienaux USA.

L’étude se définie ainsi :

« En 1959 la FCC proposa à l’économiste Ronald Coase de commenter sa propositiond’établissement d’un marché des fréquences hertziennes. La première question du FCCfut : “ Est-ce une blague ? ”.

L’essai examine les tendances du marché qui inspirent les changements d’humeur desrégulateurs américains. Il prend en compte : les politiques de libéralisation du spectre auregard des technologies émergentes, la théorie de la “ Bande passante infinie ”, lesenchères de la FCC et les récents progrès dans la dérégulation des marchés du sans-filaux Etats-Unis et à travers le monde. »

Aujourd’hui, les principaux leaders politiques – ceci inclus les instances présidents la FCC– décrient la “ disette de fréquences hertziennes ” et préconisent la création d’un marchéprivé de la bande passante.

Une analyse poussée montre la corrélation directe qu’il y a entre la libéralisation de labande passante proposée par le Pr. Ronald COASE142 et la mise en œuvre des politiqueslibérales qui ont abouti à l’émergence ultrarapide des réseaux Wi-Fi.

Exposée pour la première fois dans le « Journal of Law & Economics » en 1959, cettethéorie critique les politiques restrictives d’attribution des fréquences radios qui prévalentaux USA depuis 1926. Cette restriction provoque, selon l’économiste, un blocage del’innovation en interdisant l’arrivée de nouveaux acteurs sur le marché.

Une autre idée soutenue dans l’essai est que la vitesse d’innovation des technologies esttoujours très supérieure à celle de l’adaptation des lois à l’environnement. Il estintéressant de noter que ces remarques rejoignent celles faites par le Pr. Jean Bernard àpropos des tentatives de législation en matière de biotechnologie143.

Éminemment libérales144, ces théories constituent la pierre angulaire des nouvellespolitiques de libéralisation des télécoms aux USA.

Ainsi, le spectre hertzien serait considéré au même titre que tous les autres produits deconsommation et aurait vocation à être échangé sur un marché.

Dans ce contexte de libéralisation du spectre, les premiers problèmes évoqués par lespartisans de la régulation sont les interférences radios entre acteurs privés qui nemanqueront pas de survenir. L’auteur évoque la capacité du marché à s’autoréguler etpropose une métaphore entre la pollution des ondes et la pollution industrielle. Lemarché aurait, selon l’auteur, une capacité naturelle à s’autoréguler et à solliciter les

140 PH.D en économie de l’université d’UCLA et économiste en chef de la FCC de 91 à 92.141 http://www.aei.brookings.org/publications/working/working_01_02.pdf142 Prix Nobel d’économie 1991.143 JDD Janvier 2003.144 On pourra aussi consulter une autre étude du même auteur sur la libéralisation du spectre :http://www.manhattan-institute.org/hazlett/Liberalizing%20U.S.%20Spectrum%20Allocation.pdf


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autorités de tutelle lorsque des phénomènes de piraterie ou d’intrusion hertziennesurviennent.

D’une façon assez originale, Pr. HAZLETT propose que les lois en matière de régulationdu spectre fassent l’objet d’une procédure en trois étapes qui n’est pas sans rappeler lamise au point des RFC dans le domaine de l’Internet :

1. Une demande d’enquête : Exposition par la FCC des motivations de la nouvellerégulation, demande d’ouverture d’enquête.

2. Une proposition d’établissement de régulation : recueillement descommentaires et émission d’un nouvelle série de recommandations amendées.

3. Un compte-rendu d’ordonnancement : établissement d’un compte-rendud’ordonnance qui peut être contraignant et avoir valeur de loi.

Il est aussi intéressant de savoir comment la FCC procède pour déréguler des fréquencesprécédemment privées :

1. Ciblage de la bande de fréquence visée par la dérégulation.

2. Validation du modèle économique appliqué à cette fréquence (opérateurpublique, opérateur privé, diffuseur, …).

3. Validation des standards techniques, du nombre de compétiteurs sur lemarché.

4. Détermination de l’étendue géographique des licences.

5. Détermination de la façon dont les licences se renouvellent, se transmettentou se cèdent.

Jusqu’en 1981, le processus d’attribution des licences était uniquement fondé sur laméthode des études comparatives. En 1981, le Congrès américain autorisa l’utilisationd’une loterie. La FCC attribua ainsi 1 400 licences pour la téléphonie cellulaire entre1986 et 1989. Des centaines de milliers de demandes de licences arrivèrent à la FCC etfurent attribuées par tirage au sort et assez rapidement revendues aux opérateursactuels du marché. Ce système eut un coût avoisinant le milliard de $US.

Malgré un prix élevé, il permit de réduire les délais administratifs provoqués par lesexpertises des attributions de licences soumise à une étude comparative.

En 1993, le congrès autorisa finalement la FCC à attribuer ses licences par un systèmed’enchère. Ce dernier se révéla être une telle réussite que toutes les licences attribuéesle furent bientôt par ce biais. Il a permit à l’état de récupérer 20 milliards de $US (chiffrede mai 1996).

On voit aussi apparaître l’idée de deux marchés permettant la régulation des ondeshertziennes145 : un marché en charge de la distribution initiale d’un ou plusieurs blocs defréquences et un marché secondaire qui régule les échanges de fréquences après leurmise à disposition. Ceci aurait pour effet de combler le manque de fréquence enpermettant un échange entre différents acteurs par le biais du marché.

145 http://www.fcc.gov/oet/speeches/sdrforumsph.html


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Ainsi une société qui aurait acquis, sans l’utiliser, un droit d’usage sur une plage defréquences, pourrait louer à un autre acteur en sous capacité ses droits d’utilisation parl’intermédiaire du marché. Produisant ainsi une situation gagnant - gagnant.

La théorie centrale est que les ressources hertziennes sont un bien commun détenu parles habitants des Etats-Unis. Le gouvernement fédéral jouant un rôle de régulateur aunom du peuple américain, dans son intérêt.

C’est très certainement le succès de ce type d’enchères, cumulé avec un marchéexcessivement optimiste, qui a provoqué le fiasco des licences UMTS en Europe.

Les tentatives de régulation sont souvent exposées à l’arrivée de nouvelles technologies.Celles-ci remettent en cause le champ d’application des décrets qui régissent l’utilisationde certaines longueurs d’ondes. C’est par exemple le cas avec les dernières technologiesSDR146 encore en cours d’élaboration.

Le SDR, technologie très prometteuse pour la 4ème Génération, devrait permettre dechoisir son schéma de modulation (QPSK, DPSK, OFDM, OFDM CDMA) ainsi que lestechnologies d’accès au média (CDMA, TDMA, …). Cet aspect caméléon n’est pas sansposer des problèmes aux régulateurs qui suivent l’évolution de la technologie de près,sans toutefois se prononcer pour le moment.

L’accès à différentes techniques de modulation de façon opportuniste compliqueconsidérablement la position du régulateur face à l’allocation des fréquences par bloc. Aulieu de réserver des pans entiers de fréquences pour une utilisation particulière avec unschéma de transmission pré défini, le SDR autorise une utilisation bien plus élaborée duspectre : “ La technologie permet aux stations de rechercher des poches de fréquencesnon exploitées localement et de s’adapter à ces fréquences ”147.

Le SDR pose donc de sérieux problèmes à la gestion traditionnelle de l’allocation desbandes passantes par compartiment avec des schémas de modulation prédéfinies. Àl’heure actuelle, le changement de modulation ou de fréquence est interdit, il sera doncparticulièrement intéressant d’observer les décisions qui seront prises dans les prochainsmois à ce sujet.

Comme toujours, l’arrivée de technologies qui utilisent des fréquences existantes avec denouveaux schémas de modulation suscite des critiques assez virulentes. Ainsi, lestechnologies UWB148 pourraient parasiter certaines transmissions réservées jusqu’alors àd’autres systèmes de communications GPS149 (Système satellite gérés par la NAB150 ousystème de guidage mis au point par la FAA151). Il semblerait que ces querelles aient

146 SDR : Software Defined Radio ou Radiotransmission Logicielle. On pourra adopter la définitionsuivante assez large : « Ensemble de techniques qui permettent la reconfiguration d’un système decommunication sans changement de niveau matériel ». Pour plus de détail sur cette nouvelletechnique de transmission, on pourra consulter http://www.sdrforum.org/sdr_primer.html ainsique les deux ouvrages des « Annales des télécommunications » de mai –juin 2002 tome 57, n° 5et 6 et juillet – août 2002 tome 57 n° 7 et 8 ; ISBN 2-7462-0530-0 et ISBN 2-7462-0566-1147 Associated Press, « Cell Phones May Upgrade Automatically », CENT News.com (17 Mars 2000).148 UWB : Ultra Wide Band. Technologie de réseau sans fil qui permet d'atteindre des débits 1000fois supérieurs au 802.11b. La technologie est légèrement différente que le 802.11b avec uneutilisation de 50 à 70 milliwatts de puissance seulement et des différences dans la propagation desondes.149 GPS : Global Positioning System. Système de Géo Positionnement par satellite.150 NAB : National Association Broadcaster.151 FAA : Federal Aviation Administration.


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trouvé une issue pacifique, les derniers décrets adoptés par la FCC permettent ledéploiement, sous certaines conditions, de ces technologies152.

L’étude des acteurs sollicitant la FCC permet d’identifier trois types d’intervenants :

1. Les nouveaux entrants : Ce sont généralement ceux qui sont à l’origine desdemandes d’examens. Ils souhaitent une modification des règles d’attributiondu spectre afin de leur permettre un déploiement rapide de leurs technologies.Ils doivent fournir la preuve de l’intérêt de ces technologies pour le public ense conformant à la procédure de demande d’enquête établie par la FCC.

2. Les acteurs neutres : Ce sont les acteurs qui utilisent une partie du spectreexistant mais qui ne se sentent pas directement menacés par l’arrivée d’unenouvelle technologie qui ne remettra pas en cause leur fonctionnement ouleurs intérêts.

3. Les acteurs menacés : Ils sont généralement acteurs traditionnels d’un marchésur lequel ils sont établis depuis longtemps avec un « modèle dedéveloppement » rentable et des intérêts importants. Fortement structurés, ilsconstituent un groupe de pression sur les autorités de régulation et fontgénéralement partie des comités consultatifs.

Il est très intéressant de mieux percevoir les différentes méthodes d’attribution desfréquences qui ont été mises en œuvre à ce jour. Le tableau suivant synthétise chacunedes différentes méthodes existantes et propose une analyse des avantages etinconvénients de chacune :

Analyse des méthodes d’attribution des fréquences

Type Avantages Inconvénients

Par étudecomparative

Pertinence des critères de sélection.

Contrôle important des autorités detutelle sur la procédure.

Opacité de la procédure dedépouillement.

Lenteur extrême des procédures.

Méthode coûteuse.

Par un systèmede loterie

Processus impartial.

Coûts relativement limités.

Faible rentabilité du système.

Complexité de l’organisation de laloterie.

Lenteur relative de la procédure.

Par enchères Perspectives économiquesintéressantes.

Processus moins partial et plusrapide.

Pousse les participants à une grandeefficacité.

Reflète mal l’évolution d’un marchédans le temps.

Principalement axé sur une politiquenon interventionniste.

Constitue une projection vers unmarché à venir, avec les risques quecela comportes153.

152 http://www.fcc.gov/Bureaus/Engineering_Technology/News_Releases/2002/nret0203.html


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Se rapproche plus d’un processus demarché libéral.

Réduit les recherches de rentes desituation par l’attribution de licences.

Par la créationd’un marché

Gestion sur le long terme duproblème avec la création d’unmarché secondaire des fréquences.

Parfaite equité.

Contrôle affaibli de l’autorité detutelle.

La suprématie revient au marché etnon au régulateur.

Les commentaires faits sur le mode d’attribution des licences doivent être mis enperspective avec le schéma présenté ci-dessous.

4,1

14,6

48

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

Mois

Enchères Loterie Etudecomparatives

Durée d'attribution des licences par la FCC en fonction du mode de scrutin

Bien que la rapidité d’attribution des licences ne soit pas, en soi, un critère d’efficacité,dans un marché très dynamique tel que celui des télécoms, il paraît difficilementenvisageable d’attendre quatre années avant de pouvoir obtenir une licence !

ÿ Les fréquences ISM154 :

Il existe, parallèlement aux fréquences régulées, un certain nombre de fréquences dontle contrôle a été limité (le contrôle s’exerce seulement sur la puissance d’émission). Enéliminant les contraintes importantes qui existent sur ces fréquences hertziennes, la FCCa stimulé la concurrence et permis l’émergence de nombreuses technologies (Wi-Fi,BlueTooth, 802.11a, technologies de communication pour les téléphones sans fil, …).

