Wimax

  • April 2020
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WIMAX INTRODUCTION WiMAX est un acronyme pour World Interoperability for Microwave Access. WiMAX est avant tout une famille de normes, définissant les connexions à haut-débit par voie hertzienne. C'est également un nom commercial pour ces normes, comme l'est Wi-Fi pour 802.11 (la Wi-Fi Alliance est en cela comparable au WiMAX Forum). WiMAX décrit des technologies hertziennes destinées à des architectures point-multipoint : à partir d'une antenne centrale on cherche à toucher de multiples terminaux. WiMAX promet des débits de plusieurs dizaines de megabits/seconde sur des rayons de couverture de quelques dizaines de kilomètres. WiMAX adresse notamment le marché des réseaux métropolitains, le MAN (Metropolitan Area Network).

PRÉSENTATION DE LA TECHNOLOGIE WIMAX A) Historique WiMAX est une initiative et un consortium, le WiMAX Forum, qui se sont montés en juin 2001 à l’initiative de Intel et Alvarion pour permettre la convergence et l'interopérabilité entre deux standards de réseaux sans fils auparavant indépendants : HiperMAN, proposé en Europe par l'ETSI (European Telecommunications Standards Institute), et 802.16 proposé par l'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).

Aujourd’hui, le WiMAX Forum rassemble plus de 240 Fournisseurs et Opérateurs de télécommunications dont AT&T Wireless, Intel, Fujitsu Microelectronics America, Alcatel, Motorola, Nokia, Siemens Mobile, France Télécom...

B) Les différentes normes Un des objectifs fondateurs du WiMAX Forum est la recherche de l'interopérabilité : elle est obtenue par les voies de la normalisation et de la certification, et est un des enjeux majeurs du WiMAX, comme elle l'a été, avec un assez bon succès, pour le Wi-Fi. C'est un enjeu d'autant plus important que WiMAX est défini pour une large bande de fréquences, de 2 à 66 GHz, dans laquelle on trouve des technologies existantes, comme le Wi-Fi, et qui autorise des débits, des portées et des usages très variés. D'abord conçu pour la partie 10-66 GHz en 2001, 802.16 s'est intéressé par la suite aux bandes 2-11 GHz pour donner naissance en 2003 à 802.16a. 802.16a a été amendé depuis, par 802.16-2004, et en toute rigueur on ne devrait plus parler de cette version a. Conduite par le groupe de travail IEEE 802.16 d, cette version amendée est parfois également appelée 802.16d. À côté de 802.16-2004, qui est le WiMAX de ce début d'année 2006, on trouve également 802.16.2, standard qui définit l'interopérabilité entre toutes les solutions 802.16 et les solutions (comme Wi-Fi) qui sont présentes sur les mêmes bandes de fréquence. Un nouveau standard vient d’être ratifié en décembre 2005 : le WiMAX mobile (802.16e) Ce standard définit la possibilité d'utilisation de réseaux métropolitains sans fil avec des clients mobiles dans la plage de fréquences de 2 à 6 GHz. Le WiMAX mobile ouvre ainsi la voie à la téléphonie mobile sur IP ou plus largement à des services mobiles haut débit. Enfin le standard 802.16f apporte l'équivalent des réseaux maillés (mesh networks) du Wi-Fi. Cela ajoute entre autre l’itinérance entre plusieurs points d’accès.

C) La famille 802.16

IEEE 802.16d (802.16-2004) : Révise et corrige quelques erreurs détectées dans les standards 802.16, 802.16a et 802.16c et apporte des améliorations pour pouvoir supporter 802.16e. Cette norme utilise les fréquences entre 2 et 11 GHz. Publiée le 1er octobre 2004 IEEE 802.16e : Définit la possibilité d'utilisation de réseaux métropolitains sans fil avec des clients mobiles. Cette norme utilise les fréquences entre 2 et 6 GHz. Publiée le 7 décembre 2005 IEEE 802.16f : Définit la possibilité d'utilisation de réseaux sans fil maillés (mesh network). Publiée le 22 septembre 200 En résumé, aujourd’hui quand on parle de WiMAX, il s’agit de la norme 802.16d (ou 802.16-2004). Pour la technologie WiMAX mobile, il s’agit de la norme 802.16e.

