LTE Magazine Magazine LTE
En quoi consiste cette technologie de super wifi qui suscite tant d’intérêt pour les équipementiers, Instituts de recherche, les opérateurs mobiles et radiodiffuseurs et les régulateurs. A ces questions qu’on va essayer de répondre brièvement dans cet article.
Le mot super-wifi a été utilisé pour la première fois aux Etats-Unis par le régulateur fédéral américain pour désigner un réseau sans fil utilisant des fréquences des espaces blancs entre les fréquences des chaines de télévision. Ces fréquences permettent aux signaux de voyager relativement plus loin que celles utilisées dans le wifi classique. Aujourd’hui cette technologie commence à être utilisée pour diffuser l’Internet dans des régions rurales faiblement peuplées. Contrairement aux fréquences déjà utilisée dans le wifi classique, les fréquences « white spaces » de télévision permettent une diffusion de l’internet sur des distances plus importantes pouvant atteindre les 160 kilomètres. Les premières expériences aux États-Unis, ont été menées facilement par le fait qu’aux Etats-Unis il existe une réglementation qui permet le marché secondaire des fréquences, c’est-à-dire la possibilité à un acteur de céder une bande de fréquence à autre acteur. Pour le moment au Maroc, on gagnerait à faire évoluer la règlementation des télécoms afin d’autoriser au moins les opérateurs télécoms ayant des licences d’offrir des services comme le super-wifi grâce aux solutions « white space », surtout dans les zones non rentables financièrement comme les zones dites de service universel.
Parmi les caractéristiques du super-wifi et en comparaison avec le wifi classique on peut citer :
-
plus grandes distances de propagation « large couverture » suite à l’exploitation des bandes VHF et UHF au lieu des bandes 2 et 5 GHz.
-
plus grande pénétration à travers les murs, permettant la distribution de l’internet dans les maisons.
-
Plus grande efficacité. Avec la même puissance et les mêmes exigences une plus large couverture
Ces caractéristiques positives de pénétration expliquent pourquoi de plus en plus on fait appel aux espaces blancs TV pour les «Super Wi-Fi ».
Le réseau Super WiFI est un réseau Point à Multipoint où :
-
les stations appelés « TV White Space Base station « sont dotées d’équipements radio « intelligents » qui déclarent leurs positions « localisation » à une base de données Internet qui transmettra les canaux disponibles « canaux blancs » et le niveau de puissance à émettre sans causer d’interférence au point localisé.
-
La base de données a une liste de toutes les stations de télévision protégées et leurs fréquences à travers le pays, de sorte que les dispositifs peuvent éviter de causer des interférences avec les émissions de télévision et les signaux de microphones sans fil.
-
l’utilisateur final utilisera le super-wifi sans se rendre compte de cette ingénierie mise en place.
Le principe de fonctionnement du Super Wifi TVWS est :
-
Une station de base (SB) connectée à l’Internet rediffuse cet Internet en utilisant le protocole Super Wifi TVWS à des équipements clients (CPE) ; ces derniers transforment le signal entrant en Wifi standard qui pourra être consommé par n’importe quel équipement client de type téléphone portable, tablette ou ordinateur personnel.
-
La connexion BS à Internet peut se faire de plusieurs manières selon la distance qui séparent la BS au réseau, fibre optique directe ou fréquences Radios
-
La portée des BS est très longue et peut aller à plusieurs kilomètres de distance, selon les lieux où elles se trouvent. Les BS peuvent être mises en réseau pour couvrir de très grandes distances, sans que cela ne perturbe le débit réseau résultant.
-
Le débit Wifi au poste client peut atteindre un maximum de 16Mbs.
Cela signifie que les stations de base individuelles peuvent augmenter considérablement leur couverture, réduisant ainsi le nombre total de stations de base requis pour couvrir une zone. Deuxièmement, les fréquences UHF ne nécessitent pas la présence d’un trajet direct entre émetteur et récepteur. Cela réduira également les coûts de déploiement, ainsi que le besoin d’avoir sur le réseau des pylônes avec une hauteur considérable.
Malgré toutes les qualités précitées, le point faible des TVWS WIFI est l’interférence possible avec les utilisateurs primaires « télévision ». La protection de ces utilisateurs doit être assurée. Deux techniques sont utilisées pour éviter les interférences. La première qui est appelée « la détection sensing », essaie de détecter des signaux radio et d’estimer l’emplacement relatif des premiers utilisateurs pour ne pas interférer avec eux. L’autre technique consiste à utiliser un système de base de données de géolocalisation afin de déterminer les fréquences disponibles dans un endroit et une durée de temps donnés. Cette technologie, qui est préférée notamment par le régulateur américain, elle permet à l’équipement d’interroge un système de base de données de géolocalisation, afin de savoir quel canal à utiliser dans les TVWS.
