250 000 foyers sont aujourd’hui raccordables au réseau, ainsi que des services des communes et du département : mairies, collèges, écoles, bibliothèques, maisons du département du Rhône.

Le réseau tel que prévu dans le contrat de concession sera terminé début 2004.

Les limites de l’infrastructure existante

Il reste, du fait des limites d’extension physique du réseau câblé, 30 % des foyers en zone rurale, et 15 % en zone urbaine qui ne sont pas desservis ainsi que certaines entreprises et zones industrielles. Il s’agit d’habitat isolé ou de hameaux sans important regroupement géographique puisque ceux-ci ont été traités par le câble.

Le besoin principal est donc aujourd’hui de fournir un service Internet à haut débit pour un prix forfaitaire sur les 30% de la zone rurale non couverts par l’ADSL ou le câble.

Motivations du choix du Wi-Fi

L’étude des sites à desservir permet de dégager des caractéristiques générales :

·  l’existence d’un nombre important de zones à étendre.

·  l’existence à l’intérieur de chaque zone d’un nombre relativement faible de clients finaux (5-10 par site).

·  la possibilité de liaison avec un point câblé du réseau départemental situé dans la quasi totalité des cas à moins de 3 km.

Comparativement à d’autres technologies (ADSL, BLR, technologies par courants porteurs) plus fréquemment retenues jusqu’à présent, les solutions de type radio partagée semblent répondre assez complètement à ces besoins :

• un coût de déploiement limité et évolutif soit une possibilité de multiplication aisée des infrastructures (de l’ordre de 3000 euros de déploiement + 200 euros par utilisateur (hors abonnement opérateur)).
• une bande passante partagée de l’ordre de plusieurs Mbit/s (6Mbit/s effectifs pour le moment), suffisante pour un petit nombre d’utilisateurs.
• une portée de liaison pouvant aller de plusieurs centaines de mètres à quelques kilomètres en fonction du débit et du type de liaison (plusieurs tests ont été conduits sur l’ensemble du département entre Janvier et Avril 2003).

Le Wi-fi étant une technologie récente l’IEEE travaille à faire évoluer le standard 802.11 pour en améliorer le niveau de sécurité, le débit, la portée et l’efficience énergétique. Concernant notre projet, la version 802.11b de ce standard paraît d’ores et déjà être une solution robuste, adaptée à l’extension de réseaux existants et utilisée par un nombre croissant de collectivités et d’entreprises outre atlantique. Des équipements 802.11g seront toutefois aussi testés.

Objectifs

L’objectif de la présente demande d’autorisation est donc de pouvoir fournir via les liaisons Wi-Fi un service Internet rapide équivalent en terme de prix et de débit au service Internet sur le câble ou l’ADSL, dans les zones du département du Rhône qui n’en bénéficient pas.

La conduite d’une période expérimentale permettra de valider la faisabilité technique sur ces zones, de valider un modèle économique durable et d’expérimenter de nouveaux usages ouverts par la mobilité.

D’autres projets départementaux autour du Wi-Fi

- Etudes et expérimentations.

Depuis la fin de l’année 2002, le département, étudie, via le centre Erasme, les architectures et les usages relatifs aux réseaux sans fil à haut débit :

DEBIT, ZONE DE COUVERTURE ET THEORIE DE LIAISON

-corrélation entre les caractéristiques des couples AP/antenne (puissance, gain, sensibilité), la portée de liaison et le débit de données.

QUALITE DE LIAISON ET INTERFERENCES

-mesure du temps de réponse, fluidité des connections et coupures éventuelles sur de longues périodes.

-régulation de la bande passante en cas de d’utilisateurs multiples, qualité de service.

-influence des conditions météorologiques sur la qualité de liaison.

-interférences lors de l’utilisation de canaux d’émission proches.

-qualité du roaming en cas de liaison mobile.

-possibilité de routage dynamique (technologie ad-hoc) – fonction répéteur.

-interconnectabilité entre matériels de marques différentes

SECURITE ET CONFIDENTIALITE

-évaluation du risque d’écoute et de piratage des connections (SSID, cle WEP, …)

-configuration d’un serveur d’authentification radius – protocole 802.1x.

-cryptage des flux radio (tunnels VPN cryptés : PPtP ou IPSec).