ASPECTS TECHNIQUES A) Les fréquences La fréquence utilisée porte actuellement sur la portion 2-11 GHz, même si WiMAX s'intéresse à toutes les bandes entre 2 et 66 GHz. Pour le WiMAX dit « fixe » (802.16d ou 802.16-2004), la plage de fréquence est comprise entre 2 et 11Ghz. Pour le WiMAX mobile (802.16e) la plage de fréquence est comprise entre 2 et 6 GHz. Le WiMAX recourt au multiplexage OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexage ou multiplexage par répartition en fréquence sur des porteuses orthogonales). Cette technique consiste à transporter le signal sur de multiples fréquences porteuses. Cela permet au WiMAX d’atteindre un rendement spectral (soit la quantité de données transmises par Herz) deux fois supérieur à celui du Wifi. La largeur de canal varie entre 1,75 MHz et 20 MHz en fonction des bandes de fréquence.

B) Ligne de vue La portée, les débits, et surtout la nécessité ou non d'être en ligne de vue de l'antenne émettrice, dépendent de la bande de fréquence utilisée. Dans la bande 10-66 GHz, les connexions se font en ligne de vue (LOS, line of sight), alors que sur la partie 2-11 GHz, le NLOS (non line of sight) est possible notamment grâce à l'utilisation de la modulation OFDM.

C)

Les

débits

En théorie, le WiMAX est capable sur un rayon d'environ 50 km d'émettre avec un débit allant jusqu'à 70 Mb/s. En exploitation, les opérateurs constatent actuellement un débit réel de 12 Mbit/s sur 20 km. Concernant

le

WiMAX

mobile,

le

débit

devrait

être

d’environ

30Mb/s

sur

3

km.

D) Le matériel Le premier produit certifié WiMAX (802.16d) a été développée par Intel. Il s’agit de la l'interface large bande PRO/Wireless 5116, c’est une puce capable de traiter les signaux du WiMAX. Cette plateforme est disponible depuis seulement avril 2005. Elle est destinée aux constructeurs désireux de fournir de futurs produits et équipement WiMAX.

Il existe très peu de produits certifiés WiMAX à l’heure actuelle. En effet le processus de certification a pris plusieurs mois de retard (celui-ci a débuté en juillet 2005) et les premiers produits certifiés WiMAX commencent seulement à être disponibles.

Pour ce qui est des produits certifiés WiMAX mobile (802.16e), la norme venant d’être ratifiée, ils ne seront pas disponible sur le marché avant la fin de l’année 2006.

Au niveau des prix, aucun récepteur WiMAX n’étant encore disponible pour le grand public, il ne s’agit pour le moment que d’estimations : - Terminal client fixe : 200 à 300$. - Modem PC Card WiMAX pour accès nomade : 100$. Pour ce qui est des opérateurs qui se lanceront dans le WiMAX, les prix des points d’accès devraient être les suivants : - Station de base pour couverture locale (hot spot) : 5.000$. - Station de base pour couverture étendue : 20.000 à 30.000$.

LES USAGES POSSIBLES WiMAX est envisagé à la fois pour les réseaux de transport et de collecte, et pour les réseaux de desserte. Dans le cas de la collecte, il s'agit du backhauling de hotspots, c'est-à-dire la liaison des hotspots Wi-Fi à Internet non pas par des dorsales filaires (ADSL notamment), mais par une dorsale hertzienne. Dans le cas de la desserte, c'est l'idée, et notamment pour les aspects mobilité de WiMAX, que des hotspots (des hotzones, en fait) soient déployées sous technologie WiMAX. Dans le premier cas (collecte), seuls les équipements de réseau sont WiMAX, et le marché est orienté vers les opérateurs. Dans le deuxième cas, on doit imaginer des terminaux (ordinateurs, PDAs, téléphones) WiMAX, et en particulier des puces à la fois Wi-Fi et WiMAX. Côté usages, la couverture et les débits rendus possibles, le caractère à terme de mobilité, et des coûts de production et de déploiements qu'on espère réduits ouvrent la voie à de nombreuses applications. Citons-en quelques-unes : - couvertures classiques de hotzones : zones d'activité économique, parcs touristiques... ; - déploiements temporaires : chantiers, festivals, infrastructure de secours sur une catastrophe naturelle ; - offres triple play : données, voix, vidéo à la demande ;

Exemple d’utilisation de la technologie WiMAX avec les technologies réseaux existantes

LE WIMAX EN FRANCE A)

Le

cas

d’Altitude

Télécom

Altitude Telecom est aujourd’hui le seul opérateur français qui détient une licence d’exploitation 3,5 Ghz sur l’ensemble du territoire métropolitain. Il est le seul car cette licence est un héritage du temps

ou Altitude Télécom était opérateur BLR (Boucle Locale Radio), autre technologie sans fil qui fut un échec en France. Cette licence lui permettra quand les équipements certifiés WiMAX seront disponibles d’être opérateur sur le marché du WiMAX. Il mène actuellement un déploiement particulièrement soutenu, avec plus de 150 clients reliés en pré-standards WiMAX.