153 L’attribution des licences UMTS constitue un bon exemple des dérives excessives auxquellespeuvent conduire les enchères.154 ISM : Unlicensed Industrial, Scientific, Medical.


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La déréglementation de ces fréquences a contribué à leur propre dégradation dans leszones les plus denses. Bien que les ingénieurs redoublent leurs efforts pour mettre aupoint de nouveaux systèmes de modulation (cf. §A-1.d), la bande ISM demeure unebande peu propice au déploiement de solutions nécessitant une garantie de qualité deservice (vidéotéléphonie, téléphonie).

La classe de service « Conversational » telle que définie dans les niveaux de qualité deservice de l’UMTS ne sera probablement jamais atteinte sur la bande S-ISM pourplusieurs raisons :

1. Les fréquences sont publiques et sujettes aux aléas des différents appareilset technologies qui l’utilisent (Wi-Fi, HomeRF, Bluetooth, micro-ondes).

2. En cas de succès énorme de la bande S-ISM, ces dernières pourraient êtresaturées, entraînant une forte baisse de la qualité de service sansqu’aucune procédure ne puisse être engagée.

3. L’architecture des protocoles déployés sur cette plage de fréquencen’intègre pas la Qualité de Service dans leurs schémas initiaux.

L’unique solution pour permettre l’émergence de services de type « conversational »serait de permettre une intégration de la gestion de la QoS dans un protocole qui feraitson apparition sur une plage de fréquence encore vierge ou très peu utilisée (l’UMTSsemble donc de ce point de vue particulièrement bien placé)…

À l’heure actuelle la Qualité de Service offerte par la bande ISM peut se comparer à cellede l’Internet public. Elle couvre d’une façon à peu près satisfaisante les trois premièresclasses de qualité de service proposées par l’UMTS (Bakcground, Interactive et, dans unemoindre mesure, le Streaming).

À l’inverse des longueurs d’ondes régies par une réglementation stricte qui tendent à surprotéger les possesseurs de licences, l’ISM offre excessivement peu de protection auxacteurs de ce nouveau marché. Différents groupes de pression qui tentent de faire valoirauprès de la FCC la prégnance de leurs solutions techniques vis-à-vis de celle deconcurrents. Les raisons invoquées sont souvent liées aux perturbations engendrées partelle ou telle technologie comparée à telle autre155.

En mettant le marché au cœur de leur procédure de gestion des longueurs d’ondes, lesEtats-Unis prônent pour un système libéral qui surprend par sa dynamique et ses faiblescoûts de mise en œuvre. Il faut cependant prendre gare aux excès que de tels systèmespeuvent engendrer dans des conjonctures excessivement optimistes, comme celles quiont prévalu durant la fin des années 90 et le début du nouveau millénaire.

La bande ISM constitue une terre d’innovation puisque, pour la première fois, le contrôlesur le type de modulation et d’utilisation n’a pas été exercé à priori. Cependant, afin destabiliser la qualité des services qui seront déployés sur ces fréquences, il pourra s’avérernécessaire d’exercer un contrôle à posteriori.

155 Wylie Wong, Networking Firms Shout Over Wireless Standards, CNET NEWS (Nov. 16, 1999),http://news.cnet.com/category/0-1004-200-1449659.html. “[A]nalysts say the standards war isjust beginning.”


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b. Les spécificités européennes :

La situation au niveau européen est loin d’être harmonisée, reflet de l’image d’uneEurope des télécommunications qui cherche ses marques entre législations nationales,cadre européen, pressions des opérateurs télécoms et arrivée en force d’acteurs nordaméricains aux technologies dominantes (Cisco entre autres).

Dans ce contexte, les politiques de régulation des ondes hertziennes deviennent lecatalyseur d’enjeux stratégiques majeurs.

L’UE156 souhaite donc « Harmoniser et rationaliser l'usage du spectre radioélectrique157

pour la réalisation des objectifs de la politique communautaire, tels que lescommunications électroniques, les transports et la recherche et le développement. », afinde parvenir à cet ambitieux projet, la Communauté s’est dotée de deux structuresopérationnelles : un “ Comité du Spectre Radioélectrique ” et un “ Groupe pour laPolitique en Matière de Spectre Radioélectrique ”.

ÿ La Commission du Spectre Radioélectrique :

C’est un comité composé de représentants des Etats membres et présidé par unreprésentant de la Commission.

Le comité examine les propositions de la Commission sur les mesures techniquesd'application visant à harmoniser les conditions relatives à la disponibilité et à l'utilisationdu spectre radioélectrique. Le comité est par ailleurs chargé d'émettre des avis relatifsaux mandats que la Commission confie à la CEPT concernant l'harmonisation del'attribution des fréquences radio et de la disponibilité des informations.

La Commission décide si les résultats des travaux menés dans le cadre des mandatsseront appliqués dans la Communauté et détermine le délai de mise en œuvre par lesÉtats membres. Ces décisions doivent faire l'objet d'une publication au Journal Officieldes Communautés Européennes.

La Commission peut approuver, sur demande motivée d’un État membre, des périodestransitoires ou des arrangements relatifs à l'utilisation partagée du spectreradioélectrique.

La Commission du spectre a surtout un rôle législatif. Il s’appuie sur le nouveau « Groupepour la Politique en Matière de Spectre Radioélectrique » qui a été créé au mois d’avril2002. Les thèmes des commissions sont établis pas le Conseil et le Parlement Européen.

L’objectif principal est ici de pouvoir chapeauter le déploiement de projets européens degrande envergure (projet Galiléo158, projet UMTS, …), et de s’assurer de la cohésion desdécisions politiques de chacun des Etats pour leur mise en oeuvre.

Ainsi, pour le projet UMTS, la Commission avait imposé aux états membres une date delancement opérationnel des systèmes UMTS au 1er janvier 2002. Ce lancement faisaitsuite aux phases d’enchères ou de soumission comparative qui devaient être menées parchacun des états pour pouvoir attribuer les licences UMTS dont ils étaient garants…

156 UE : Union Européenne.157 On entend par “ spectre radioélectrique ” les ondes dont la fréquence est comprise entre 9kHzet 3 000 GHz.158 Galiléo : projet Européen de satellites de géo-positionnement concurrent du GPS (GlobalPositioning System) soutenu et déployé par les Etats-Unis.


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ÿ Les objectifs du “ Groupe pour la Politique en Matière de SpectreRadioélectrique ” :

L’objectif de ce groupe consultatif159 est d'assister la Commission et de lui fournir desconseils et des informations sur les aspects relatifs à la politique du spectre, ladisponibilité du spectre, l’harmonisation et l’attribution des fréquences, la fournitured’informations sur l’attribution des fréquences, la disponibilité et l’utilisation du spectre,les méthodes à utiliser pour octroyer les droits d’utilisation du spectre, leréaménagement du spectre et la migration d’utilisateurs vers d’autres fréquences, latarification et l’utilisation efficace du spectre radioélectrique ainsi que la protection de lasanté humaine.

Ce groupe est chargé, dans un premier temps, de définir une méthodologie qui puissepermettre d’arriver à de tels résultats. L’ensemble des états membres doit mettre àdisposition du groupe un tableau d’attribution des fréquences nationales radio, ainsi queles informations sur les droits, conditions, procédures, redevances et taxes concernantl’utilisation du spectre. Le groupe est composé de représentants de haut niveau desgouvernements des états membres et d’un représentant de la Commission. Les décisionssont obtenues par consensus ou à la majorité simple.

En réalité, la marge de manœuvre de ce groupe est limitée puisque les parlementairesdes différents états membres se sont opposés à un transfert total des compétences dedécision du niveau politique (Conseil et Parlement) au niveau administratif (CommissionEuropéenne). L’objectif serait de permettre à l’UE de prendre les décisions techniques quiseraient ensuite soumises à la procédure de codécision afin de garantir le contrôlepolitique qui demeure en dernier ressort de la compétence des états.

Ceci a d’ailleurs été particulièrement bien illustré dans le cadre des politiques locales quiont accompagné l’émergence des réseaux Wi-Fi. Malgré une large majorité de pays quiont adopté une politique commune (entre autres : l’Autriche, la Belgique, le Danemark,l’Allemagne, la Grèce, la Grande-Bretagne, le Portugal,…), la France et l’Italie ont adoptédes politiques spécifiques pour des raisons historiques qui seront évoquées au prochainchapitre.

Ce comité constitue aussi un groupe de représentation de l’UE auprès des instancesinternationales comme l’UIT ou la CEPT160.

Les réflexions entamées sur les sujets tels que la SDR en sont à leur balbutiement, lasituation de départ n’a pas été établie, il n’existe pas de proposition de texte. Seulesquelques contributions de la part des industriels sont examinées au sein du comité.

159 Pou plus de détails on pourra se reporter au Journal Officiel des Communautés Européennesarticle 2002/622/CE et 2002/676/CE disponible avec une simple recherche surhttp://europa.eu.int/eur-lex/fr/search/search_lif.html160 CEPT : Conférence Européenne des Administrations des Postes et des Télécommunications.


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c. Le cas particulier de la France.

Après une période de flou, la législation française se fait très précise en la matière. Ilsemblerait que l’heure soit plutôt à la libéralisation qu’au contrôle. Ainsi sur l’ensemblede nos départements, 58 sont autorisés à émettre en extérieur161 suivant des règlesprécises qui tendent à s’assouplir. Le déploiement de réseau Wi-Fi dans les autresdépartements doit faire l’objet d’une demande spécifique auprès de l’ART (principalementpour des raisons liées au déploiement de réseaux militaires sur ces fréquences dans cesdépartements).

Les cadres législatifs visent tous à réguler les puissances d’amplification du signal. Lapuissance légale en France est aujourd’hui la suivante :

Pour les 58 départements ou l’émission est autorisé en extérieur :

- À l'intérieur des bâtiments avec une puissance (PIRE*) maximale de 100 mW sur toutela bande de fréquences 2400-2483,5 MHz,

- À l'extérieur des bâtiments avec une puissance (PIRE*) maximale de 100 mW sur lapartie 2400-2454 MHz et avec une puissance (PIRE*) maximale de 10 mW sur la partie2454-2483 MHz (100 mW avec accord de la Défense).

Pour les autres départements :

- La bande 2400-2446,5 MHz est utilisable à l’intérieur des bâtiments avec unepuissance* inférieure à 10 mW. Interdit en extérieur.

- La bande 2446,5-2483,5 MHz est utilisable à l’intérieur des bâtiments avec unepuissance* inférieure à 100 mW. Sur les propriétés privées, cette puissance peutatteindre 100 mW à l'extérieur des bâtiments avec une autorisation du ministère de laDéfense.

M. Blondeau162 (Chef de l’unité fréquence du service opérateur et fréquence de l’ART)nous apporte l’éclairage du régulateur sur certaines questions d’actualité. Il précisel’influence que la commission du spectre est en train de prendre au sein des différentspays Européens en ces termes : « Il y a actuellement une phase de conquête par l’UEdont on ne connaît pas encore le résultat. La Commission du Spectre semble augmenterson pouvoir d’influence surtout par rapport à la CEPT. Nous évoluons d’un organigrammeassez clair avec l’UIT, la CEPT et les autorités de tutelle nationales vers une organisationqui n’est pas encore clairement définie à ce jour. »

M. Blondeau confirme aussi la mauvaise influence qu’ont eu les enchères des licencesUMTS sur la dette des opérateurs européens. Il évoque la forte inquiétude que suscitel’UMTS sans écarter la possibilité d’un succès commercial qui viendrait en différé.

Les mécanismes d’attribution de certaines licences devraient changer prochainement, unprojet de loi influencé par l’UE est à l’étude avant présentation au Parlement en juin. Il serapprocherait des prérogatives européennes qui ouvrent progressivement la voie à un

161 Communiqué de l’art du 3 février 2003 :http://www.art-telecom.fr/communiques/communiques/2003/index-c030203.htm162 M. Blondeau est Chef de l’unité fréquence du service opérateur et fréquence de l’ART.


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mécanisme à deux niveaux présentant des similitudes avec le système mis en place parla FCC (cf. §B-1.a).

Lorsque l’on évoque une certaine analogie entre les radios libres (radios FM) au débutdes années 80 et le développement du Wi-Fi, M. Blondeau signale que le marché estdans une phase expérimentale et que l’objectif de l’ART est de préserver le spectre radioafin d’éviter toute congestion et / ou brouillage.

