Hot Spots WiFi

04/11/2003
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Réglementation : un nouveau régime de déclaration

En France, depuis le 25 juillet 2003, la mise en œuvre de réseaux de transmission de données ouverts au public à la norme Wi-Fi n’est plus soumis qu’au simple régime de déclaration.

Cette simplification met du même coup la France en conformité avec les directives européennes du « paquet télécom » et notamment la directive 2002/20/CE " Autorisation " adoptée l’année dernière par l’Union européenne.

Offrir un service Wi-Fi ouvert au public ne nécessite plus qu’une simple déclaration à l’ART, voire, dans le cas ou les bornes Wi-Fi sont raccordées directement à un réseau ouvert au public déjà autorisé, aucune démarche à effectuer.

Les réseaux communautaires (dit Wi-Fi libre) sont également autorisés si le fournisseur d’accès Internet auprès duquel le hot spot est connecté ne s’y oppose pas.

Deux bandes de fréquences sont disponibles : 2,4 GHz et 5 GHz.
L’usage indoor (au sein des bâtiments) est autorisé sur l’intégralité de la bande des 2.4 GHz et 5 GHz avec des puissances de 100 à 200 mW selon les cas.
L’usage outdoor n’est autorisé quant à lui que dans la bande des 2,4 GHz, avec des puissances maximum de 100mW. La puissance est même limitée à 10mW sur une partie de la bande - de 2,454 à 2,483.5.

Technologie : Wi-Fi et les technologies radio concurrentes

Wi-Fi est une technologie radio qui a été normalisée par l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) il y a une dizaine d’années.

Elle permet d’atteindre un débit de 11 à 54 MBps à l’intérieur d’une cellule de plusieurs dizaines de mètres en champ libre, et de quelques dizaines de mètres à l’intérieur d’un bâtiment équipé de cloisons.

Le Wi-Fi est complémentaire à l’UMTS.
Il a les défauts de ses qualités : fort débit et faible coût de déploiement, mais couverture géographique limitée. Parce qu’il constituait un certain risque de cannibalisation des futurs réseaux UMTS, les opérateurs mobiles tentent de se l’approprier, le rendant parfaitement complémentaire de l’UMTS. Les opérateurs mobiles proposent d’ores et déjà des abonnements couplés GPRS/Wi-Fi. Déployés plus précocement que les réseaux 3G, le Wi-Fi pourrait permettre de sensibiliser les clients à l’usage des données en situation de mobilité.

Wi-Fi n’a pas permis à Bluetooth d’évoluer dans le domaine du WLAN. La supériorité du Wi-Fi en termes de débit (11MBps contre 1 MBps), de distance (quelques dizaines de mètres pour une cellule 802.11b contre quelques mètres en Bluetooth) et de taux de pénétration dans les ordinateurs portables et PDA en font, pour l’instant, le standard de fait pour le déploiement des WLAN et des hot spots.

Il en va de même pour HiperLAN2 qui n’est pas parvenue à s’imposer face au 802.11a sur le marché des réseaux sans fil à 54 Mbit/s. Elle se positionne comme le concurrent frontal du 802.11a dont elle partage les caractéristiques techniques.

Si le haut de la fréquence 5 GHz devait être libéré et la réglementation assouplie, le 802.11a pourra également concurrencer la boucle locale radio et les faisceaux hertziens, et de fait les lignes spécialisées.

L’association du Wi-Fi et du Satellite constitue quant à elle une solution intéressante pour apporter le haut débit dans les zones de la fracture numérique qui ne bénéficient pas de l’accès à l’ADSL.

A terme, le Wi-Fi pourrait se substituer au DECT. Certains constructeurs comme Cisco ou Symbol commercialisent déjà des téléphones au standard Wi-Fi.

Enfin, les CPL sont un concurrent indirect du Wi-Fi. Des solutions offrant un débit de 100 MBps seront commercialisées début 2004. Cette technologie est d’autant plus pertinente pour les usages privés que l’autonomie en énergie des ordinateurs portable est actuellement encore très limitée. Le CPL peut également être utilisé en complément de Wi-Fi, lorsque Wi-Fi est utilisé comme connexion point à point.

Technologie : les enjeux technologiques des hot spots Wi-Fi

L’évolution technologique de Wi-Fi est encadrée par l’IEEE qui s’attache à améliorer les performances techniques (débits, distance, consommation…) du 802.11, et à lui ajouter de nouvelles fonctionnalités (authentification, sécurité, QoS…), tout en garantissant l’intercompatibilité des équipements, des infrastructures et des couches de sécurités qui ne sont prises en compte que depuis peu par les opérateurs et équipementiers.