ETUDE D’ARCHITECTURE ET CONFIGURATION DE MATERIEL

-configuration d’un Intranet en Wi-Fi.

-réalisation d’antennes.

-banc de test en IPv6.

-banc de test 802.1q pour utilisation simultanée de plusieurs VPN départementaux.

-Support technique aux initiatives locales de déploiement de réseaux sans fil à haut-débit dans les quartiers ou les villages.

Dans le cadre de réseaux indépendants et privés, le centre départemental Erasme propose d’aider les structures intéressées au déploiement d’installations Wi-fi locales, sous forme de transfert de savoir-faire et de support technique. Ce type d’échange doit permettre aux personnes d’acquérir rapidement des compétences propres et de réaliser elles-mêmes des installations ou des formations. Par cette action de support technique, le département entend accroître la réactivité existant entre l’idée et la réalisation, mais aussi renforcer le lien social par le développement de réseaux humains d’échange de compétences et d’idées. Les éventuelles demandes d’autorisations nécessaires liées à ces projets ne font pas parties de la présente demande.

-Journée autour du Wi-Fi et de ses usages au centre ERASME le 14 Juin 2003.

Le centre ERASME organise le Samedi 14 Juin une journée de conférences, de démonstrations et d’ateliers autour du Wi-fi et de ses usages. Des intervenants professionnels, des associations impliquées dans le déploiement départemental du Wi-Fi ainsi que des usagers (élus, enseignants, industriels, particuliers…) contribueront à cette rencontre. Ouverte à tous, cette manifestation a pour objectif d’échanger autour des choix techniques Wi-Fi (étude de site, architectures, sécurité) et des usages offerts par la technologie des réseaux sans fil à haut-débit.

2. Topologie générale du réseau

Normes

La norme de transmission retenue est la norme 802.11b complétée par l’utilisation de la norme de 802.11g pour les courtes portées autorisant des débits supérieurs à 11 Mbps.

La bande de fréquence concernée s’étend de 2402 à 2473 MHz. Le canal choisi par défaut sera le canal 6 (2426 à 2448 MHz). Pour les zones comportant plusieurs points de concentration radio proches, les canaux 1 (2402 à 2424 MHz) et 11 (2451 à 2473 MHz) seront utilisés pour éviter les recouvrements de fréquence.

Les protocoles de modulation associés aux différents débits sont les suivants :

-BPSK : 1Mbps.

-QPSK : 2Mbps.

-CCK : 5,5Mbps et 11Mbps.

-OFDM : 12Mbps à 54Mbps.

Choix des architectures

La topologie Wi-Fi proposée est fonction de la répartition des sites clients sur la zone à desservir. L’étude des sites retenus pour l’expérimentation a permis de dimensionner des architectures de type : desserte directionnelle et omnidirectionnelle (voir schémas annexe).

Architecture réseau

Les utilisateurs finaux du service Wi-fi disposeront d’une adresse IP privée attribuée dynamiquement. Sur le réseau filaire , les données circuleront sur un VPN séparé des autres utilisateurs du réseau filaire (abonnés UPC).

Les adresses IP privées d’ordinateurs situés à l’intérieur du VPN Wifi pourront être visibles mutuellement (Rip v2).

L’adresse IP fixe et publique d’un ordinateur connecté à Internet sera visible par un autre ordinateur du VPN Erasme (utilisateur du réseau Wi-fi par exemple) mais l’inverse ne sera pas vrai.

Un banc de test en grandeur réelle a été déployé au centre Erasme pour valider ces architectures.

Matériels retenus

Les modem-câble de raccordement au réseau UPC délivreront un débit maximum de 2 Mbits/sec. La société UPC s’est aujourd’hui engagée à fournir à l’Epari des points de livraison haut-débit nécessaires à l’expérimentation sur l’ensemble de son infrastructure, dès lors qu’il s’agit de la couverture de zone non desservie par d’autres offres haut débit (Cf courrier du président de l’Epari en annexe 3).

Concernant les points d’accès utilisés, la plupart des sites seront équipés de Workgroup Bridge Cisco Aironet 352. Cet élément nous permet de répondre aux spécifications suivantes :

-Puissance paramétrable (1, 5, 30 et 50 mW).

-Gestion des normes 802.1x et 802.1q.

-Clé WEP statique et TKIP.