Enfin, à propos de la position particulière de la France par rapport à la gestion du spectreISM (limitation des slots disponibles ainsi que de la puissance d’émission) ; M. Blondeauadmet que cette dernière trouve sa justification, d’une part dans la préservation desfréquences attribuées aux militaires (qui l’utilisent pour leurs radars) et, d’autre part, parla pression exercée par certains opérateurs pour contenir un déploiement trop rapide desréseaux de HotSpots.


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2. Quels déploiements pour l’UMTS ?

« Une bataille perdue, c’est une bataille qu’on croit perdue » Maréchal de Saxe.

a. Les licences UMTS en Europe.

À l’été 2000, de nombreux états européens ont décidé de vendre aux enchères lesbandes de spèctre hertzien réservées pour les communications sans fil de troisièmegénération. Les sommes déboursés pour l’acquisition de ces licences ont été réellementspéctaculaire, et bien au-dessus des prévisions initiallement établies.

Le premier pays à ouvrir la marche fut la Grande-Bretagne l’été 2000. Les résultats deces enchères furent impréssionantes : l’ensemble des cinq licences attribuées générerentplus de 35 milliards de $ US (sept fois plus que les estimations intiales).

L’Allemagne perçu plus de 45,9 milliards de $ US pour la mise sur le marché de sixlicences UMTS avec une largeur de bande un peu plus étroite que celle des licencesanglaise (20 MHz au lieu de 35 pour les licences anglaises). Le marché allemand estconsidéré comme étant un marché de première importance compte-tenue de la taille, dela richesse, et du faible taux d’équipement de sa population.

Les prix exhorbitants déboursés par les différents opérateurs pour l’acquisition deslicences UMTS ainsi que le coût élevé d’adaptation des réseaux viennent remettre encause les business modèles qui ont été établis avant l’achat des licences.

De plus, le retard pris par les opérateurs pour le déploiement de leurs réseaux leur estdirectement préjudiciable, puisque les licences furent vendues pour une durée de vingtannées…

ÿ Le cas Français :

En France, le gouvernement a lancé un appel à candidature pour l'attribution de quatrelicences, clôturé le 31 janvier 2001. À cette date, l'ART ne disposait que de deux dossiers: celui de France Télécom - Orange et celui de SFR, filiale de Cégétel (Vivendi Universal).Le prix était fixé à 19,8 milliards d'euros (130 milliards de francs) pour quatrelicences d'une durée de 15 ans.

Les licences furent attribuées à ces deux opérateurs qui s'engageaient ainsi à payer leurlicence selon un échéancier, réparti sur 2001 et 2002, de quatre mensualités de 619millions d'euros, dont la première en octobre 2001. Les deux licences restantes devraientfaire l'objet d'un deuxième appel à candidature, au plus tard au premier trimestre 2002.

Les différents acteurs du marché aoptent des positions contrastées :

- Le gouvernement se montre favorable tout d'abord à une redevance fixe élevée, au vudes sommes importantes encaissées par les gouvernements anglais et allemand suiteaux enchères d'attribution des licences.

- L'ART, hostile à la procédure gouvernementale en matière d'attribution, pesant enfaveur d'un prix proportionnel à l'activité UMTS des opérateurs.


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- Cégétel, filiale téléphone de Vivendi Universal, qui s'est assurée l'attribution d'unelicence avant d'en renégocier le prix, refusant de s'acquitter de la première tranche depaiement en octobre 2001,

- France Télécom - Orange, entreprise publique, pour qui toute tentative d'allègement dupoids de son endettement est bienvenue. En effet, l'opérateur est présent sur lesmarchés anglais et allemand où il a acquis des licences qui pèsent lourd dans son bilan.

- Bouygues Télécom, qui souligne les dérives de la procédure d'attribution des licences,et revendique le principe de proportionnalité du paiement, basé sur le chiffre d'affairesgénéré par l'activité UMTS et non sur la base d'un forfait fixe. La récente crise, qui aopposé Vivendi Universal et le gouvernement ayant abouti à une allègementconsidérable de la facture, fait de Bouygues Télécom un candidat potentiel pourl'attribution des deux dernières licences.

En effet, les âpres négociations d'octobre ont changé la donne en matière de paiementet de jouissance des licences.

Au lieu des 5 milliards d'euros prévus initialement, le “ticket d'entrée” a été ramené à619 millions, montant d'une seule des échéances prévues initialement. A ce montants'ajoutera un pourcentage du chiffre d'affaire créé par l'activité UMTS respective desdifférents opérateurs, dont l'ART devrait fixer le chiffre rapidement, et que certainsbureaux d'analystes financiers estiment entre 1 et 2%.

Enfin, la durée de la licence est allongée de 15 à 20 ans.

Le second appel à candidature devrait, selon l'ART, “prendre en compte l'exigenced'équité des conditions, notamment financières, entre les différents acteurs”. Elle ajoutait“que la nouvelle procédure devrait être engagée selon des modalités et dans des délaispropres à garantir la situation concurrentielle lors de l'ouverture effective dumarché de la 3ème génération”.

L'IDATE fait écho à cette nécessaire égalité de traitement entre des candidats des deuxtours. Didier Pouillot, Directeur du département Analyses Industrielles de l'IDATE,déclarait à Reuters : “Les problèmes d'équité ne sont jamais mineurs, mais cela nedevrait pas bloquer le dispositif”.

Plusieurs raisons ont présidé au choix de Bercy de réviser les conditions financièresdes licences de téléphonie mobile de 3ème génération :

1. Éviter une importante contestation juridique, de la part des groupes quiavaient renoncé à être candidats au premier tour comme Bouygues Télécom,pour “rupture du principe d'égalité”.

2. Une certaine inquiétude vis-à-vis de France Télécom, endettée et malmenéeen Bourse, également l'impossibilité de “continuer à maintenir la fiction d'unbudget largement approvisionné par les recettes de l'UMTS”163.

3. Surtout, la volonté de trouver preneur pour l'acquisition des deux licencesrestantes et le choix de soutenir une industrie de pointe et, à terme, créatriced'emplois.

163 Laurence Girard et Martine Orange, Le Monde, 18/10/2001.


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b. Les étapes de la transition vers l’UMTS :

ÿ Le GPRS :

La technologie GPRS est une technologie intermédiaire entre les réseaux GSM et lesfuturs réseaux UMTS. Elle permet aux réseaux téléphoniques de transmettre des donnéessous forme de “paquet de données” à une vitesse maximale de 115 kbps164. Le GPRSpermet au terminal utilisateur d’être “tout le temps” disponible et de recevoir desinformations sans qu’un circuit soit réservé préalablement. La facturation se fait aunombre de paquets transmis plutôt qu’à la durée.

Le GPRS constitue une couche supplémentaire par rapport aux réseaux GSM. Cettecouche supplémentaire, “relativement simple” à mettre en œuvre, gère uniquement latransmission de paquets (à la différence de l’UMTS qui, dans sa version finale, gèrera lavoix et la transmission de données sur un réseau unique).

Pour les opérateurs, cette étape est décisive, elle constitue le premier réseau en modepaquet déployé en Europe. L’uniformité du réseau permet d’ores et déjà de mettre enœuvre des politiques de roaming au niveau européen et international sur de latransmission de données en mode paquet.

Les interfaces d’accès au réseau GPRS. Figure 24

Le déploiement du GPRS a permis le décollage des services WAP qui n’avait pas connu lesuccès escompté à son lancement en 2000. Avec le déploiement des réseaux GPRS etl’arrivée de terminaux couleurs, le WAP a connu une multiplication par un facteur de cinqdu nombre d’utilisateurs réguliers165. L’abonnement aux services GPRS est aujourd’huiintégré dans les forfaits utilisateurs.

Il permet aussi de supporter de nouveaux services comme le BlackBerry™ (service demail offert à partir d’un PDA connecté au réseau GPRS). Couplé a certains ordinateursportables ou PDA il peut permettre un accès à l’Internet assez fluide.

164 En pratique, la vitesse de transmission se situe plutôt aux alentours de 56Kbps pour le GPRS.165 Propos recueillis au cours d’une interview que nous a accordée M. Frédéric Curtil directeur de laprospective chez SFR.


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Le 17 février dernier Nokia, Ericsson et Siemens ont annoncé leur intention de mettre aupoint une solution unifiée de service conversationnel baptisée « Push-to-talk »166. Ceservice devra permettre la mise en relation directe en mode conversationnel de plusieurspersonnes sur des réseaux de type GPRS puis UMTS (principe similaire au walkie-talkie).Ce service ne pourra fonctionner que sur des apppareils qui bénéficient d’un service« Conversation », comme le terminal Nokia 7650 ou 3650.

Ce mode de conversation devrait rencontrer un franc succès si l’on se souvient de celuides « réseaux d’utilisateur »167 à la fin des années 80,

Les spécifications mises au point par les trois constructeurs seront soumises auxdifférents organismes compétents afin de faire l’objet d’une normalisation.

Ce mouvement, initié par les constructeurs, devrait certainement se poursuivre avecl’amélioration de l’intéraction entre les couches voix et données des réseaux GPRS. Denombreuses applications pourraient ainsi se développer en couplant le modeconversationel et données avec, par exemple, la possibilité de transmettre desdocuments parralèlement à une communication GSM.

ÿ EDGE : une alternative à l’UMTS ?

C’est une évolution qui se situe dans la lignée du GPRS dans le sens où les réseaux voixet données sont encore distincts. C’est une fusion des technologies GSM et TDMA qui doitêtre supportée par l’interface air des réseaux GPRS.

EDGE ne sert qu’au transport des données. En changeant le schéma de modulation de lacouche transport du GSM au 8PSK, le réseau peut atteindre des débits de 384 Kbps168.L’évolution vers EDGE est cependant assez couteuse, il faut remplacer l’ensemble desantennes sur toutes les cellules du réseau. D’après Commonwealth Associates, ceci peuts’élever à 60% du coût original du réseau169.

EDGE offre la possibilité de déployer des services de troisième génération en s’appuyantsur le spectre hertzien attribué aux réseaux GSM (800 et 900 MHz) et TDMA. Lesprincipaux avantages d’EDGE sont :

1. Une disponibilité rapide du système.

2. La ré-utilisation des infrastructures GSM et TDMA.

3. La possibilité d’une introduction graduelle de ce système.

Pratiquement, les technologies EDGE seront déployées en deux temps : dans un premiertemps des réseaux de type EGPRS170 et ECSD171 seront mis en place, puis, dans uneseconde phase de déploiement, les réseaux EDGE pourront supporter des servicesmultimédias et temps-réel. La plupart des mises à jour des infrastructures GSM intègrentdésormais les composants nécessaires au déploiement de solutions EDGE. Nokia annoncela sortie d’une génération de téléphones compatibles EDGE dès le second semestre 2003.

166 Tech Europe n° 209 du 27 février 2003. Belgique.167 “ Les réseaux d’utilisateurs ” ont été les premiers services téléphoniques surfacturés qui ontpermis de mettre en commun différents appels.168 Ce chiffre est à prendre avec précaution. En réalité les débits effectifs des réseaux EDGE sontétablis autour de 75Kbps et non pas 384Kbps.169 Greiper & Ellingsworth 2000, 21.170 EGPRS : Enhanced GPRS.171 ESCD : Enhanced Circuit-Switched Data.


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Cette technologie a pour le moment séduit quelques opérateurs, notamment l’américainAT&T Wireless qui devrait déployer ses premiers réseaux dans le courant de l’année172

aux USA.

En Europe, l’opérateur mmO2 (filiale de BT Group) va procéder au lancement d’un réseautest supportant ces technologies. Si les essais se révèlent concluants, les déploiementsseront étendus en Allemagne, Hollande et Irlande.

De nombreux opérateurs de taille intermédiaire, notamment en Europe du Nord, sontaussi intéressés par EDGE, principalement pour des raisons économiques.

En effet, l’avantage principal pour les opérateurs se situe au niveau du prix : les réseauxEDGE sont moitié moins chers que les réseaux UMTS.

Compte tenu du coût de déploiement limité des réseaux EDGE, cette architecture pourraitcompléter les réseaux UMTS pour les zones de couverture les moins peuplées, sur lesplages de fréquence en dessous de 1800MHz (celles-ci sont aujourd’hui couvertes par leGPRS). Le réseau déployé pourrait ressembler au schéma exposé à la page suivante.

Pour d’autres opérateurs qui n’ont pas pu obtenir de licences, EDGE peut constituer unesolution alternative aux réseaux UMTS.

Les freins qui s’opposent à cette solution sont les suivants :

1. Le manque de mobiles compatibles avec cette norme.

2. Des réseaux GPRS qui sont déjà déployés et opérationnels.

3. Une plage de fréquence opérationelle déjà chargée.

4. L’absence de “Soft” handover ce qui peut être ennuyeux à grande vitesse.

En outre, l’UMTS offrira de nombreux services qui ne seront jamais supportés par EDGE(Cf. §A-2.e). L’équation revient donc à savoir quel type d’utilisation les futurs clientsauront de ces nouveaux services.

