sur satellite
4. PROPOSITION D’UNE ARCHITECTURE HYBRIDE
4.1.2. Accès Internet
L’accès Internet a connu une croissance exponentielle et continue de croître à l’heure actuelle. C’est grâce à lui que le réseau terrestre s’est autant développé et il constitue une base indispensable à l’intégration de services sur support IP. Le satellite peut-il trouver sa place dans ce service, et ce malgré les protocoles tels que TCP qui ne le favorisent pas ? Cette partie se propose de montrer quelle place a le satellite dans ce domaine et avec quel type d’architecture. Nous étudierons alors le satellite comme un complément au réseau terrestre et non comme un concurrent, sa cible pour l’accès Internet n’est pas la même.
4.1.2.1.
L’accès Internet aujourd’hui
En France, l’année 2003 a été marquée par une large démocratisation de l’accès au « World Wide Web ». Ainsi, fin 2003, ce pays comptait 21 millions d’internautes, soit 42,6% des français de onze ans et plus (selon une étude de Médiamétrie [93]). Cette croissance a engendré la multiplication des FAIs, augmentant la concurrence et diminuant les prix du service, principalement pour les offres terrestres à haut débit (câble et ADSL).
Le réseau terrestre est le média principal de ce service avec des offres diverses :
• le bas débit (modem 56k, Numéris), qui reste très répandu surtout en dehors des grandes villes ;
• l’ADSL qui connaît actuellement une envolée grâce à une augmentation des capacités pour un prix très réduit ;
• le câble, concurrent principal de l’ADSL, il reste moins développé en France que dans le restant de l’Europe.
Cette croissance a permis le développement d’autres services, comme par exemple la vente via Internet (une croissance de 65% en 2003 et une prévision de plus de 50% en 2004). Ainsi pour l’année 2004, les acteurs du domaine prévoient [94] :
• une croissance élevée pour tous les services en ligne (achat, jeux, cinéma…), • une ouverture importante du grand public au haut débit,
• l’enracinement de l’Internet dans la vie professionnelle comme personnelle.
4.1.2.2.
Le satellite comme media d’accès Internet
Le satellite comme média d’accès Internet n’apparaît pas encore comme une technologie assez économiquement intéressante pour concurrencer les réseaux terrestres haut-débit. Toutefois, pour les 25% de foyers qui n’auront pas encore accès à cette technologie en 2005, les offres commerciales d’accès par satellite (unidirectionnelle et bidirectionnelle) propose une solution. Les offres unidirectionnelles sont complétées par une voie retour modem 56k (de 9.6 à 28.8 Kbit/s), mais ce système est peu adapté aux applications type P2P qui fleurissent actuellement sur la toile. Les offres bidirectionnelles proposent l’utilisation d’une voie retour satellite en DVB-RCS, et passent toutes, en France, par Eutelsat.
Le satellite propose de nombreux avantages. Sa large couverture permet d’atteindre un point très distant en un seul bond, évitant ainsi les engorgements du réseau terrestre. De plus son adaptation innée à la diffusion permet d’ouvrir l’accès Internet vers d’autres horizons, comme le multicast. Enfin, l’on peut noter que seul le satellite est capable actuellement d’offrir le haut débit aux zones éloignées des grandes villes, rurales, ou même enclavées (plate-formes pétrolières, montagnes, déserts…). Le satellite apparaît comme un complément à l’accès terrestre haut débit.
Toutefois le satellite a deux inconvénients majeurs. D’une part la mise en œuvre d’IP sur satellite est plus délicate, notamment à cause du protocole de transport TCP [69]. D’autre part, les liens satellites unidirectionnels sont loin d’être performants, tandis que les liens bidirectionnels ont un prix élevé qui restent prohibitifs pour un utilisateur privé, voire pour une PME. En effet le coût d’un terminal est de l’ordre de 1500 à 2500 €, l’installation de l’ordre de 1000 €, et l’abonnement mensuel peut aller jusqu’à plus de 600 € par mois pour du 2 Mbit/s descendant et du 1Mbit/s en montée.