En termes de roaming, aucune organisation du type de la GSM Association édictant des règles communes à tous les opérateurs à travers le monde et coordonnant les mises à jour des logiciels, n’existe à ce jour pour les hot spots Wi-Fi. Pour tenter d’y palier, des initiatives d’origines diverses voient le jour. Des agrégateurs tels que Excilan, IPass, Boingo, MACH ou Gric, qui ont signé des accords de roaming avec des milliers de hot spots à travers le monde, ont mis en place leurs propres procédures (authentification, paiement), qu’ils proposent aujourd’hui à leurs partenaires. En France, les trois opérateurs mobiles ont fondé en juin 2003 Wi-Fi Multi-Opérateurs, un association ouverte à tous les opérateurs Wi-Fi qui devront respecter les conditions d’interopérabilité établies par ses membres.

En termes d’intercompatibilité avec le GSM, le GPRS & l’UMTS, il existe d’ores et déjà des cartes bi-standard GPRS/Wi-Fi. Elles permettent une convergence d’équipements sans pour autant unifier les réseaux. Mais certains constructeurs travaillent sur des projets qui permettraient de passer d’un réseau d’accès à l’autre sans qu’il y ait rupture de la connexion et du service.

En termes de sécurité, les normes 802.11a, b, ou g n’intègrent pas encore de systèmes de sécurité normalisés prenant en compte ces aspects d’authentification, de confidentialité et d’intégrité. Chaque constructeur a donc développé ses propres procédés de sécurisation, qui ne sont malheureusement pas toujours interopérables avec les matériels des autres fournisseurs. Mais l’arrivée de la norme 802.11i dès 2004, devrait répondre à la plupart des problèmes tout en permettant aux solutions et équipements d’être compatibles, quel que soit le fabricant (condition sine qua non pour obtenir le label Wi-Fi). Cependant, en attendant 802.11i, il existe d’ors et déjà toute une panoplie de solutions permettant aux opérateurs de sécuriser leurs hot spots. Il existe notamment trois grandes catégories de technologies clés:
- L’authentification (Authentification, Autorisation, Accounting), Pour le moment, les opérateurs ont mis en place des solutions simples : l’utilisation d’un nom d’utilisateur et d’un mot de passe.
- Le chiffrement: cryptage (WEP, WAP), VPN, tunnelling (lien privé virtuel). Les industriels ont mis en place WPA (Wi-Fi Protected Access), qui utilise une clé de cryptage dynamique. Lorsque la technologie WPA sera banalisée et que la majorité des cartes Wi-Fi seront capables de la supporter, les opérateurs de hot spot pourront l’intégrer dans leur réseau sans risquer de se couper d’une partie du parc. De plus beaucoup estiment que si les utilisateurs souhaitent consulter leurs applications d’entreprise, où des données peuvent être sensibles, ils devront déployer une solution de réseau privé virtuel (VPN) ou de tunneling comme pour tous les autres accès distants.
- Les fire-walls et anti-virus.

Enfin, en termes de gestion de la qualité de service, les hot spot Wi-Fi souffrent de trois types de problèmes distincts impactant la qualité de service : la nature même des protocoles de type CSMA/CA qui ne permet pas de « tenir la charge », le risque de brouillage de plusieurs émetteurs entre eux, la forte consommation électrique des terminaux qui obligent tôt ou tard à se connecter à une prise électrique.
Pour garantir un certain niveau de QoS, l’opérateur a donc plusieurs possibilités.
Il peut sur-dimensionner son infrastructure pour anticiper ce genre de phénomène.
Mais il peut aussi opter pour la différenciation de niveaux de QoS, et offrir à ses clients un service plus ou moins privilégié en fonction de leur abonnement. Cette différenciation des abonnés et des flux n’est aujourd’hui possible qu’une fois que le trafic est arrivé au niveau du réseau fixe. Pour le faire de manière plus efficace au niveau de la radio, les opérateurs de hot spots devront attendre la norme 802.11e qui devrait arriver fin 2004.
En terme de brouillage, ce que les opérateurs de hot spots craignent le plus, c’est un problème de cohabitation avec d’autres réseaux Wi-Fi ouverts au public ou privés. Dans les lieux hautement stratégiques, où de nombreux opérateurs pourraient vouloir être présents, le propriétaire des lieux devra veiller à ce que les différents réseaux ne se brouillent pas, d’autant plus que seuls 3 canaux sont non recouvrants.
Avec 802.11e, le réseau radio sera capable de détecter les paquets voix et les acheminera en priorité car c’est un trafic très sensible. La voix sur IP enlèvera un peu de bande passante et augmentera le temps de latence d’autres applications. Cependant, il devrait être possible de faire transiter de la voix sans pénaliser les communications data, car la téléphonie sur IP ne nécessite pas des débits supérieurs à 10 Kbps. Quand un utilisateur transférera un gros fichier, il ne devrait pas se rendre compte qu’il n’est pas prioritaire.