172 ZDNet : http://news.zdnet.fr/story/0,,t118-s2130790,00.html


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Perspective sur le déploiement de réseaux de 3ème Génération. Figure 25

La segmentation en LAN, MAN et WAN proposée ci-dessus est un peu restrictive. Ellepermet cependant de prendre conscience de l’étendue opérationnelle prévisible enfonction du type de réseau choisi.


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c. Une économie difficile : ségmentation du marché etémergence du concept d’utilisation relative.

L’étude expose dans les chapitres précédents certains aspects techniques et économiquesdu Wi-Fi et de l’UMTS. Cette section propose une appréciation des opportunités offertespar chacunes des deux technologies. L’analyse synthétique prendra en compte lesspécificités de chacune des normes et les situera dans un contexte utilisateur. Uneimportance particulière sera accordée aux interfaces des différents produits dans uncontexte utilisateur.

Le concept s’encre sur plusieurs points clés :

1. Les terminaux du futur disposeront (d’ici à deux ans) d’une ou plusieursinterfaces qui leur permettront d’accéder à l’Internet ou à des réseauxd’entreprise par différents type de canaux de communication (GPRS / UMTS etWi-Fi).

2. Chaque technologie dispose d’atouts spécifiques dont le schéma suivant fait lasynthèse.

Comparaison des performances des réseaux UMTSet Wi-Fi. Figure 26

Par ailleurs, les téléphones équipés d’interface Wi-Fi devraient rapidement faire leurapparition, offrant des Terminaux Utilisateurs équipés de nombreuses interfaces (Wi-Fi,BlueTooth, GSM, GPRS, UMTS). Cette facilité d’accès aux réseaux devrait permettred’initier de nouveaux modes de communications inter-terminaux aujourd’hui peudéveloppés.

Le problème majeur va certainement se situer au niveau du support des services queseront en mesure d’offrir les réseaux aux Terminaux Utilisateurs.


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Ces différents paramètres ne pourront être considérés qu’au regard du déploiement deces technologies à grande échelle. Le débit plus important des réseaux Wi-Fi étant parexemple capable de palier son absence de gestion de la QoS (nécessaire àl’établissement d’une visioconférence par exemple).

Les dernières prévisions en date sont les suivantes :

Nombre de terminaux mobiles équipés de cartesWLAN en milliers d’unités dans le monde

Terminal Ordinateurs portables Organiseurs Téléphones 2,5/3G

2001 803 94 -

2002 3 254 488 -

2003 6 685 1 685 3 388

2004 9 928 4 126 9 525

2005 13 192 8 846 22 053

2006 16 542 - 42 706

Source iSUPPLI Corp.173

3 2546 685

1 685

3 388

9 928

4 126

9 525

13 192

8 846

22 053

0

5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

2001 2002 2003 2004 2005

Nombre de terminaux mobiles équipés de cartes WLAN en milliers d'unités dans le monde

Ordinateurs portables Organiseurs Téléphones 2,5/3G

Il ne faut pas non plus négliger le poids des habitudes qui associe un mode d’utilisation àun objet particulier (téléphone ‡ mode conversationnel ; ordianteur ‡ bureautique etInternet). Ceci aura certainement une influence sur l’accès aux nouveaux services quiseront déployés sur les réseaux mobiles.

173 Electronic Business, 29 (5): 13, April 15, 2003. ISSN: 1097-4881


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C. VERS UNE POSSIBLE CONVERGENCE ?

1. Les pré requis d’une intégration entre le Wi-Fi et l’UMTS :

« Il faut n’appeler science que l’ensemble des recettes qui réussissent toujours. Tout le reste estlittérature. » Paul Valery – “ Tel Quel. ”

a. De l’augmentation du nombre d’acteurs sur le marchéfrançais du Wi-Fi.

Comme exposé dans le chapitre consacré aux aspects juridiques du 802.11 (Cf. §B-1.b),la France s’est démarquée du reste de l’Europe en ne suivant pas les directives deBruxelles en matière de gestion du spèctre hertzien sur la bande ISM.

Les conséquences de cette politique sont la quasi absence de grands projets privés dedéploiements de réseaux de HotSpots en France, en dehors des opérateurs.

Seule France Télécom, à travers les différentes offres de ses filliales, semble avoirélaboré une stratégie structurée autour du Wi-Fi. L’absence de concurrence et lapossibilité qu’a l’opérateur de déployer ses réseaux de façon autonome le pousse versune logique de conquête du marché sans concession.

En ne permettant pas une redistribution des revenus dans les différentes strates quirentrent en œuvre dans le déploiement des réseaux Wi-Fi (Cf. §C-2.a), FT ne prend pasen compte les spécificités du Wi-Fi174. L’entreprise positionne de-facto cette technologiecomme un réseau de transfert de donnés sans fil quelconque, au même titre qu’un accèsADSL ou modem.

Les projets alternatifs de réseaux Wi-Fi gratuits manquent fondamentalement destructures et ne semblent pas être destinés à se muter en offres architecturées. Ilsjouent cependant un rôle très constructif pour la formation des utilisateurs aux nouveauxréseaux sans fil.

Les réseaux privés implémantés dans des lieux stratégiques fleurissent sans qu’aucunn’annonce son raccordement à un système global d’authentification175. Ce raccordementest la clé de voute de la création d’un système unifié qui permette une facturation et uneutilisation simple des services Wi-Fi.

Dans le contexte d’un marché décentralisé où l’offre de HotSpots est éclatée, le recours àun agrégateur deviendra de plus en plus nécessaire pour les propriétaires de lieux quisouhaiteront inscrire leur projet dans une logique de rentabilité.

Si, d’un point de vue technique, le Wi-Fi et l’UMTS semblent pouvoir d’ici peu fonctionneren parallèle sans problème (Cf. paragraphes suivants), l’emmergence d’un modèleéconomique autour de ces technologies semble au point mort, pour plusieurs raisons :

174 Dans ce contexte les spécialités du Wi-Fi sont : l’utilisation des fréquences IMT et la possibilitépour un acteur privé d’opérer son propre réseau.175 Ce type d’architecture (Radius par exemple) permettrait une centralisation des BDD servant àl’authentification des utilisateurs. C’est le pré-requis à la mise en place d’une offre globalpermettant le roaming entre différents HotSpots, puis entre des réseaux de type Wi-Fi et UMTS.


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1. La concentration extrême du marché et l’absence de projet de déploiementmassif des réseaux 802.11, en dehors de ceux de l’opérateur historique.

2. L’absence d’offre de partage des revenus destinés aux propriétaires deslieux à même de stimuler une effervescence autour du Wi-Fi.

3. La réminiscence des modèles économiques gratuits largement soutenuspar la presse, et ce malgré l’absence d’une quelconque logique de marché.

4. La présence des militaires sur plusieures plages de fréquences destinées auWi-Fi, ce qui complique considérablement l’élaboration d’une stratégie dedéploiement à l’échelle nationale.

5. Le retard pris dans le déploiement des premiers réseaux UMTS.

Le marché des réseaux de HotSpots passera nécessairement par une phase deconcentration logique de l’offre. C’est-à-dire la capacité offerte à un utilisateur de seconnecter sur un grand nombre de réseaux opérés par différents acteurs privés (ADP,SNCF, FT, …) avec un seul identifiant, et une facturation globale.

Dans ce contexte, les opérateurs possèdent de nombreux atouts qui les situent en bonneposition pour être les acteurs assurant la facturation et le recouvrement sur cesnouveaux réseaux. L’offre produit étant présentée sous forme d’un accès global à desréseaux donnés en situation de mobilité, quel que soit le type de réseau Wi-Fi ou UMTS.

b. Le support des réseaux d’opérateurs en France.

Les opérateurs se divisent aujourd’hui en deux cathégories : ceux qui prévoient desactions significatives dans le domaine du Wi-Fi (déploiement de réseaux de HotSpots,mise en place d’une infrastructure d’authentification, structuration d’une politique deroaming, etc.) et les opérateurs un peu plus attentistes qui basent leur politique sur lamise à disposition de leur logistique de facturation.

Tous cependant s’accordent sur la complémentarité qui pourrait exister entre les réseauxWi-Fi et les réseaux de troisième génération. Les moyens dont disposent les opérateurspour permettre un déploiement massif des réseaux Wi-Fi conditionnent largement leurcapacité d’action. Comme le souligne M. Jean Luc Vuillemin176, une forte différence existeentre les stratégies élaborées par les OPEX et celle des CAPEX, ou entre les opérateursissus du marché (Bouygues et SFR) et l’opérateur historique qui possède une grandepartie des infrastructures.

ÿ Le support de l’authentification :

Le premier niveau de service qui peut être offert par les opérateurs est le support del’authentification qui doit permettre aux clients de l’opérateur d’utiliser un mêmeauthentifiant et mot de passe pour accéder à plusieurs réseaux Wi-Fi.

Cette première étape suppose quelques prés-requis qui ne sont pas encore établis,surtout en France :

176 M. Vuillemin est directeur technique des infrastructures chez Orange, il nous a accordé deuxinterviews au cours du mois de Mars 2003.


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1. La présence de plusieures offres structurées d’abonnement à des réseaux deHotSpots consistants.

2. Le passage d’accords de roaming entre opérateurs de HotSpots et opérateursde téléphonie qui pourraient permettre le passage indifféremment d’un réseauGPRS à un réseau Wi-Fi suivant les disponibilités (Cf. §C-2.a).

3. La mise en place de systèmes de facturation qui prennent en compte lesréseaux Wi-Fi.

ÿ Le support des équipements.

La convergence entre téléphonie et réseaux informatiques atteint une nouvelle maturitéavec l’UMTS et le Wi-Fi. Pour la première fois, deux technologies issues, l’une deslaboratoires de recherche des géants des réseaux informatiques, et l’autre des centres derecherche des opérateurs téléphoniques, vont se rencontrer sur un marché commun pourrépondre à des besoins identiques.

Les opérateurs télécoms, très proches par nature des équipementiers, présententaujourd’hui une offre produit essentiellement basée sur la téléphonie qui évolue vers lesPDA. À l’inverse, les acteurs du monde informatique sont logiquement plus présents surle marché des ordinateurs portables et des PDA.

Les interfaces des terminaux utilisateurs du futur. Figure 27

Bien que la majeure partie de l’intégration des réseaux Wi-Fi dans l’architecture UMTS sesitue au niveau de la mise au norme des réseaux UMTS suivants les schémas qui sontprésentés dans le chapitre §3-A.1, cette intégration ne se fera pas sans une adaptationdes équipements des utilisateurs. Suivant cette logique, les interfaces devraient évoluervers une plus grande intégration des fonctionnalités de téléphonie dans les ordinateurs età l’inverse une intégration des fonctionnalités de transmission de donnés plus importantedans les teminaux de type PDA ou téléphones portables.


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Bien que le problème des interfaces utilisateurs ne réprésente pas pour les opérateurs unchallenge important177, c’est pourtant de leur simplicité et de leur bonne intégration dansles différents équipments que dépendra le succès des réseaux de troisième génération.

À l’heure actuelle, l’intégration d’interface Wi-Fi dans les téléphones portables se heurte àdes problèmes de consommation d’énergie qui sont encore problématiques.

Le support des équipments passera par la simplification de la communication entre lesdifférents terminaux. Si les interfaces de communication représentent un pointimportant, elles ne sont pas les seules en jeu dans cette simplification. L’utilisation dunuméro comme moyen d’établissement d’une communication, bien qu’elle soit largementrentrée dans les normes, demeure difficile à apréhender sans l’utilisation d’un agenda. Lamultiplication des terminaux auxquels un utilisateur pourra s’adresser a incité certainsopérateurs Français à mettre au point avec l’INT et l’AFNIC178 un système detransformation du numéro en adresse compréhensible par l’homme (du type adressageInternet).

Le projet nommé Numerobis179 s’appuie sur le protocole ENUM180 qui lui-même proposeune utilisation des DNS afin d’assurer la transformation des numéros de téléphone enadresse Internet. Ce projet devrait permettre à terme :

1. De téléphoner au travers de l’Internet.

2. D’utiliser le numéro de téléphone pour unifier les outils de communicationd’une personne.

3. De servir d’annuaire à l’envers, étendu à toutes les coordonnées numériquesd’une personne.

4. De simplifer l’accès à des ressources web via les mobiles.

5. De regrouper et faciliter la gestion des données personnelles d’une personne.

Ce système devrait permettre à terme de simplifier considérablement lescommunications entre différents terminaux en réduisant la frontière qui existe à l’heureactuelle entre le monde de la téléphonie et celui de l’Internet du point de vue del’adressage.