Toutefois, les perspectives offertes par les recherches actuelles pour baisser les coûts des terminaux DVB-RCS [44], la volonté d’une standardisation d’IP sur satellite, ou encore le bon couplage de la technologie satellite avec les réseaux terrestres ou sans fil, offrent au satellite la possibilité de se constituer un marché.
4.1.2.3.
Différentes architectures d’accès Internet via satellite
Cette partie propose d’étudier différentes architectures d’accès Internet via un lien satellite, toutes possibles à l’heure actuelle. La figure suivante (Figure 4.5) intègre plusieurs types d’accès Internet dans une vision globale et permettra ainsi d’avoir une référence commune pour l’étude de ces différentes topologies. Ce schéma dégage cinq architectures différentes, mettant en valeur deux types de topologie, l’une avec voie retour uniquement terrestre et l’autre satellite.
Le premier type de topologie est une réalité aujourd’hui, même si elle n’a pas attiré beaucoup de particuliers en France. Le second type est une solution d’avenir : des offres commerciales sont actuellement proposées, mais elles resteront chère tant que les technologies mises en œuvre ne seront pas mûres1.
4.1.2.3.1. ARCHITECTURES SATELLITES UNIDIRECTIONNELLES
Analysons tout d’abord les offres unidirectionnelles proposées (1 et 2). La topologie 1 est la solution classique déjà exposée dans la partie 3.2.2. Elle garde les limites déjà présentées. La topologie 2 réunit les clients dans un réseau d’accès (LAN, Wifi, Fibre optique…) et utilise un lien retour terrestre. Cette architecture présente les mêmes limites que la topologie 1. De plus, parce que le prix d’une antenne de réception est très modique, son partage entre plusieurs utilisateurs pose plutôt un problème de gestion de bande passante, et non une réelle économie. Enfin cette architecture, en proposant le partage d’une seule connexion terrestre entre ses différents clients, présente un véritable paradoxe : soit la voie retour est du modem 56k ou Numéris, et le système se situe en milieu rural, mais le partage de ce faible débit entre tous les clients pose problème (même s’il ne s’agit que de faire passer des acquittements et des requêtes), soit la connexion est en haut débit, l’intérêt du satellite comme médium d’accès Internet en ville reste alors très mitigé.
Par simulation, nous avons obtenu les courbes suivantes (Figure 4.6), présentant les limites de la topologie 22. Ainsi on peut constater que le passage à l’échelle est délicat surtout pour une
voie de retour faible. D’autant plus que la mise en place d’un tel système implique un coût, ne devenant rentable qu’à partir d’un nombre certain d’utilisateurs.
Figure 4.6 Évolution du débit en fonction du nombre d’utilisateurs pour la topologie 2 La topologie 1 paraît donc une meilleure solution pour l’accès Internet via un lien satellite unidirectionnel. Si elle n’est pas exempte de limites, dans le cadre d’un service traditionnel, comprenant mail, navigation web, et téléchargements (FTP, …), elle propose une connexion intéressante, pouvant offrir un bon débit en voie aller, comparée à une connexion modem, ou numéris. La topologie 2 peut toutefois être utilisée pour un faible nombre de terminaux si une infrastructure est déjà en place.
1 Il faut noter que des offres commerciales existent déjà pour des accès bidirectionnels, comme Thaïcom, où,
dans les pays d’Asie, le satellite est une solution clef pour vaincre l’isolement et les reliefs accidentés.
2 La simulation a été effectuée sous NS 2, avec un lien aller de 10 Mb/s partagé entre différents utilisateurs
4.1.2.3.2. ARCHITECTURES SATELLITES BIDIRECTIONNELLES
Les architectures 3, 4 et 5 utilisent toutes un lien retour DVB-RCS. Un tel équipement représente un investissement trop important pour des particuliers. La topologie 5 ne pourra donc être considérée comme une solution réelle à large échelle qu’avec une baisse du coût des VSATs.
Les architectures 3 et 4 sont très semblables proposant de regrouper les utilisateurs dans un réseau d’accès, et permettant de supporter ainsi le coût du terminal DVB-RCS entre les différents utilisateurs. Avec un débit retour plus important, ces réseaux sont plus adaptés aux développements des nouvelles générations d’applications sur Internet, plus bidirectionnelles.