Les usages

Analisys estime que 20 millions d'Européens utiliseront des hot spots Wi-Fi en 2006 (générant alors un marché de 3 milliards d'Euros) quand Forrester Research ne prévoit que 7,7 millions d’Européens utilisateurs de réseaux ouverts au public Wi-Fi d'ici 2008.
La France dispose d’un faible taux de pénétration des PC (seulement 35%). Les ordinateurs portables pour leur part représentent un parc d’environ 3 millions d’unités dont les ventes sont en progression de 40 % par rapport au deuxième trimestre 2003 par rapport à la même période de l’année précédente.
Même si peu d’ordinateurs portables et de PDA sont équipés de Wi-Fi, il faut retenir que depuis un an, les nouveaux modèles intègrent de plus en plus systématiquement la technologie 802.11. Bouygues Telecom prévoit ainsi plus de 3 millions de terminaux Wi-Fi en 2007 : 34% de laptops, 24% de PDA, et 42% de terminaux bi-standards GSM-GPRS/Wi-Fi.
Le Gartner Group prévoit 15 000 hot spots en Europe d’ici à 2006. En France, on estime à environ 3 000 le nombre de hot spots Wi-Fi en 2004, et à un demi million le nombre d’utilisateurs de hot spots Wi-Fi de nature professionnel en 2007. Aux Etats-Unis c’est plus de 54 000 hot spots qui sont attendus en 2006.

En terme d’usage, Wi-Fi représente une petite révolution: il permet à l’utilisateur d’accéder à Internet en situation de mobilité. Les hot spots vont donc amener un déplacement des usages pratiqués au bureau ou au domicile vers de nouveaux lieux. Aujourd’hui les cadres ou agents nomades utilisent les hot spots Wi-Fi principalement pour accéder à leur boîte aux lettres électronique, synchroniser leur agenda, consulter leur carnet d’adresses ou transférer des fichiers. Ils peuvent également, si la politique de sécurité de leur entreprise le permet, accéder à tout ou partie des applications du système d’information, via un Intranet. Usage professionnel et usage grand public sont souvent mêlés. Un nomade peut avoir envie de se divertir où d’accéder à des informations hors du système informatique de son entreprise, notamment à l’occasion d’un séjour à hôtel.

En termes d’applications grand public sur les hot spots Wi-Fi, les services se limitent aujourd’hui essentiellement à de l’accès Internet et de la consultation d’emails. Les propriétaires de site ont un rôle important à jouer dans la définition de ces services. Ils sont les mieux placés pour définir les centres d’intérêts des populations qui fréquentent leurs locaux. Ils connaissent le calendrier les manifestations qui sont organisées, etc. Les opérateurs et les intégrateurs peuvent les épauler dans l’imagination de tels services. En définitive, à chaque lieu, ses services à valeur ajoutée.

Pour que les réseaux Wi-Fi ouverts au public soient un succès, il faut aussi que le nombre de hot spots atteigne une masse critique suffisante pour assurer une couverture satisfaisante. Aujourd’hui nombre d’annonces se succèdent sur l’implantation de hot spots Wi-Fi dans telle ou telle chaîne d’hôtels, dans les aéroports, les salons d’affaires de compagnies aériennes, etc. Cependant, avec plus d’une quinzaine d’opérateurs Wi-Fi, plus les propriétaires de site qui proposent le service directement, cette fragmentation du marché pourrait constituer un frein aux usages si les acteurs ne sont pas capables de conclure des accords de roaming, et de mettre au point un système de facturation unifié.

Les acteurs et les modèles économiques

Tous les sites n’ont pas le même potentiel, et les motivations des propriétaires diffèrent en fonction de leur profil. Une fois que les propriétaires de sites auront décidé de mettre en place un hot spot, il leur restera à décider s’ils souhaitent avoir recours ou non à un opérateur.