La société Altitude télécom a été rachetée en novembre 2005 par l’opérateur Internet Free Telecom. Free aurait l’intention d’implanter une puce WIMAX dans une future version de son modem Freebox, permettant ainsi de s’affranchir de la paire téléphonique classique et d’utiliser le modem comme borne nomade. L’intégration n’est pas pour tout de suite car une puce WIMAX d’Intel coûte actuellement 50 dollars l’unité. Xavier Niel, vice-président du conseil d’administration et directeur général délégué à la stratégie de Free, déclare qu’il faudra attendre, au minimum, deux à trois ans. B)

Etat

actuel

et

prévisions

pour

le

déploiement

du

WiMAX

en

France

Les licences d’exploitation des fréquences pour le WiMAX vont prochainement être attribuées, et donc le déploiement des réseaux WiMAX va pouvoir commencer. Le déploiement d’une nouvelle technologie de transmission sans fil étant long, le WiMAX ne sera pas disponible en France avant avant l’année 2007.

AVANTAGE/INCONVENIENTS A) Avantages Le WiMAX atteint des distances supérieures au Wi-Fi, n'a pas besoin d'une vue directe entre les éléments interconnectés, et est soutenu par de nombreux acteurs du marché. On prédit que le WiMAX permettra aux ruraux d'avoir accès eux aussi à Internet haut débit, tout comme les citadins. On prédit également que le WiMAX pourrait cannibaliser les autres moyens d'accès (ADSL et CPL). Il sera donc possible de développer les autoroutes de l'information dans des pays pauvres et/ou étendus comme l'Afrique ou l'Australie. B) Inconvénients - Pour le moment, les produits certifiés WiMAX n'en sont pas encore réellement disponibles du fait du retard pris dans le processus de certification. Le matériel WiMAX en masse ne sera produit qu'à partir de 2007. - L'exploitation du WiMAX nécessitera une licence d'exploitation (contrairement au Wi-Fi). Ces licences seront attribuée aux opérateurs et collectivités locales qui seront donc responsables du déploiement du WiMAX. - Les antennes dans les ordinateurs portables telles qu'elles sont imaginées par Intel sont bien trop petites et pas assez directionnelles pour capter les signaux WiMAX, à moins d'augmenter les puissances, ce qui entraînera beaucoup plus d'interférences avec d'autres appareils sans fil utilisant les mêmes fréquences. - WiMAX à la norme 802.16d (disponible en 2007) ne sera pas mobile dès le départ. Il servira surtout pour relier des points fixes à haut débit (donc réservé aux opérateurs ou aux grandes entreprises). Le matériel à la norme 802.16e ajoutera la mobilité, mais ne devrait être disponible en masse qu’en 2009.

COMPARAISON AVEC LE WIFI

WiMAX Définition : World Interoperability for Microwave Acces Appellation norme IEE : 802.16 Portée : 50 Km Bandes de fréquence : Entre 2 et 11 Ghz Débit théorique : 70 Mbps Débit réel : 12 Mbps Interférences : Non, car la bande de fréquence est allouée aux opérateurs Soutien industriel : Intel, Samsum, France Telecom, Cisco ... WiFi Définition : Appellation norme IEE Portée : Bandes de fréquence : Débit théorique : Débit réel : Interférences : Possible Soutien industriel : IBM, Intel , Dell, Samsung, nokia

Wireless : 300 2.4 car

à 54 25

5 libre

Fideity 802.11 M Ghz Bmps Mbps d'accès

Schéma de comparaison des débits et distances de portée des différentes technologies de transmission sans fil

CONCLUSION La technologie WiMAX est une technologie encore jeune dont le déploiement vient tout juste de commencer. Sa disponibilité pour le grand public est prévue au plus tôt pour la fin de l’année 2006. Elle évoluera rapidement au cours de l’année 2007 en apportant la mobilité qui fait défaut à la première version et qui permettra des usages encore plus nombreux. Le principal inconvénient à cette technologie si prometteuse reste l’obligation d’obtenir une licence afin de l’exploiter, mais cela ne devrait pas empêcher son adoption à travers le monde.

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