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Comment ça marche : le WiMAX

Débits élevés, couverture étendue, franchissement des obstacles en douceur : avec de tels atouts, le WiMAX pourrait se propulser au premier rang des technologies de réseau sans fil.

Le paysage des réseaux sans fil compte un nouveau venu : le WiMAX. Concurrent du Wi-Fi, c'est un descendant de la Boucle locale radio (BLR). Souvenez-vous : à la fin des années 90, quelques opérateurs ont proposé un accès à Internet à haut débit et aux réseaux téléphoniques par ce système d'ondes radio. Mais la BLR, fondée sur des technologies propriétaires et onéreuses, n'a pas réussi à s'imposer face à l'ADSL. A la lumière de cet échec, quelques grands noms de l'électronique comme Alvarion ou Intel, puis Nokia ou Fujitsu, ont cherché à améliorer cette technologie et à la faire valider par l'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, l'association internationale chargée, entre autres, de définir et de promulguer les standards dans le domaine de l'informatique et des réseaux). Leurs principaux objectifs : augmenter les débits et la portée de transmission de la BLR.
C'est ainsi qu'est née, en 2001, la première mouture de la technologie sans fil 802.16, baptisée WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access). Alors exploitable dans la bande des 10 à 66 GHz, elle offrait un débit potentiel de 134 Mbit/s. Depuis cette date, d'autres versions ont vu le jour, apportant à chaque fois une nouvelle amélioration à la précédente. Depuis sa première version, le WiMAX bénéficie d'un atout de poids face au Wi-Fi : un mécanisme d'allocation de bande passante à la demande (Grant/Request Access). Alors que la technologie Wi-Fi (l'appellation commerciale de la norme IEEE 802.11) souffre parfois de collisions entre les paquets de données et du surcroît de trafic qui en résulte, le WiMAX alloue une bande passante à chaque utilisateur en fonction de ses besoins. Si un abonné demande à faire de la visioconférence avec une excellente qualité, l'opérateur lui attribue une priorité haute afin que la transmission soit la plus fluide possible.

Faire fi de tous les obstacles

Autres atouts du WiMAX : son débit et sa portée. Ils ont toutefois été revus à la baisse. Car entre la première et la deuxième version de la norme 802.16, les transmissions ont su s'affranchir des obstacles. Le WiMAX se débrouille pour assurer l'intégrité des données transmises, même si les ondes doivent franchir des maisons ou des arbres pour arriver à destination. En contrepartie, le spectre d'exploitation a été réduit à un segment de 2 à 11 GHz, la couverture des réseaux a été ramenée de 50 à 20 km et le débit (toujours potentiel) est passé de 134 à 70 Mbit/s.
Un seul opérateur propose une offre pré-WiMAX en France : Altitude Telecom, détenteur d'une licence temporaire héritée du temps où il officiait dans le domaine de la BLR. Notamment présent en Vendée et dans l'Orne, Altitude Telecom s'adresse surtout aux entreprises et aux administrations du fait de ses tarifs prohibitifs (400 € HT/mois pour 500 kbit/s, par exemple).
La situation devrait changer : l'Arcep (Autorité de régulation des communications électroniques et des postes, ex-ART) vient de définir les modalités d'attribution des licences WiMAX aux opérateurs candidats. Côté matériel, les réseaux d'Altitude Telecom fonctionnent avec des équipements basés sur le standard promulgué en 2003, le 802.16a, voire sur des spécifications propriétaires. Mais en avril dernier, Intel a lancé son circuit Pro Wireless 5116 (nom de code Rosedale) basé sur le standard 802.16d. Les premiers appareils (dont les modems) munis de cette puce devraient apparaître avant la fin de l'année. Quand le matériel sera disponible et que les opérateurs lanceront leurs premières offres, le WiMax pourrait bien se tailler une place importante aux côtés d'autres technologies de réseaux haut débit.

Configurations : A chacun son WiMAX

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Selon la localisation géographique, l'usage unique ou complémentaire au Wi-Fi, ce nouveau réseau sans fil intéresse particuliers et entreprises.

La station de base : le pivot du réseau WiMAX

Reliée par de la fibre optique à l'infrastructure du fournisseur d'accès à Internet et aux réseaux téléphoniques, la station de base communique simultanément avec plusieurs antennes d'abonnés. Lorsque l'antenne est masquée par des obstacles (arbres, immeubles, etc.), la transmission reste possible mais la portée est réduite (moins de 10 km si les obstacles sont denses). Une station de base WiMAX d'entrée de gamme irrigue jusqu'à 250 abonnés. Et contrairement à ce que pourrait laisser penser ce schéma, une station de base ne peut émettre et diffuser qu'une seule des trois normes WiMAX.