Cependant ces solutions restent tout de même coûteuses, dans la mesure où une infrastructure est requise pour le réseau d’accès. De plus un aller retour satellite implique un délai relativement long qui peut rebuter l’utilisateur lorsqu’il souhaite uniquement faire de la navigation web. En effet, cette architecture a un RTT imcompressible de 500 ms, augmentant le temps de réponse de protocoles de type http, où le débit est peu important comparativement au délai. La figure suivante (Figure 4.7) montre l’évolution du temps requis pour transférer des informations avec ftp, en fonction de la taille de cette information. Les résultats sont comparés entre une connexion satellite unidirectionnelle et une connexion satellite bidirectionnelle. L’on s’aperçoit qu’il faut avoir à transférer une donnée de taille supérieure à un seuil (ici 236,6 KB) pour que la durée de transfert soit moins longue dans le cas bidirectionnel et cette topologie devienne plus performante1.
Figure 4.7 Évolution du temps de transfert sur un lien satellite unidirectionnel et bidirectionnel Toutefois, dans le cadre de transferts plus importants, cette architecture présente de meilleures perspectives. Le couplage avec des technologies telles que le Wifi offre alors la possibilité à des collectivités locales de devenir fournisseur d’accès, et d’effacer la fracture numérique qui sépare les grandes villes des zones plus rurales [95]. Les solutions bidirectionnelles présentent enfin une solution d’accès haut débit pour les mobiles. Qu’ils s’agissent de bus fournissant l’accès Internet à des communes isolées, de trains [96] ou encore même d’avion (avec par exemple l’offre Connection by Boeing2), les solutions DVB-S/DVB-RCS ont un avenir. Des
offres commerciales aux particuliers sont même proposées comme l’offre Drive de Sat2Way3.
1 La valeur prise pour le débit aller est de 2Mb/s, le débit retour satellite est de 256 Kb/s tandis que le débit
modem considéré est de 9.6 Kb/s. Les pertes sur le satellite ne sont pas considérées. Le délai de la voie retour satellite est de 254 ms ajouté au 10 ms d’accès au serveur, comparé à une voie retour terrestre de délai 100ms
2http://www.connexionbyboeing.com 3http://www.sat2way.com
Cette solution apparaît alors comme un moyen d’offrir l’accès à Internet par satellite à des localités sans accès au réseau terrestre, et plus proches des offres terrestres haut débit. Bien sûr, le coût d’un tel système le rend non compétitif dans les zones urbaines.
4.1.2.4.
Conclusion sur ces architectures
L’étude de satellite comme support à l’accès Internet montre l’émergence de deux types d’architecture : l’une traditionnelle, qui présente un rapport qualité/prix satisfaisant pour un accès Internet asymétrique, l’autre reposant sur un réseau d’accès permettant d’accéder à un service plus symétrique, pour des applications de type P2P.
Cette étude a montré des besoins différents en fonction du type d’utilisation d’un service. Ainsi, un lien unidirectionnel propose une meilleure interactivité pour des données de faible poids, type navigation web, mail, court transfert FTP. Toutefois, son utilisation devient vite restrictive dans le cadre d’applications plus bidirectionnelles. Le lien bidirectionnel propose certes un délai plus grand, mais offre une meilleure accessibilité du système tout en ouvrant vers des performances s’approchant des hauts débits terrestres, pour un coût de revient plus élevé.
Cette étude a permis de dégager deux architectures réseaux selon le service d’accès Internet désiré. Ainsi, pour un accès Internet classique, l’utilisation des liens unidirectionnels avec une topologie mono-utilisateur, type architecture 1 est la solution envisagée dans cette étude. En revanche, pour un accès plus évolué, c’est-à-dire supportant des applications plus symétriques, l’utilisation des liens bidirectionnels avec regroupement des utilisateurs dans un réseau d’accès (topologie 3 et 4) est conseillée. Enfin, il faut noter que les autres architectures ne sont pas à rejeter, mais semblent simplement ne pas pouvoir convenir pour le seul service d’accès Internet à l’heure actuelle.