177 À la différence des interfaces radios dont la mise au point et le bon fonctionnement représententl’une des difficultés majeures dans la configuration des réseaux de troisième génération.178 AFNIC : Association Française pour le Nommage Internet en Coopération. http://www.nic.fr/179 Le site Internet du projet : http://www.numerobis.prd.fr/On pourra aussi consulter un PDF de synthèse sur ENUM et le projet Numerobis à l’adressesuivante : http://www.art-telecom.fr/dossiers/internet/travailenum.pdf180 ENUM : Le protocole ENUM s’appuie sur la RFC 2916 de l ’IETF.http://www.ietf.org/rfc/rfc2916.txt


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2. Les possibilités d’émergence de nouveaux acteurs :

« La nouveauté, selon le mot de Stravinski, ne saurait être que “ la recherche d’une place fraîchesur l’oreiller ”. La place fraîche se réchauffe vite et la place chaude retrouve sa fraîcheur. »Jean Cocteau, “ La machine à écrire ”

a. Les communautés d’utilisateurs du Wi-Fi :

Il existe de nombreux projets en France et à l’étranger visant à déployer des réseauxsans fil gratuits ou payants. La présence d’utilisateurs dans un périmètre restreint(quelques centaines de mètres pour les plus grands réseaux), contribue à renforcer lesentiment de « communauté d’utilisateurs » lié au Wi-Fi.

Les communautés jouent un rôle important dans le développement des WLAN aux Etats-Unis et dans les pays ayant eu une approche libérale de la gestion du spectre hertzien(cf. §A-1.f). Trois communautés retiennent notre attention : deux ont opté pour desmodèles économiques basés sur l’accès gratuit au réseau, et une dernière joue un rôled’agrégateur.

ÿ Le modèle de Boingo™ Wireless :

L’objectif de Boingo™ est d’unifier tous les HotSpots au sein d’un même réseau logiquetransparent pour l’utilisateur, quel que soit le WISP qui connecte le client final.

Le besoin de service vient, selon Boingo™, des 37 millions de voyageurs itinérants auxUSA, dont 27 millions possèdent un ordinateur portable. L’évolution rapide du nombred’appareils électroniques qui disposent d’interfaces Wi-Fi conforte les prévisions decroissance du nouvel opérateur-agrégateur.

Boingo table sur une adoption massive de la technologie Wi-Fi par le grand public.Cependant, des facteurs limitatifs existent encore aujourd’hui :

1. La faiblesse du nombre de HotSpots public déployés : sur deux millions desites à même de déployer des HotSpots (restaurants, salles de conférence,aéroports, …), seul 0,25% sont aujourd’hui équipés.

2. Le marché des HotSpots est très fragmenté, ce qui oblige les utilisateursitinérants à souscrire de multiples abonnements. L’absence de roaming entreles différents opérateurs de HotSpots constitue un frein à une utilisationmassive du Wi-Fi.

3. Les interfaces Wi-Fi sont difficiles à configurer, et les réseaux invisibles, ce quipeut rendre l’expérience utilisateur assez pénible. Boingo™ propose un logicielqui détecte automatiquement les réseaux et s’assure de la bonne transmissionde l’identifiant et du mot de passe de l’utilisateur suivant le réseau partenaireconnecté.

4. Suivant sa grande expérience de la fourniture d’accès à l’Internet (avecEarthLink), Boingo™ a choisi de n’opérer qu’en tant que « facilitateurd’accès », intermédiaire entre les opérateurs de réseaux, les marques et lespropriétaires de lieux. Cette stratégie permet à l’opérateur d’éviter de se


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disperser sur de multiples niveaux qui demandent chacun des compétencesspécifiques.

Ségmentation du marché du Wi-Fi : la vision de Boingo™. Figure 28

D’après Boingo™, le succès viendra des opérateurs qui choisissent d’être compétitifs surleur propre segment de marché.

L’analyse du marché faite par Boingo™ permet de situer les différents intervenants en lesregroupants par type d’opérateur. Cette analyse est assez difficile puisque les plusgrands opérateurs de HotSpot sont souvent les propriétaires de marque, et que certainsagrégateurs sont aussi opérateurs de HotSpots…

Le concept le plus intéressant dans le modèle de Boingo est certainement le modèle derépartition des revenus entre les différentes strates identifiées dans le schéma :

- Chaque propriétaire de lieu équipé d’un HotSpot bénéficie d’une rétrocession de 1 à 2$par utilisateur connecté pour une tranche de 24 heures.


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- Chaque propriétaire de lieu équipé d’un HotSpot bénéficie pour tout utilisateur quisigne un accès aux services Boingo™ par son intermédiaire d’une rétrocession de 50$.

Une simulation rapide de revenus donne les résultats suivants :

Café Internet Aéroport

Perspectives de traficNombre de visiteurs par jour 300 66 667Taux de conversion 2% 1%Connexions mensuelles 180 20 000Abonnements mensuels 10 500

Revenus mensuelsVente en gros (1,5$ par utilisateur) $270 $30 000Vente d'abonnements $200 $15 000

Total revenus : $470 $45 000

Frais mensuelsFrais d'accès $100 $3 000Frais de maintenance $50 $5 000

Amortissement du matériel (sur 36 mois) $14 $13 889

Total frais : $164 $21 889

Marge Brut par mois : $306 $23 111

Ce schéma se rapproche beaucoup de celui du Minitel :

- Un opérateur (ou agrégateur dans le cas de Boingo™) prend en charge les aspectstechniques du service offert.

- Il assure la facturation et le recouvrement des utilisateurs finaux.

- Il propose aux intermédiaires un reversement suivant une quote-part déterminée àl’avance et croissante indéxée sur l’utilisation du service.

A terme, Boingo™ prévoit aussi la possibilité pour les propriétaires de lieux de pouvoirgénérer des revenus à partir des services intermédiaires tels que :

- Les services localisés (type : “ Regardez le nouveau DVD disponible dans le magasin del’aéroport ”…).

- Les services de fidélité (type “ M. Martin : merci de revenir chez nous pour le 3ème fois :vous pouvez bénéficier d’une réduction sur votre café ”…).

- Les services de distribution de contenu (type : “ Vous pouvez cliquer sur le boutton ci-dessus pour télécharger la musique que vous pourrez écouter pendant votre vol ”).


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Valorisation des services d’accès par Boingo™. Figure 29

L’un des points fort de Boingo™ est la construction d’un logiciel d’accès personnalisé auréseau Wi-Fi. Ce logiciel se présente sous la forme d’un scanneur de réseau, personnaliséen fonction du réseau partenaire. Il prend en charge le passage des paramètres deconnexion WLAN sous une forme simplifiée (Login + Password), quel que soit le réseaupartenaire. La couche réseau de l’ordinateur client est ensuite automatiquement modifiéepour permetre la transmission des données sur le WLAN partenaire sélectionné.

Suite à un accord avec T-Mobile, ce logiciel pourra prochainement détecter (chez lesclients équipés d’interfaces GPRS) les réseaux GPRS environants, et ainsi permettre uneconnexion indifféremment sur les réseaux GPRS ou Wi-Fi suivant la disponibilité.

À ce jour Boingo™ a agrégé plus de 25 opérateurs de HotSpots, ce qui représenteenviron 1400 HotSpots publics. Le nombre de HotSpots agrégés par Boingo™ aaugmenté de 100% en 2002.

En parallèle à son offre d’agrégation de réseau, bien que cela soit un peu en porte-à-fauxavec l’analyse que Boingo™ fait du marché, ce dernier développe une offre clé en mainpour les propriétaires de lieux qui souhaitent devenir fournisseurs d’accès local au Wi-Fi.Cette offre, baptisée « HotSpot In a Box », permet d’avoir à sa disposition un HotSpotauto-configuré pour 540$.

Boingo™ développe un programme de certification des Points d’Accès afin d’assurer lacompatibilité des AP avec le système d’authentification Boingo™.

Les points fort de la société sont :

- Une base d’utilisateurs importante, complétée par celle d’EarthLink (5 millionsd’utilisateurs actifs).

- Boingo™ est auto-installé sur tous les nouveaux portables Sony et HP.

- Boingo™ possède un accord d’OEM avec les fabricants Linksys, Proxim, D-Link, SMC etNetGear qui représentent plus de 70% de part de marché des ventes de Wi-Fi.

- Boingo™ dispose d’une base de données qui recense tous les AP connectés à sonréseau et offre aux nouveaux arrivants un support marketing important.


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En se positionnant en tant qu’intermédiaire agrégateur, Boingo™ donne l’impression den’empiéter sur auncun marché, tout en représentant pour les nouveaux arrivants unesource potentielle de revenus. L’inscription de Boingo™ dans une logique économique faitde cette société (à la différence des réseaux gratuits) le partenaire le plus sérieux pourles grands propriétaires de lieux stratégiques aux USA.

ÿ Le réseau NYCWireless :

L’émergence des réseaux gratuits a pu se faire grâce au soutien des communautésd’ingénieurs et d’utilisateurs du monde des logiciels libres181.

L’idée centrale qui à motivé la naissance de ces communautés est la suivante : nos accèsrapides à l’Internet (fibre, modem ADSL, modem câble) ne sont que faiblement utilisés,partageons donc ces connexions en utilisant les AP existants dont les prix ne cessent debaisser.

Bien que certains opérateurs émettent d’importantes réserves quant au partage sauvaged’une connexion Internet entre utilisateurs non identifiés, il paraît aujourd’hui quasiimpossible de faire machine arrière. Le plus vraisemblable étant de voir, comme cela aété le cas pour les radios libres, des myriades de petits réseaux plus ou moins bienstructurés fleurir, avant d’observer un fort mouvement de concentration.

Les réseaux communautaires ont un double rôle assez paradoxal : Ils constituent unmoteur en permettant à des néophytes de s’accoutumer aux contraintes des réseaux Wi-Fi. D’un autre côté, en offrant gratuitement ce qui a un coût réel (l’accès Internet, laconfiguration des réseaux, l’administration des réseaux), ils entravent un développementrapide des projets des WISP, et freinent l’émergence d’acteurs fondés sur une économieplus pertinente.

Le rapport de nombre qui s’installe entre les réseaux gratuits et certains réseaux WISPpeut souvent jouer en leur défaveur, comme c’est le cas à NewYork182 oùwww.nycwireless.net référence plus de 200 AP disponibles183 alors que Boingo™ nepropose que 18 points d’accès184 !

Les AP sont opérés gratuitement par les différents administrateurs / propriétaires desbornes d’accès. L’accès au réseau Internet est transparent : dans la plupart des cas, lesserveurs DHCP inclus dans les bornes d’accès offrent des adresses IP non routées suivantle protocole NAT, aucun mot de passe n’est nécessaire pour accéder au réseau. Unecourte description sur les procédures à suivre est disponible en ligne185.

Comme le précise Dan Spiegel186 de NYC Wireless, au cours d’une interview qu’il m’aaccordé : « L’intérêt général des utilisateurs s’est concentré sur le déploiement physiquedes réseaux et l’éducation des nouveaux arrivants. […] L’une des idées importantes de lacommunauté que nous construisons avec NYCWireless est d’essayer de prolongerl’interaction des utilisateurs d’un réseau au-delà du réseau. Nos travaux au MIT se sontportés sur l’aspect social que joue le réseau sans fil au sein d’une communauté

181 Le site du plus célèbre d’entre eux : Richard Stallman ‡ http://www.stallman.org/182 http://www.paris-sansfil.net/ppt/nywifi present.ppt 183 http://www.nodedb.com/unitedstates/ny/newyork/?184 http://www.boingo.com/search.html185 http://www.nycwireless.net/findaccess_howto.html186 Dan Spiegel est responsable des applications destinées aux communautés au sein du réseauNYC Wireless, l’un des plus grand réseau public Wi-Fi déployé aux USA.http://www.nycwireless.net/


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d’utilisateurs187. […] Nous sommes aussi en trains de construire des applications quipermettront d’offrir des services spécifiques aux utilisateurs en fonction de leurlocalisation188. ».

Facilement accessible et de mieux en mieux structuré, NYCWireless permet auxutilisateurs de se familiariser avec le Wi-Fi. Des réunions présentant les capacités du Wi-Fi et le réseau NYCW189 sont organisées une à deux fois par mois dans ce but.