-Sensibilité de réception intéressante par rapport aux autres produits du marché : -85dBm à 11Mbps et -89dBm à 5,5Mbps.

-Architectures particulières prises en charge : mode répéteur, point d’accès client, serveur NAS (serveur client Radius).

Ce point d’accès sera déployé au niveau des points de concentration radio, des liaisons point à point ainsi que chez les clients équipés d’un LAN.

Toutefois, et dans le but de réaliser des études comparatives concernant les architectures, quelques sites seront équipés de solutions de desserte expérimentales :

-équipements type openBrick permettant de centraliser les fonctions de modulation radio, de routage et de services de couche 3 (gestion de bande passante, authentification, chiffrement…).

-équipements (point d’accès et antennes) dits « grand public » (Dlink, ZYXel) permettant de tester un modèle économique adapté à la desserte d’usagers uniques et isolés.

Les usagers finaux de type habitations particulières seront équipés de cartes clientes Wi-Fi avec adaptateur PCMCIA ou PCI compatibles 802.11b ou 801.11g.

Les modèles d’antenne des points de concentration radio et des sites clients seront adaptés à la topologie de chaque zone selon la puissance d’émission retenue et la répartition géographique des usagers.

Concernant les sites clients, trois cas sont identifiés :

-Couverture extérieure éloignée de plus de 1 km : Antenne directionnelle de type Yagi (gain : 13,5 dBi).

-Couverture extérieure de 500 m à 1 km : Antenne directionnelle de type Patch (gain : 9 dBi).

-Couverture proche : Antenne cliente directement intégrée à la carte ou au point d’accès.

Les points de concentration radio comporteront, en fonction du type de desserte souhaitée, du matériel directionnel ou omnidirectionnel. Les liaisons point à point seront équipées d’antennes directionnelles de type Yagi.

Sécurité

La sécurité du réseau radio est axée sur les deux aspects suivants :

-Chiffrement : Clé WEP et TKIP. Le protocole de chiffrement TKIP, associé à la norme 802.1x, sera déployé entre les points clients et le dernier point d’accès en amont (point de concentration radio). Par ailleurs, les liaisons point à point qui possèdent des hauteurs base antenne élevées seront équipées d’un cryptage par clef WEP 128 bits et d’un filtrage des adresse MAC.

-Authentification : Protocole 802.1x/Radius gérée par les points d’accès Cisco, Dlink et ZYXel et par les machines clientes équipées de systèmes d’exploitation Windows 98, Windows 2000, Windows NT et Windows XP (natif), Linux et Macintosh à l’étude. Cette norme permets, outre l’authentification de l’usager, de protéger le réseau Wi-Fi contre l’utilisation inopinée du média pour le transfert de données. Le serveur Radius sera déporté et dupliqué. Le dernier point d’accès avant le client final sera configuré en tant que serveur NAS (client radius - network access serveur) pour le serveur Radius.

Le schéma fourni en annexe reprend les différents principes retenus et leur localisation.

Puissance d’émission et portée

La puissance maximale d’émission (rayonnement PIRE) est fixée à 100 mW par les spécifications de l’ART et les décisions Européennes. Elle sera respectée sur l’ensemble des sites déployés.

Les paramètres d’une liaison point à point seront typiquement les suivants :

-puissance d’émission du point d’accès : 5 mW.

-antenne directionnelle Yagi : 13,5 dBi.

-câble faible pertes de 10 mètres : -1,3 dB.

Cette configuration permets d’atteindre une portée de deux kilomètres pour un débit de 11 Mbps. La puissance rayonnée en sortie d’antenne est évaluée à 83mW.

Cette option répond majoritairement aux besoins de desserte à longue distance étudiés pour les expérimentations. Une campagne de tests sur chaque zone a permis de valider les résultats des simulations radio théoriques.

Le détail des configurations particulières à chaque site est disponible au niveau des fiches techniques de liaison radio.

3. Etude et conception détaillée

Chaque zone de desserte est matérialisé par une fiche détaillée présentant la situation du site, la topologie du réseau envisagé ainsi que les résultats des simulations et des tests effectués.

Lors de l’identification des points de concentration, une demande d’accord de principe à été transmise auprès des responsables de tous les bâtiments concernés par les expérimentations pour l’implantation d’éléments Wi-Fi en façade et idéalement la mise à disposition d’une alimentation électrique. Les retours des fiches signées à ce jour sont jointes en annexe du présent dossier.