Le white space a été rendu possible grâce à l’avènement de la technique dite de « l’ Accès Dynamique aux ressources Spectrales » ou Dynamic Spectrum Access en anglais (DSA). La DSA est fortement proposée comme solution alternative à l’attribution statique des fréquences. Cette politique implique que l’utilisateur principal partage ses ressources avec un utilisateur secondaire. Une des technologies sur laquelle se base la DSA est la Radio Cognitive (RC).
Principes de la radio cognitive
Ainsi, Etant équipé d’une Radio Cognitive (RC), l’utilisateur secondaire (US) est capable de détecter les espaces non utilisés du spectre (aussi appelés espaces blancs) et de limiter son accès à uniquement ces espaces. Ces espaces blancs sont en principe des fréquences ou sous bandes inutilisées, qui ont été spécifiquement assignés bande de garde pour éviter les interférences. Ceci implique que l’US est parfaitement capable d’observer et de capter le comportement de l’utilisateur principal (UP), de façon à détecter correctement les opportunités spectrales et d’en bénéficier sans causer de perturbations à l’utilisateur UP.
L’aspect le plus critique en DSA est de garantir la protection de l’UP en tant que premier propriétaire de la bande, de toute forme de dérangement pouvant altérer ses performances.
Toutes ces fréquences inutilisées sont référent par espaces blancs (tv white space) en anglais
ASPECT REGLEMENTAIRE :
En dehors des Etats-Unis, la plupart des régulateurs, soutiennent l’idée qu’il faut procéder à des essais, pour avoir une idée claire de la situation en matière de brouillage, avant de prendre une décision en la matière.
Au niveau de l’UIT le Directeur du Bureau de Radiocommunications de l’IUT a déclaré que: « Le développement des systèmes mettant ce concept en œuvre, tels que les espaces blancs de télévision, est essentiellement aux mains des responsables nationaux de réglementation dans chaque pays ». Il avait décrit quelques modèles possibles pour relever les défis actuels et futurs. Parmi ces modèles ont cite :
-
utilisation de fréquences en exclusivité sous licence
-
utilisation de fréquences en partage sous licence (comme proposé pour la bande des 2,3 GHz);
-
utilisation de fréquences en exclusivité sans licence (par exemple les systèmes WiFi actuels dans la bande des 2,4 GHz);
-
utilisation de fréquences en partage sans licence (comme proposé pour les systèmes utilisant les espaces blancs de télévision).
Plusieurs études actuellement sont en cours dans le cadre des Groupes de travail ITU-R. Le secteur du développement ITU (ITU-D) évalue les avantages sociaux et économiques du super-wifi. Plusieurs essais du super-wifi sont en cours dans les cinq continents.
Enfin côté des normes, il y a lieu de préciser que plusieurs normes de l’industrie ont émergé pour répondre aux besoins de l’écosystème croissant des espaces blancs.
Juste pour exemple, l’IEEE a élaboré deux normes, 802.11af et 802.22, qui sont toutes deux conçues pour les dispositifs fonctionnant dans les espaces blancs de télévision TVWS. L’objectif principal de la création de norme 802.22 est de fournir un accès sans fil à large bande dans les zones rurales en général 17-30 km. Mais la portée peut aller jusqu’à 100 km de la station de base (BS) à l’équipement de lieux de client (CPE).
Au Maroc :
Il convient d’examiner et d’analyser soigneusement tous les modèles pour veiller à ce que tous les besoins de la société en matière d’accès au spectre soient pris en compte.
Il convient de se concerter et de lancer le débat sur la question des scénariis gagnant- gagnant pour tous les acteurs de l’internet.
Il convient au Maroc, de faire évoluer la règlementation des télécoms afin d’autoriser au moins les opérateurs télécoms ayant des licences d’offrir des services comme le super-wifi grâce aux solutions « white space », surtout dans les zones non rentables financièrement comme les zones dites de service universel.
Il convient de penser à une action nationale intégrée « mutualisée » pour desservir les zones enclavées et leurs écoles satellites.
Il convient de booster la recherche marocaine qui s’est très bien lancée sur le « l’Accès Dynamique aux ressources Spectrales » la Radio Cognitive.
Par Melle Hind Saad, Ingénieur Télécom