Malgrès l’intérêt qu’il suscite, le modèl actuel ne pourra pas perdurer si le nombred’utilisateurs augmente de façon trop importante, ce qui semble être le cas à l’heureactuelle. La canibalisation des accès Broadband au profit d’une communauté d’utilisateursélargie n’a pas encore suscité de levée de bouclier de la part des opérateurs privés190. Laconcurrence très vive entre FAI191 préserve un concensus : personne n’ose affronter lescommunautés d’utilisateurs qui jouent un rôle de pionier sur le Wi-Fi. Dès que les margesdes principaux FAI commenceront à être menacées par un trafic trop important sur leurréseau, ou par une décroissance de leur nombre d’abonnés, la tendance risque des’inverser rapidement.

ÿ La communauté « NoCat » :

Les réseaux « NoCat192 » proposent une approche originale des projets communautaires :cette communauté se sert de serveurs Linux configurés comme firewall dynamique pourpermettre un accès authentifié et gratuit au réseau Internet.

Les utilisateurs ont des droits différents en fonction de leur profil (administrateurs,utilisateurs enregistrés et invités). Dans un premier temps, l’accès au réseau est limitéau serveur web de la communauté qui propose aux utilisateurs de s’authentifier.L’authentification provoque la modification dynamique des droits du firewall, qui ouvrealors les ports d’accès au réseau suivant le profil utilisateur.

Mis à part l’aspect technique, cette approche est intéressante à plusieurs titres :

1. Elle permet de créer un espace spécifique à la communauté : un serveur Webcaptif dont on ne sort que si l’on dispose du bon code et qui est un pointd’entrée incontournable.

2. Elle introduit une gestion active du contrôle d’accès au réseau Internet,comme les ISP classiques.

3. En adhérant à l’un des nœuds de la communauté, l’utilisateur se voit attribuerun droit d’utilisation sur l’ensemble des nœuds, la communauté est auto-alimentée (système viral).

187 Ces travaux ont été effectués dans le cadre d’un des départements du médialab du MIT :http://canard.media.mit.edu/188 On pourra consulter à ce sujet le site de la société http://www.tripia.com/189 NYCW : New-York City Wireless.190 L’un des seuls “ procès ” qui a eu lieu, pour le moment, aux USA a opposé Seatle Wireless àStarBucks (T-Mobile). Les deux réseaux mobiles utilisaient le même slot de fréquence, provoquantun téléscopage des paquets et une perte de qualité importante sur les deux réseau. Seatle Wirelessayant installé son réseau antérieurement, T-Mobile à accepté de changer le slot de son Pointd’Accès…http://seattletimes.nwsource.com/html/businesstechnology/134522484_wifi27.html191 FAI : Fournisseur d’accès à Internet.192 « NoCat » : Litéralement « Pas de Chat » ‡ pas d’intrus non identifié.


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Cette approche collaborative ressemble à celle pronée dans l’usage des logiciels libres, cequi a fait dire à certains qu’elle s’apparentait à de « l’OpenSource appliqué auhardware ».

Le fonctionnement de la communauté « No Cat ». Figure 30

b. Les opérateurs télécoms acteurs du Wi-Fi ?

Le marché du Wi-Fi est aujourd’hui dans un état de développement assez différentsuivant les pays évoqués. Ces disparités ont pour origine des facteurs culturels,économiques et réglementaires.

ÿ L’exemple de T-Mobile :

Deutsche Telecom a consolidé ses activités de communication mobile au sein de T-Mobile. La société développe ses activités sur deux marchés : l’Allemagne et les USA.


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VoiceStream (filiale de DT qui prendra le nom de T-Mobile par la suite) a fait l’aquisitionen novembre 2001 des actifs de MobileStar193.

MobileStar était l’une des premières entreprises a avoir déployé un réseau de HotSpotsaux USA. Avant sa faillite en 2001, la société avait développé de nombreux accords avecdes lieux de transit comme des aéroports, ou des chaines de cafés dont Starbucks est leplus fameux exemple.

Stratégiquement, Deutsche Telecom a décidé de commercialiser ses services d’accèsmobiles sous une même marque « T-Mobile ». Il est ainsi devenu le premier opérateurmondial à adopter une stratégie d’offre d’accès couplant les technologies GSM/GPRS etWi-Fi. À ce titre l’adoption du logo « Global Wireless by T-Mobile » est assez significativede la stratégie marketing de l’entreprise.

Comme le précise l’analyste Glenn Fleishman194 “ Quelqu'un devait prendre le taureaupar les cornes et dépenser quelques centaines de millions de dollars pour que les gensprennent ce secteur au sérieux. La prochaine étape ne pouvait pas venir des start-up. Ilfallait que cela viennent des opérateurs. ”

En Juin 2003 T-Mobile HotSpots195 possèdait plus de 2365 HotSpots196 aux USA. Sesoffres197 se décomposent en trois catégories :

1. Les offres de connexion illimitées : 40$/mois pour un contrat d’un mois,connexion illimitée et 30$/mois pour un contrat annuel connexion illimitée.

2. Les offres pré-payées : 50$ pour un forfait de 300 minutes198 utilisable sur unepériode de trois mois avec un minimum de 10 minutes débitées par session.

3. Un forfait à 0,10$/minute avec un minimum de 60 minutes débitées parsession, sans durée minimum de souscription.

Le couplage entre téléphonie GSM/GPRS et accès Wi-Fi n’est pas encore complet puisquel’opérateur ne propose toujours pas de facturation unique. L’accord récent passé avecBoingo™ (cf. chapitre précédent) devrait permettre de soutenir la croissance du réseauGPRS et Wi-Fi de T-Mobile.

ÿ La France : un développement tardif et contrarié.

La France est un marché assez peu mature en matière de déploiement de réseaux Wi-Fipublics.

L’évolution de la lesgislation199 française offre aujourd’hui les conditions nécessaires àl’arrivée de nouveaux acteurs : les opérateurs et principalement ceux qui disposent d’unréseau assez étendu (les OPEX comme France Télécom), les agents économiques qui

193 Pour plus d’information : http://www.internetnews.com/wireless/article.php/10692_922171194 Glen Fleishman est un journaliste spécialiste des technologies Wi-Fi. La citation se trouve àl’adress suivante : http://www.internetnews.com/wireless/article.php/987741195 Les services T-Mobile http://www.t-mobile.com/hotspot/default.asp?nav=hm196 Liste des HotSpots T-Mobile disponibles http://locations.hotspot.t-mobile.com/197 Offre commerciales T-Mobile : https://accounts.hotspot.t-mobile.com/signup.jsp198 Il est assez étonnant de retrouver une offre produit basée sur une durée d’utilisation alors quele Wi-Fi opère uniquement dans le monde IP du transfert de paquets !199 La majorité des pays européens (mis à part l’Espagne) a autorisé une utilisation de 13 slots defréquence au lieu des 4 autorisés en France, suivant ainsi les recommandations de l’ETSI(European Telecommunications Standard Institute). La position de la France a récemment évolué,mais demeure très contraignante (Cf. §B-1.c).


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disposent de lieux stratégiques (ADP, la SNCF, le Groupe ACCOR, …), certains réseauxgratuits (Paris Sans Fil, …) et quelques nouveaux acteurs privés.

Les facteurs clés de succès peuvent être :

1. La capacité de facturer les services déployés aux utilisateurs finaux.

2. La propriété des lieux stratégiques (gares, aéroports, hôtels, …).

3. L’inscription des projets dans une logique de marché.

4. La capacité de fédérer des groupes d’utilisateurs stratégiques (ingénieurs,techniciens, …).

Il est aujourd’hui trop tôt pour tirer les premières conclusions quant aux différentesstratégies des opérateurs qui ont décidé d’être présent sur le Wi-Fi en France. Lesconditions nécessaires à l’arrivée sur le marché d’opérateurs alternatifs n’ont été réunisque tardivement en raison de choix politiques qui vont à contre-sens de la majorité desdécisions prises au niveau européen.

Le fait que la France se retrouve aujourd’hui avec un seul projet fédérateur pour laconstitution de réseaux Wi-Fi (celui de France Télécom et de ses deux filliales Orange etWanadoo) n’est pas très sain. Il existe bien de nombreuses petites structures qui sepositionnent en tant que prestataires de services, mais qui n’ont en aucun cas lapossibilité d’aligner des offres comparables avec celles de Wanadoo et d’Orange.

L’arrivée sur le territoire français d’un second opérateur Wi-Fi serait certes de nature àstimuler la compétition.

Il est difficile de connaître le détail des négociations qui ont lieu entre France Télécom etcertaines grandes sociétés qui commencent à équiper en réseau Wi-Fi leursinfrastructures publics (la SNCF, ADP, le Groupe Accor, …). Il serait pourtant intéressantd’avoir accès aux détails des commissions qui s’établissent entre l’opérateur historique etces partenaires.

ÿ État des lieux d’autres projets internationaux :

Le projet pilote de Bell Canada200 qui consiste à recycler certaines cabines téléphoniquespour en faire des Points d’Accès Wi-Fi présente un intérêt certain. Selon ses promoteurs :“ cette méthode était la moins onéreuse qui soit pour mener un test de déploiementgrandeur nature. ” Les cabines sont équipées de modem ADSL Alcatel, d’une liaison DSLde 3Mbps et d’un AP Cisco 1200.

Un autre projet est celui de la société Satlynx SA201 qui propose, en partenariat avecNeosky (société Espagnole), un accès satélite couplé à du Wi-Fi. Bien que l’essentiel del’intérêt technologique de la solution repose sur la partie satélitaire, ce type de solutiondevrait permettre de désenclaver les zones rurales les plus reculées, répondant ainsi à unsouhait exprimé par les différents gouvernements de l’UE depuis longtemps.

Le déploiement de ce type de solution au sein d’une petite aglomération permettrait decréer des points de « connexion large bande partagés », solutions jusqu’alorsdifficilement réalisables. Le Wi-Fi permet de simplifier encore la solution déployée.

200 Pour plus d’informations sur le projet : http://australia.internet.com/r/article/jsp/sid/12775201 http://www.satlynx.com


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3. Une intégration plus poussée :

« - C’est le sort des familles désunies de se rencontrer uniquement aux enterrements »Dialogue de Michel Audiard – Mireille Darc “ Les Barbouzes ”

L’intégration entre les réseaux des opérateurs et les WLAN semble aujourd’hui acquise.Bien que certains commentaires évoquent le racordement des WLAN au réseau fixe desopérateurs202, la plupart des développements initiés s’appuient sur l’infrastructure desréseaux mobiles.

a. Un schéma d’intégration à partir des réseaux dataexistants.

La plupart des opérateurs et des constructeurs impliqués dans le déploiement de réseauxde troisièmes génération se conforment aux spécifications du 3GPP203. La version 6 de lanorme prévoit une intégration complète entre les réseaux de troisisème génération et lesréseaux Wi-Fi.

Feuille de route de l’évolution des réseaux “UMTS Release 6204”.

Scénario de la “ Release 6 ” : niveaux d’intération WLAN ‡ l’UMTS.

Cathégorie Scénario Description Commentaires

1 Facturation et Supportclient unique

Contrôle d’accès :Identifiant et mot depasse.

Accès parrallèle

2 Scénario 1 + 3GPPaccès sécurisé(authentification etencryptage).

Contrôle d’accès :utilisation de la carteSIM.

Accès intégré 3 à 6 Accès direct au réseau,continuité de service.

ÿ Les scénarios 1 et 2 :

Dans cette première étape, les clients Wi-Fi s’authentifient auprès d’un serveur quiappartient au réseau de l’opérateur. Ceci va permettre la centralisation du support et dela facturation. L’intégration des équipements au sein de l’architecture de l’opérateur estassez limitée.

202 « CommunicationWeek International » : 15 Juillet 2002 – John Williamson et Simon Marshall –ISSN 1042-6086 : « Telcos get moving on HotSpot services ».203 Le 3GPP est l’organisme de normalisation pour les réseaux de 3ème générationhttp://www.3gpp.org/204 La normalisation de l’UMTS passe par l’élaboration de “release” ou version qui supportent denouvelles fonctionnalités. La R6 constitue la norme la plus avancée de l’UMTS et devrait parvenir àune version stable d’ici le mois de décembre 2003.


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L’accès WLAN se fait paralèlement au PLMN205 : les paquets de données sont dirèctementroutés du WLAN vers les serveurs locaux et l’Internet.

Cette intégration vient renforcer l’idée d’une absorbtion des réseaux de HotSpots par lesréseaux de troisième génération d’un point de vue logique.

Chaque technologie possède des avantages distincts par rapport à l’autre. Ces dernierspermettent d’offrir des services supplémentaires en fonction du type d’utilisation qui estfaite de la technologie.