WiMAX à la campagne : une alternative à l'ADSL

Norme : 802.16a.
Date de publication : 2003.
Matériel nécessaire : un modem relié, par un câble, à un émetteur radio muni d'une antenne rotative qu'il faut placer à l'extérieur (sur une fenêtre, par exemple).
Pour qui ? Les entreprises et les particuliers installés dans des zones peu habitées, non desservies par l'ADSL. Car un des avantages du WiMAX, c'est la transmission en vue directe, même en présence d'obstacles. Même s'il y a des maisons ou des arbres (mais pas des collines, ni une forêt) entre l'abonné et la station de base, les données sont transmises jusqu'à 10 à 20 km.

WiMAX en ville : un deuxième choix ou un complément au Wi-Fi

Norme : 802.16d, rebaptisée 802.16-2004.
Date de publication : 2004.
Matériel nécessaire : un modem muni d'une antenne intérieure.
Pour qui ? Les particuliers et les entreprises qui souhaitent partager un abonnement pour échanger des données et accéder à Internet. Avec cette version, le WiMAX chasse sur les terres du Wi-Fi. L'un peut aussi venir en complément de l'autre, avec une connexion au réseau de l'opérateur par l'intermédiaire du WiMAX et des communications internes dans une maison ou une entreprise via du Wi-Fi.

WiMAX en déplacement : une alternative à l'UMTS

Norme : 802.16e.
Date de publication : 2007.
Matériel nécessaire : un appareil mobile (PDA, portable, etc.) doté d'une antenne.
Pour qui ? Les travailleurs nomades qui ont besoin de recevoir et d'émettre des informations lors de leurs voyages. Selon les premières expérimentations, la vitesse de déplacement pourrait atteindre jusqu'à 150 km/h. Mais dans la pratique, il apparaît illusoire d'espérer transmettre à plus de 100 km/h. Cette restriction ne rassure qu'à moitié les partisans de l'UMTS, qui voient en WiMAX une alternative bon marché aux transmissions en déplacements.

Parcours : Le voyage ?" très ?" organisé des données par le WiMAX

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Dans un réseau WiMAX, les informations sont transmises sous forme d'ondes radio. Le modem WiMAX se charge de coder les données numériques en données analogiques. Lors de la réception du signal, c'est aussi lui qui assure la transformation des données analogiques véhiculées par les ondes radio en données numériques. Cette transformation s'effectue sous la forme de deux modulations (que l'on retrouve d'ailleurs dans les réseaux Wi-Fi et 3G).

Grandeur d'ondes

La modulation d'amplitude consiste à intervenir sur le niveau (l'amplitude) des ondes. Une modulation d'amplitude simple permet de coder un bit à la fois : une forte amplitude correspond à un 1, et une faible amplitude correspond à un 0.

Sous différents angles

La modulation de phase introduit des décalages temporels de l'onde qui transporte le signal (la porteuse) pour coder des informations. Ce décalage s'exprime par un angle : lorsque cet angle est de 0?', il n'y a pas de décalage, ce qui correspond à un 0 ; lorsque cet angle est de 180?', il y a un décalage complet (on parle d'opposition de phase), ce qui correspond à un 1. Là encore, une modulation de phase simple ne code qu'un seul bit à la fois.

Mélange des genres

En combinant une modulation d'amplitude simple et une modulation de phase simple, on peut coder deux bits en même temps (comme ci-dessous). Le WiMAX utilise une modulation de type QPSK (Quadrature Phase Shift Keying) qui combine des modulations d'amplitude et de phase plus complexes, ce qui permet de coder quatre bits (16 valeurs) à la fois.

Vernis de protection

Une fois ces deux modulations appliquées, le signal subit un traitement supplémentaire : la modulation OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Son but : éviter les phénomènes d'échos ou les pertes d'informations provoqués par les obstacles rencontrés par les ondes. Ce système de protection consiste, d'une part, à diviser le canal de transmission en sous-canaux très étroits, chacun d'eux prêtant moins le flanc aux obstacles ; d'autre part, à insérer un temps mort entre les paquets d'informations, de façon à éviter mélanges et interférences entre ces données.

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