Worldwide Interoperability for Microwave Access

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WiMAX (acronyme pour Worldwide Interoperability for Microwave Access) est une famille de normes, certaines encore en chantier, 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 regroupe des 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).

WiMAX utilise des technologies hertziennes destinées principalement 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 s'adresse notamment au marché des réseaux métropolitains, le MAN (metropolitan area network) de HiperMAN.

Les acteurs et les commentateurs ont fini par rendre WiMAX et 802.16 synonymes, donnant l'impression — fausse — que WiMAX est une histoire entièrement américaine, mais les travaux sur HiperMAN font toujours bien partie intégrante de WiMAX.

Plusieurs standards relèvent du terme WiMAX : les plus avancés concernent les usages en situation fixe (le client ne bouge pas), mais une version mobile (connexion à haut-débit en situation de mobilité) est également prévue un peu plus tard.

Sommaire

1 WiMAX : un nom, plusieurs standards
- 1.1 La famille 802.16
2 Contraintes techniques et réglementaires
3 Usages du WiMAX
4 Offres
5 Liens externes

[modifier] WiMAX : un nom, plusieurs standards

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.

Cette multiplicité des bandes de fréquences visées, des débits, portées et usages possibles, est d'ailleurs le principal écueil qu'affronte le commentateur : selon l'angle choisi, WiMAX est tour à tour un simple prolongement du Wi-Fi (le Wi-Fi du futur), le cœur de réseau du Wi-Fi (sa destinée la moins passionnante), ou mieux, la convergence du Wi-Fi et du réseau cellulaire de troisième génération (UMTS, dite « la 3G »).

[modifier] La famille 802.16

WiMAX réunit donc plusieurs standards, tous à des états d'avancement différents, qui sont autant d'axes de travail du groupe IEEE 802.16.

Standard	Description	Publié	Statut
IEEE std 802.16-2001	définit des réseaux métropolitains sans fil utilisant des fréquences supérieures à 10 GHz (jusqu'à 66 GHz)	8 avril 2002	obsolètes
IEEE std 802.16c-1882	définit les options possibles pour les réseaux utilisant les fréquences entre 10 et 66 Ghz.	15 janvier 2003
IEEE std 802.16a-2003	amendement au standard 802.16 pour les fréquences entre 2 et 11 GHz.	1er avril 2003
IEEE std 802.16-2004 (également désigné 802.16d)	il s'agit de l'actualisation (la révision) des standards de base 802.16, 802.16a et 802.16c.	1er octobre 2004	obsolète/actifs
IEEE 802.16e (également désigné IEEE std 802.16e-2005)	apporte les possibilités d'utilisation en situation mobile du standard, jusqu'à 122 km/h.	7 décembre 2005	actifs
IEEE 802.16f	Spécifie la MIB (Management Information Base), pour les couches MAC (Media Access Control) et PHY (Physical)	22 janvier 2006	actifs

Les principales normes citées dans la presse début 2005 sont celles indiquées en gras : a, d et e.

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. En Europe, c'est autour des 3,5 GHz que 802.16a peut se déployer ; aux États-Unis, c'est dans des bandes proches de celles utilisées par le Wi-Fi, 2,4 et 5 GHz. Cette partie de la bande est celle qui a le plus d'activités au sein du WiMAX Forum aujourd'hui.

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 2005, 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.

Deux autres standards viennent également de paraître : e, le plus avancé et le plus intéressant, apportant la mobilité (à la fois le passage d'une antenne à l'autre sans problème, et le déplacement en véhicule), et f, plus secondaire, doit spécifier une MIB pour la gestion des couches MAC et physiques.

À ces standards on doit ajouter des tests de conformité dont certains ont déjà été publiés. Ceux des fréquences entre 10 et 66 GHz le sont, ceux des fréquences entre 2 et 11 GHz sont en cours d'élaboration à la date de publication de ce dossier.

[modifier] Contraintes techniques et réglementaires

Des contraintes techniques, inhérentes aux technologies radio, limitent cependant les usages possibles.

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. Ceci ouvre la voie à des terminaux d'intérieur, facilement installables par l'utilisateur final car ne nécessitant pas l'installation d'antennes extérieures par un technicien agréé.

Le tableau ci-dessous — non exhaustif — donne quelques exemples de débits possibles selon les cas, sachant qu'une antenne a plusieurs secteurs (6, par exemple) pour couvrir tout son périmètre. Ces débits sont à partager entre utilisateurs, et les modèles économiques aujourd'hui envisagés tablent sur des offres symétriques entre 1 et 10 Mbit/s pour les entreprises, c'est-à-dire comparables au DSL, mais avec la mobilité en plus.

Environnement	Taille de la cellule	Débit par secteur d'antenne
Urbain intérieur (NLOS)	1 km	21 Mbit/s (canaux de 10 MHz)
Rurbain intérieur (NLOS)	2,5 km	22 Mbit/s (canaux de 10 MHz)
Rurbain extérieur(LOS)	7 km	22 Mbit/s (canaux de 10 MHz)
Rural interieur (NLOS)	5,1 km	4,5 Mbit/s (canaux de 3,5 MHz)
Rural extérieur (LOS)	15 km	4,5 Mbit/s (canaux de 3,5 MHz)
Relations entre largeur de canal, débit, taille de la cellule et ligne de vue (Source, Alcatel Strategy White Paper : WiMAX, making ubiquitous high-speed data services a reality, 28 June 2004)

Par ailleurs, entre 10 et 66 GHz WiMAX se déploiera sur des sous-bandes de fréquences soumises à licences, tandis que sur 2-11, et selon les pays, les bandes WiMAX sont soit libres soit soumises à licence.

[modifier] Usages du WiMAX

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. Fin 2004 des annonces ont déjà été faites en ce sens...

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 ;
gestion des transports intelligents ;
systèmes d'information géographique déportés ;
notion d'hôpital étendu ;
sécurité maritime et sécurité civile ;
...

[modifier] Offres

Le fournisseur d'accès américain ClearWire, propose déjà des accès WiMAX dans plus de 30 villes aux États-Unis, ainsi que certaines villes au Danemark, en Irlande et en Belgique.

Le 6 avril 2006, le fournisseur d'accès Internet français Free, filiale de Iliad, a annoncé la disponibilité imminente d'une offre WiMAX pour le grand public. Cette disponibilité se fera via IFW (Iliad Free Wimax anciennement Altitude SA), filiale de Iliad, qui possède une licence WiMAX valable sur l’ensemble des régions métropolitaines dans la bande de fréquences 3,5 GHz. Une option WiMAX devrait ainsi apparaître dans l'offre de Free, certainement comme dans son offre Wifi, à l'aide d'un composant optionnel connecté à la Freebox. A l'heure actuelle le réseau IFW est basé sur la norme 802.16d mais son réseau se rend compatible avec la norme 802.16e. Toutefois Neuf Cegetel attaque la licence d'IFW devant le Conseil d'État après qu'une demande similaire ait été déboutée par l'Arcep. Le Conseil d'État a le 30 juin 2006 rejeté le recours de Neuf Cegetel, validant la décision de l'ARCEP.

Le 7 juillet 2006, l'ARCEP donne la liste des candidats retenus pour les licences régionales en France. Trois acteurs obtiennent des licences dans plus de 10 régions (Bolloré, HDRR et Maxtel), 6 conseils régionaux ou collectivités locales sont retenus, tandis que France Télécom n'obtient que deux licences en Outre-Mer, et Clearwire aucune.