Les permiers à intégrer le Wi-Fi dans leur stratégie de déploiement de réseaux seront lesopérateurs et les constructeurs pour plusieurs raisons :

1. Il existe une dissimétrie dans les coûts d’entré sur les réseaux Wi-Fi parrapport à l’UMTS qui ne permet pas aux opérateurs de réseaux de HotSpots unaccès aux réseaux 3G.

2. La capacité qu’ont les opérateurs de réseaux 3G à proposer des services sousforme d’offres groupées leur permettra d’intégrer rapidement les réseaux deHotSpots à leur offre (suivant les deux schémas proposés ci-dessous).

L’intégration du Wi-Fi au réseaux 3G permettra d’offrir une large couverture sans failledes réseaux vocaux, avec, en complément, des services locaux de connectivité auxréseaux de HotSpots pour les lieux les plus recherchés (aéroports, hôtels, gares, …).Cette offre permettra de palier la déficience de capacité en termes de débit des réseauxde troisième génération, l’accès aux services multimédias sera ainsi simplifié.

En mettant à la disposition des réseaux de HotSpots ses capacités de réseaux WAN(facturation, localisation, sécurisation, authentification et contrôle des ressources entreautres), les réseaux 3G pourraient palier certaines des faiblesses les plus avérés desréseaux 802.11.

L’arrivé du Wi-Fi dans les réseaux de troisième génération sera un facteurd’augmentation de la compétitivité sur ces réseaux. En cas de succès du Wi-Fi, lesopérateurs qui n’auront pas su développer une stratégie pertinente sur le WLAN risquentde perdre une part importante de leurs revenus au profit de ceux qui, les premiers,auront réussi une intégration plus rapide de ces technologies.

Compte-tenue des investissements relativement modiques nécessaires au déploiementd’une stratégie Wi-Fi globale206, les risques semblent limités pour les opérateurs quiprennent la décision d’être présent sur ce marché.

205 PLMN : Public Land Mobile Network ‡ Ensemble des équipements d’un opérateur situés dansune zone publique (antennes, NodeB et RNC).206 La modicité des prix d’accès au marché des HotSpots est à mettre en perspective avec les coûtsnécessaires au déploiement d’un réseau de troisième génération.


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Interfonctionnement UMTS et WLAN : le scénario 2 du 3GPP. Figure 32

Ce premier schéma expose le niveau d’intégration initial qui sera mis en place entre lesréseaux de 3G et les réseaux Wi-Fi. Il précise aussi le rôle central que jouel’authentification dans le déploiement de réseaux de HotSpots.

b. Intégration des Points d’Accès (AP) dans uneinfrastructure UMTS.

Si l’authentification constitue une première étape qui permettra sans doute auxopérateurs d’intégrer rapidement le Wi-Fi dans leur architecture, il demeure insufisantpour permettre une utilisation complète des fonctionnalités proposées dans le cadre desréseaux de 3G.

Avec les scénarios plus avancés de la release 6 de l’UMTS, le Wi-Fi se voit totalementintégré dans les schémas de déploiement des réseaux UMTS.

ÿ Les scénarios 3 à 6 :

L’accès au réseau WLAN est intégré au sein du PLMN : le traffic paquet et éventuellementcircuit est transporté par le PLMN


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Scénario de la “ Release 6 ” : Support des services pour les WLAN.

Cathégorie Scénario Services

1 Facturation et Support client unique, sécurité detype IP, accès large bande au réseau IP,continuité de session basé sur MobileIP.

Accès parrallèle

2 Scénario 1 + 3GPP accès sécurisé(authentification et encryptage) incluant desServices Internet Multimédia.

Accès intégré 3 à 6 Scénario 2 + Accès direct au réseau 3GPP PS207,continuité de service accès au CS208.

Le scénario 6 offre un schéma complet d’une intégration entre les réseaux Wi-Fi et lesréseaux WLAN du point de vue des opérateurs 3G.

Interfonctionnement UMTS et WLAN : le scénario 6 du 3GPP. Figure 33

Le produit WeRoam™ développé par la société TOGEWAnet est destiné à faciliterl’intégraiton des HotSpots sur les réseaux GPRS / UMTS. Il s’appuie sur un logiciel de lasociété Transat Technologies209. Ce produit permet une intégration croisée entre lesréseaux de 2,5G / 3G et les réseaux de HotSpots, il permet une authentification par carteSIM et une facturation au sein des réseaux Wi-Fi.

207 Dans ce contexte : Packet Switched ‡ relatif à la transmission de données sous forme depaquets sur des réseaux 3G, par opposition au CS.208 CS : Circuit Switched ‡ commutation de circuits.209 http://www.transat-tech.com/ ‡ Transat est une société dont le but est l’intégration desproduits WLAN dans les infrastructures des réseaux 2G / 3G.


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Comme son nom l’indique, WeRoam™ permet le roaming entre réseau opérateur etréseau WLAN en s’appuyant sur le protocole SS7 (authentification par carte SIM). Pourles clients qui ne possèdent pas de terminaux équipés en cartes SIM, une authentificationRadius sera utilisée, dans ce cas, les fonctionnalités de roaming sont réduites, mais lesutilisateurs itinérants de HotSpots peuvent quand même utiliser ces réseaux.

Swisscom est entrain de tester ce type de solution pour l’intégrer à ses futursdéveloppements Wi-Fi.

Une seconde alternative à une intégration du Wi-Fi dans une architecture 3G serait laprise en compte par l’IEEE de certaines des fonctionnlités des réseaux de troisièmegénération et leur intégration dans la norme Wi-Fi.

c. Introduction de la qualité de service dans le Wi-Fi(Travaux du 802.11 Task Group E).

ÿ Des Enjeux majeurs :

L’introduction d’un mécanisme de gestion de la qualité de service sur le 802.11 ouvriraitla voie à de nombreuses applications aujourd’hui réservées à d’autres protocoles decommunication sans fil210. C’est en outre un pré-requis pour l’intégration de servicescomme la téléphonie, la visio-conférence, la vidéo ou le déploiement d’applicationnécessitant la mise en œuvre de réseaux à QoS garantie. Enfin, c’est la garantie d’unemeilleure interopérabilité entre les réseaux de type 802.11 et les réseaux UMTS pour lesservices de l’UMTS qui nécessitent une prise en compte de la QoS.

Si les débits du 802.11 permettent en pratique de recevoir des flux vidéos, ou de faireune visio-conférence, ils n’offrent pas, aujourd’hui, la garantie nécessaire au supportd’application d’un niveau professionnel.

Derrière ce groupe de travail se cache des enjeux impréssionnants qui catalysent le duelentre la téléphonie et l’informatique, les réseaux IP et les réseaux traditionnels desupport de la voix. Une implémentation réussie de la QoS sur le 802.11 pourraitpermettre le déploiement d’un seul réseau unifié dans l’entreprise : le 802.11E. Celui-cisupporterait une utilisation indiférente de l’informatique, de la téléphonie ou de la vidéo.

Si les étapes qui restent à parcourir pour permettre ce type de déploiement sont encoreimportantes, les enjeux devraient pousser les constructeurs à proposer de nombreusessolutions innovantes basées sur ce protocole.

ÿ Fonctionnement détaillé :

À l’heure actuelle le groupe chargé de cet aspect de la normalisation au sein de l’IEEE estle TaskGroup E qui s’est fixé comme objectif :

1. L’amélioration de la couche MAC du 802.11

2. L’amélioration et la gestion de la QoS.

210 Par exemple le protocole HomeRF intègre une gestion de la QoS. Pour plus d’information :http://www.palowireless.com/homerf/homerf.asp


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3. La définition de classe de service.

4. La fourniture de meilleurs mécanismes de sécurité et d’authentification.

5. L’amélioration de l’efficacité des fonctions DCF et du PCF.

Les mécanismes de gestion de la QoS pour les réseaux 802.11 mis en place par le TaskGroup E proposent deux mécanisme d’accès différents et trois niveaux de Qualité deService. Afin de conserver une compatibilité ascendante avec les anciennes versions duprotocole, deux nouveaux mécanismes de gestion EPCF et EDCF seront mis en place211.

Les différents niveaux de QoS seront fonctions des deux nouveaux mécanismes d’accèset des deux politiques syncronisation temporelle212.

Les mécanismes de gestion de la QoStels que définis par le Task Group E de l’IEEE.

Niveau Type d’accès Politique desynchronisation

Commentaires

3 EPCF avec EDCF Paramètrée 8 niveaux de priorité par connexionavec QoS paramétrée.

2 EPCF avec EDCF Gestion de priorité

1 EDCF Gestion de priorité

8 niveaux de priorité définis par les 3bits du champ de la couche MAC SAP(Service Access Point).

0 DCF Aucune Niveau implémenté dans les produitscommercialisé sans QoS

Les équipements qui prendront en compte la gestion de la QoS sur le 802.11 (802.11E)implémenteront les niveaux 1, 2 et 3.

Chaque niveau de gestion de la QoS intègre les fonctionnalités du niveau inférieur. Lesdifférents niveaux interopéreront entre eux. Pour plus de détail sur ces mécanismes,vous pouvez consulter les documents suivants213.

211 EPCF : Enhanced Point Coordination Function et EDCF : Enhanced Distributed CoordinationFunction. Pour plus d’information sur ces mécanismes vous pouvez consulter le chapitre §A-1.c.212 Traduit de l’Anglais : Scheduling.213 Une présentation générique du Task Group E : h t t p : / / w w w . o f d m -forum.com/library/80211_status.pdf //---// Une étude comparative entre le 802.11 et le802.11E au niveau de la QoS: http://www.sigcomm.or.kr/icat/icat2003/c2.ppt //---// Une étudecomparative entre les 802.11E et les mécanismes de QoS du 802.15.3http://www.xtremespectrum.com/PDF/802.11eVs802.15.3.pdf //---// Une étude sur lacollaboration entre des réseaux qui implémentent DiffServ et le 802.11Ehttp://mwnl.snu.ac.kr/~schoi/publication/Conferences/03-VTC-DiffServ.pdf


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CONCLUSION

La liberté de mouvement, corollaire de la liberté de penser, ne peut mieux êtresymbolisée que par les deux technologies étudiées dans cet essai. De façoncomplémentaire, l’UMTS et le Wi-Fi facilitent l’accès aux deux grands réseaux véhiculesde notre savoir : les réseaux de transmission de données IP et les réseaux opérés detransmission de la voix.

La conjoncture peu propice au déploiement de nouvelles technologies n’a pas empéché leWi-Fi de connaître un succès important à travers le monde ; malgrès un lancement endifféré, l’UMTS devrait connaître une destinée similaire.

Ces deux technologies évoluent en parallèle et devraient s’intégrer de façon harmonieuseau sein des réseaux de troisième génération. Le Wi-Fi offrira aux usagers de l’UMTS descapacités d’accès à l’Internet haut débit dans certains lieux stratégiques.

Les modèles économiques des services UMTS sont établis et fortement structurés. Ilspermettront la facturation de tous les services 3G : la voix, la transmission de données,la vidéo et la visiotéléphonie. Le succès de l’UMTS dépendra en grande partie de lacapacité des opérateurs 3G à favoriser l’émergence d’une économie des services ouverteavec des schémas clairs de répartition des revenus.

Le Wi-Fi en revanche n'adopte pas de logique économique multipolaire et se cantonne,dans ses premières versions, à une offre d’accès haut débit sans fil à l’Internet sur desréseaux locaux.

L’impact du Wi-Fi sur l’économie des réseaux UMTS dépendra de sa capacité d’intégrationdes mécanismes de gestion de la QoS214, corollaire au déploiement de services à fortevaleur ajoutée, et à leur facturation.

De façon similaire, la mise en place de système de gestion de la QoS sur le Wi-Fipermettrait le déploiement de réseaux WLAN sur lesquels la transmission de la voixtrouverait naturellement sa place. Dans ce contexte l’arrivée de terminaux téléphoniquescompatibles Wi-Fi prendrait toute leur signification. C’est la raison pour laquelle lesréseaux Wi-Fi représentent, à moyen terme, une menace plus importante pour latéléphonie d’entreprise que pour l’UMTS.

La simplicité et le faible coût de déploiement des réseaux Wi-Fi permettent la création deréseaux de HotSpots plus ou moins bien structurés avec des modèles de rémunérationallant de la gratuité d’accès à des abonnements payants classiques. Le déploiement parde nouveaux acteurs économiques de réseaux de HotSpots connait un certain succèsdans les pays ayant opté pour une approche libérale de la gestion du spectre hertziendans la bande ISM.

Les agrégateurs catalysent une grande partie de ces offres en proposant un mécanismed’accès unifié et un roaming entre les différents réseaux de HotSpots fédérés.