Il existe deux grandes catégories de hot spots et donc de sites.
La première est fréquentée par de nombreux utilisateurs potentiels et désignée comme hot spot stratégique par les opérateurs. Le trafic devrait permettre de financer le réseau et de générer des bénéfices. Leur nombre pourra s’élargir avec la démocratisation de l’usage de Wi-Fi et son extension vers le grand public.
La seconde catégorie de hot spots, qui aujourd’hui est la plus fournie, se compose de tous les lieux dont l’affluence n’assurera pas forcément un chiffre d’affaires suffisant pour rentabiliser les infrastructures, mais où un réseau Wi-Fi ouvert au public apporte un plus aux propriétaires en terme d’image, d’accroissement des ventes, etc.

Les opérateurs de hot spots Wi-Fi proviennent d’horizons divers, car les réseaux locaux sans fil ouverts au public sont au confluent des mondes de l’Internet et de la mobilité. Les opérateurs télécoms, qu’ils aient un réseau GSM ou un réseau fixe, sont en bonne place. Certains d’entre eux d’ailleurs se positionnent comme opérateur d’opérateurs, ou opérateur d’infrastructures. Les fournisseurs d’accès Internet, eux, voient dans les hot spots Wi-Fi un prolongement de leur offre fixe. De nouveaux opérateurs, le plus souvent des start-up, se positionnent également sur les hot spots Wi-Fi qui constituent leur cœur de métier. Enfin, pour fédérer les opérateurs, et faciliter la signature d’accords de roaming, de nouveaux acteurs apparaissent : les agrégateurs.

Il n’y pas aujourd’hui un business model, mais une multitude de business models. Un opérateur peut décider d’investir dès aujourd’hui et supporter les coûts de déploiement. Il peut attendre qu’un mouvement de concentration s’amorce et racheter de petits opérateurs ou encore n’avoir que quelques sites et conclure des accords de roaming. S’il veut conquérir le marché dès aujourd’hui, l’opérateur de hot spots a la possibilité de louer le site au propriétaire contre une commission et prendre en charge tous les investissements. Mais il peut aussi proposer au propriétaire de partager les coûts de déploiement en contrepartie d’une rémunération plus importante. En fonction des options retenues, les temps de retour sur investissement différeront.

En terme de tarification, l’offre est en phase de structuration essentiellement dans les pays où les hot spots existent depuis peu. Outre Atlantique, Boingo propose des tarifs dégressifs en fonction de la durée. En France, jusqu'à peu, les politiques tarifaires reposaient la plupart du temps sur l’achat d’une carte prépayée qui permet de se connecter pendant une durée déterminée à un certain nombre de sites. Les opérateurs mobiles proposent depuis peu, deux grands types de tarification : une offre d’abonnement forfaitaire couplant GPRS et Wi-Fi ou une extension Wi-Fi de l’abonnement GPRS. Les opérateurs, au fur et à mesure que le marché deviendra plus mature, devraient proposer des offres plus évoluées, comme un abonnement Wi-Fi couplé à une offre de réseau privé virtuel, ou des services premium avec des classes de services et des garanties de débits. On peut donc s’attendre à ce que le vieux continent connaisse lui aussi une baisse rapide des tarifs, dès qu’il y aura plus de concurrence et plus d’utilisateurs équipés. Car aujourd’hui, le prix d’une heure de connexion en France correspond au prix d’une journée en Amérique du Nord.

Il n’y a actuellement pas de standard établi pour les modes de rémunération des propriétaires de sites. Différents modèles sont évoqués : pas de porte, part du chiffre d’affaires, variable en fonction du nombre de consommateurs, de minutes consommées, du volume transporté, etc. La répartition des revenus dépendra beaucoup de la participation financière ou non du propriétaire de site, et de son poids de négociation. Plus son site sera jugé « stratégique », plus les opérateurs seront prêts à faire des concessions pour l’emporter.
La stabilisation des tarifs et des business models passe par une structuration du roaming. En effet ces accords entre opérateurs sont incontournables pour assurer une couverture suffisante aux utilisateurs mais aussi un mode de facturation unifié.

Le cas particulier des collectivités locales

D'après La Poste, 80% des communes françaises ne seront pas équipées de réseau à haut débit avant 4 ou 5 ans. L’Ortel, a fait le point en juin 2003 : 15 millions de français, soit 26 % de la population, vivent dans des communes ne disposant d’aucune couverture haut débit.

Le Wi-Fi peut constituer une solution pour les collectivités n’étant pas desservies par l’ADSL. En effet, il est possible d’utiliser un hot spot Wi-Fi pour desservir sa localité en couplant ses bornes à une liaison satellite, ou à un faisceau hertzien pour être relié au backbone Internet