Le dossier de l’étude détaillée est joint en annexe.

4. Offre de service

Offre de service technique

-débit proposé : 512Kbits/sec non garantis.

-adresse mail : fourniture d’une adresse mail par abonnement.

-adresse IP : adresse IP privée dynamique (DHCP) natée en sortie.

Offre financière

-frais d’installation et de mise en service à la charge de l’utilisateur final (pose de mât et d’antenne, câblage jusqu’au matériel actif, configuration).

-abonnement mensuel de 45 euros TTC

-il est prévu de compenser les éventuelles fluctuations de qualité de service par une gratuité du mois d’abonnement en cas de panne signalée ayant pour conséquence un disfonctionnement du service pendant au moins 10% temps de service mensuel (éq 3 jours cumulés).

Offre matérielle

-le matériel déployé au niveau des points de concentration et des sites clients (antenne, point d’accès, câble et mât) est la propriété de l’association. Il sera prêté à l’usager dans le cas des sites clients. Un dépôt de garantie pourra être demandé pour le prêt.

-pour les particuliers, l’offre de service inclura une solution clef en main jusqu’à la machine cliente (carte PCI ou PCMCIA, avec si besoin câblage et adjonction d’une antenne extérieure).

-pour les entreprises, l’offre de service inclura une solution clef en main jusqu’au routeur (inclus pour la configuration, non inclus pour le prêt) à l’intérieur de l’enceinte du bâtiment : antenne, point d’accès et câblage jusqu’au routeur. L’achat d’un routeur de type imposé sera demandé à l’entreprise.

Durée d’engagement et résiliation

-l’engagement des utilisateurs sera d’une année au moment de la souscription au contrat.

-un préavis de deux mois sera demandé pour toute résiliation.

5. Partenariats

Capacité technique

L’association s’appuie sur des prestataires et partenaires externes qui apportent la compétence technique pour l’étude et la mise en place du projet :

- Erasme, service du département du Rhône déjà cité précédemment. Avec son équipe de 5 ingénieurs et 3 techniciens.

- Wireless-Lyon, association lyonnaise composée d’informaticiens, investis dans la conception et le déploiement d’un réseau sans-fil ouvert et gratuit sur l’ensemble de l’agglomération. L’association Wireless-Lyon a réalisé plusieurs transferts de compétence auprès des équipes départementales et a contribué au dimensionnement des solutions de sécurité du projet.

- La société UPC pour l’interconnexion à son réseau filaire. La société UPC s’est aujourd’hui engagée à fournir les points de livraison haut-débit nécessaires à l’expérimentation sur l’ensemble de son infrastructure (2Mbits/sec symétriques).

- La société INEO-Infracom spécialisée dans les technologies de l’information a réalisé l’étude et la conception (étude radio, réseau et choix des architectures) du projet.

Autres partenaires

Les mairies et communautés de communes des zones à couvrir. Celles-ci prennent en charge l’hébergement et l’alimentation électrique des équipements d’émission Wi-Fi.

Partenaires financiers

- le département du Rhône

- l’EPARI

- la région Rhône-Alpes

6. Budget et modèle économique

Les usagers indiqués au niveau des zones de couverture de la partie technique de ce dossier correspondent aux retours et engagements déjà obtenus par l’association Rhône sans fil. Le nombre inscrit dans le budget résulte d’une estimation faite des clients prévus en Septembre 2003 au vue des demandes exprimées et des procédures en cours.

L’investissement permettant d’établir le réseau sera financé en grande partie par des subventions du département, de l’Epari et de la région, car il s’inscrit dans leur politique d’aménagement du territoire.

Les frais d’exploitation du service sont intégralement couverts par les recettes des abonnements. Dans notre cas, la gestion commerciale (facturation, gestion des contrats, communication avec les utilisateurs et retours d’expérimentation), l’achat de bande passante et la maintenance s’équilibrent à partir de 80 utilisateurs avec les recettes des abonnements et permettent de pérenniser le réseau.

La conduite de cette expérimentation permettra de valider ce modèle économique et de prévoir la mise en place d’un service pérenne par les collectivités au terme des 18 mois.