Désireux de ne pas perdre pied dans une course qui demande des investissements assezmodiques par rapport au déploiement de réseaux UMTS, les principaux opérateurs 214 QoS : Qualité de Service.


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déploieront leurs réseaux Wi-Fi dans les prochains mois. Les offres d’accès sont souventcouplées au GPRS et constituent une offre globale d’accès à l’Internet en mode Data.

La conjonction du Wi-Fi et de l’UMTS sera consacrée à partir de la version 6 de l’UMTS(fin 2003) avec la mise en œuvre d’une Interface spécifique qui permettra leracordement de bornes Wi-Fi à l’infrastructure radio des réseaux UMTS.

Afin de permettre une interconnexion fluide de nouveaux types de Terminaux Utilisateurs(ordinateurs portables et PDA) susceptibles de générer des revenus importants, lesopérateurs devraient favoriser la création d’une interface UMTS intégrée aux nouveauxéquipements informatiques.

La mutation des réseaux téléphoniques en réseaux de transmission de données avec uneintégration des mécanismes de gestion de Qualité de Service devrait pousser lesopérateurs à se rapprocher des entreprises informatiques et vice-versa.

Suivant une logique de complémentarité acrue, l’intégration du Wi-Fi au sein desinfrastructures UMTS représente bien une première étape significative et annonciatrice defuturs mouvements de fusion-acquisition entre ces deux univers.


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Table des illustrations :

Perspective d’évolution des technologies de troisième génération. Figure 1................... 5Architecture d’un réseau 802.11. Figure 2 ................................................................ 8La norme 802.11 par rapport au modèle OSI. Figure 3............................................... 9Mécanisme d’acquitement des trames dans les réseaux 802.11. Figure 4 ....................11Système de réservation du média sur les réseaux 802.11. Figure 5 ............................13Temporisation dans le protocole 802.11 : les valeurs de différentes trames. Figure 6....13Découpage des trames du 802.11. Figure 7 .............................................................14. Figure 8 ............................................................................................................18Les couches physiques du 802.11. Figure 9 .............................................................19Mécanisme d’étalement de spèctre dans le 802.11. Figure 10 ....................................20Les mécanismes d’étalement dans le 802.11. Figure 11.............................................22Mécanisme de réduction de puissance du signal mis en œuvre dans le 802.11. Figure 12..........................................................................................................................23Les mécanismes du DQPSK dans le 802.11. Figure 13...............................................23L’encryption des trames dans le 802.11. Figure 14 ...................................................26Evolution des normes dans l’informatique. Figure 15.................................................28Exemple de streaming vidéo basé sur le protocole 802.11x. Figure 16 ........................30Croissance du nomre de HotSpots public aux USA - Figure 17....................................35Exemple d’authentification radius distribuée. Figure 18 .............................................38Architecture schématique d'un réseau UMTS. Figure 19.............................................47Architecture détaillée d'un réseau UMTS. Figure 20...................................................48Détail de l'UTRAN. Figure 21 ..................................................................................50UMTS : vers le tout IP. Figure 22............................................................................53Les revenus de l'UMTS. Figure 23 ...........................................................................58Les interfaces d'accès au réseau GPRS. Figure 24.....................................................72Perspective sur le déploiement de réseaux de 3ème Génération. Figure 25 ....................75Comparaison des performances des réseaux UMTSet Wi-Fi. Figure 26.........................76Les interfaces des terminaux utilisateurs du futur. Figure 27......................................80Ségmentation du marché du Wi-Fi : la vision de Boingo™. Figure 28...........................83Valorisation des services d’accès par Boingo™. Figure 29 ..........................................85Le fonctionnement de la communauté « No Cat ». Figure 30......................................88Wi-Fi et satélite : la solution de Neosky™. Figure 31.................................................91Interfonctionnement UMTS et WLAN : le scénario 2 du 3GPP. Figure 32 ......................94Interfonctionnement UMTS et WLAN : le scénario 6 du 3GPP. Figure 33 ......................95


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Index et définitions :

A

AFNICAssociation Française pour le NommageInternet en Coopération........................81

AirSnort ..................................... 10,27

APAccess Point ou Point d’Accès Wi-Fi.3,7,8,9,15,16,17,22,30,31,32,33,40,85,86,90,94,97

ARTAssociation de Régulation des Télécoms........................................ 59,68,69,70,71

ATMAsynchronous Transfer Mode ou mode detransfert asynchroneTechnique de transfert asynchrone pourdes communications à haut débitd’informations numérisées, organisées enpaquets courts et de longueur fixe.

36,50,54

B

BlackBerryService proposant un terminalspécialement dédié à l’envoi et la réceptionde mail en situation de mobilité. .......56,72

BlueToothTechnologie de communication sans filspermettant de faciliter les communicationsentre terminaux sur une faible distance..................................... 4,48,57,59,64,76

C

CCAClear Channel Assessment. ...................19

CDMACode Division Multiple Access. Schémad’encodage pseudo aléatoire des séquenceslargement utilisé dans les communicationsmobiles au USA et au Japon. ....... 22,47,62

CEPTConférence Européenne des Postes etTélécommunications. Organisme decoopération réglementaire et de travauxtechniques (en matière de fréquences,notamment) qui regroupe la presquetotalité des Etats du continent européen.................................................66,67,68

CSCircuit Switched ou commutation decircuits ............................................... 95

D

DCF Interframe Space ou Espace InterTrame DCF. ..................................13

DiffServDifferentiated Services. Mécanisme degestion de la qualité de service créé parCisco. ........................................52,54,97

DIFSDCF Interframe Space ou Espace InterTrame DCF.......................................... 13

DPSKDifferential Phase Shift Keying ......... 23,62

DSSSDirect Sequence Spread Spectrumtransmission en séquence directe.

2,19,21,22,23

E

EAPExtensible Authentication Protocol ouProtocole d’Authentification Etendu........ 29

EDCFEnhanced Distributed CoordinationFunction ............................................. 97

EDGEEnhanced Data rates for GSM Evolution.EDGE est une version plus rapide duservice GSM, qui permet des débits jusqu'à384 kilobits par seconde........... 3,46,73,74

ENUMProtocole défini dans RFC 2916 de l’IETFvisant à utiliser les DNS pour permettre larésolution des numéros de téléphone..... 81


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EPCFEnhanced Point Coordination Function ....97

ESSExtended Service Set (zone de couvertureprise en charge par l’ensemble des Pointsd’Accès regroupés au sein d’un mêmeréseau logique). .......................8,10,17,22

F

FAIFournisseur d’accès à Internet. ..............87

FCCFederal Communication Comission......................... 23,59,60,61,63,64,65,69

FCSFrame Check Control ou Séquence decontrôle des trames..............................16

FHSSFrequency Hopping Spread SpectrumEtalement de spectre avec saut defréquence. 2,19,20,21,23

Frame Check Control ou Séquence decontrôle des trames. ......................16

FTPFile Transfer Protocol. Protocole deTransfert de Fichiers. .......................56,57

G

GGSNGateway GPRS Support node..............2,52

GMSCGateway Mobile Switching Centre........2,52

GPRSGeneral Packet Radio Service. Technologieintermédiaire entre les réseaux GSM et lesréseaux UMTS (2.5G) qui permet latransmission de donnée en mode nonconnecté.1,3,4,40,42,43,44,47,52,56,57,58,72,73,74,76,80,85,89,95,99,100

GPSGlobal Positioning System ou système degéolocalisation par satélite. .....55,56,62,66

H

HLRHome Location Register..................... 2,51

HomeRFTechnologie WLAN développée par Proximfonctionnant sur les fréquences de 2,4GHz...................................................4,65,96

HotSpotsBorne d’accès utilisant la technologie Wi-Fidisponible dans les lieux publics.25,32,33,34,35,36,37,38,40,41,69,78,79,80,85,89,93,94,95,96,98

I

IAPPProtocole de Communication inter Pointd’Accès.................................................8

IBSSIndependent Basic Service Set ou réseaud’ordinateurs sans fil indépendant,interconnecté sans Point d’Accès. ....... 8,16

IEEEInstitute of Electrical and ElectronicsEngineers, organisme de normalisationd'interfaces de systèmes électroniques etinformatiques. ....4,6,10,16,18,27,36,96,97

IETFInternet Engineering Task Force,organisme international qui étudie et valideles spécifications techniques visant à faireévoluer les réseaux.....................29,36,81

IMT-2000International Mobile Telecommunications2000, standard de la troisième générationde téléphonie mobile............................ 46

IrDAInfrared Data Association. Interfaceutilisant la transmission par ondeinfrarouge...................................... 48,57

ISMUnlicensed Industrial, Scientific, Medical.........................3,5,11,59,64,65,69,78,98


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K

KisMacLogiciel visant à intercepter des trames802.11 et à les décrypter. .............. 18,100

L

LANLocal Area Network ou réseau local.............................................10,32,40,75

LLCLogical Link Control. .............................18

M

MACMedium Access Control ou Couche deContrôle d’Accès au Médium.......2,6,10,11,12,14,16,18,19,27,37,96,97

Mobile IPv6Protocole de communication mobile basésur la version 6 du protocole IP. ............53

MPLSMulti-Protocol Label Switching (cf. RFC3031). ................................................36

MSC/VLRMobile Switching Centre / Visitor LocationRegister. ..................................... 2,51,52

O

OFDMOrthogonal Frequency Division Multiplexingmultiplexage par répartition orthogonale dela fréquence 2,19,24,25,62

OTDOA-IPDLObserved Time Difference Of Arrival – IdlePeriod Down Link. ................................55

OVSFOrthogonal Variable Spreading Factor.....49

P

Physical Layer Convergence ProcedureCouche physique de procédure deconvergence. ..................................19,21

PICFPCF Interframe Space ou Espace InterTrame PCF. ......................................... 13

PLCPPhysical Layer Convergence Procedure ouCouche physique de procédure deconvergence................................... 19,21

PLMNPublic Land Mobile Network. Ensemble deséquipements d’un opérateur situés dansune zone publique (antennes, NodeB etRNC). ........................................52,93,94

PMDPhysical Medium Dependant

couche dépendante du média physique. .. 19,21

PPPPoint to Point Protocol. ......................... 29

PSTNPublic Switched Telephone Network ouRéseau Téléphonique Commuté............. 52

Q

QoSQualité de Service.36,44,49,50,51,52,54,55,56,57,65,77,96,97,98

R

RNCRadio Network Controler.....49,50,51,53,93

RNISRéseau Numérique à Intégration deServices. ISDN en anglais..................... 52

S

SDRSoftware Defined Radio ouradiotransmission logicielle. ............. 62,67

SGSNServing GPRS Support Node. .........2,51,52

SIFSShort Inter Frame Space ou Court EspaceInter Trame. .................................. 13,25

SlotInterval de temps ou tranche de temps.. 21


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SMSShort Messages Service ou Mini Messages...........................................................42

StreamingDiffusion d’un flux en direct.................................2,29,54,55,56,57,65

T

TCPTransmission Control Protocol...........28,53

TKIPTemporal Key Integrity Protocol.............31

U

UDPUser Datagram Protocol. .......................53

UMTSUniversal Mobile TelecommunicationsSystem. L’UMTS est un terme génériquequi englobe l’ensemble des technologiesnécessaires au bon fonctionnement deréseaux de téléphonie mobile de troisièmegénération.1,2,3,4,5,6,7,19,39,41,42,43,44,45,46,47,48,49,50,51,52,53,54,55,56,57,58,62,64,65,66,68,70,71,72,73,74,76,78,79,80,92,93,94,95,96,98,99,100

USIMUMTS Subscriber Identity Module...........48

UTRANUMTS Terrestrial Radio Access Network........................................ 2,47,49,50,100

UWBUltra Wide Band. Technologie de réseausans fil qui permet d'atteindre des débits1000 fois supérieurs au 802.11b. .......... 62

V

VoIPVoice Over IP ou Voie sur IP. ................ 36

W

WANWide Area Network ou réseau étendu.................................................40,75,93

WAPWireless Access Protocol. Protocole d’accèsà des services sans fils basé sur le langageWML..........................................42,56,72

W-CDMAWideband-Code Division Multiple Access.....................................2,42,46,47,49,50

WECAWireless Ethernet Compatibility Alliance..................................................... 31,32

WEPWired Equivalent Privacy. Systèmed’encryption des données sur la couchephysique du 802.11............................2,10,15,25,26,27,30,31

WISPWireless Internet Service Provider oufournisseur d’accès Internet sans fils........................................32,35,37,82,86

todoo soutenu par · c. introduction de la qualité de service dans le wi-fi (travaux du 802.11...

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