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Broadcast 4G : une solution pour désengorger les réseaux ?

La quantité de données mobiles échangées est en constante augmentation : le trafic a augmenté de 60% en 2013 et sera multiplié par 10 d’ici à 2018. Pour faire face à ces besoins toujours plus importants, les opérateurs sont à la recherche de solutions pour désengorger leurs réseaux, surtout lors d’évènements concentrant un grand nombre d’utilisateurs sur un lieu restreint (réunions sportives ou concerts par exemple).

Les opérateurs tentent depuis plusieurs années de s’orienter vers des solutions « broadcast », mais  de nombreux projets se sont soldées par un échec, comme par exemple la TMP (Télévision Mobile Personnelle), abandonnée en 2011 faute de business model et de performances suffisantes.

Mais qu’en est-il de nos jours avec l’avènement de la 4G ?

Broadcast, multicast en 4G : késako ?

Habituellement, les réseaux cellulaires fonctionnent en « unicast » (ou « point-à-point ») : chaque terminal reçoit uniquement les informations qu’il aura préalablement demandées, et peut redemander une information si elle a été dégradée lors de la transmission.

Le broadcast et le multicast sont des interfaces « point-à-multipoint » permettant la diffusion de contenus via les réseaux cellulaires : une antenne émet une information que plusieurs terminaux peuvent recevoir. Le broadcast et le multicast sont de plus unidirectionnels : les terminaux ne remontent pas d’informations à l’antenne (par exemple sur le contenu qu’ils souhaitent récupérer).

La différence entre le broadcast et le multicast réside dans le fait que les données sont transmises à tous les éléments du réseau dans le cas du broadcast alors que seuls les éléments qui sont inscrits au service (via une application par exemple) sont concernés dans le cas du multicast. La suite de cet article ne traitera que le broadcast, le principe de fonctionnement étant très similaire avec le multicast.

Normes et protocoles

Le broadcast de contenus multimédias sur les réseaux cellulaires a été standardisé dans les normes 3G et 4G (LTE). Il s’agit du protocole « Multimedia Broadcast & Multicast Services (MBMS) » pour la 3G et de « eMBMS (evolvedMBMS) » pour la 4G.

Ce mode de diffusion peut être une alternative très intéressante lorsque de nombreux utilisateurs souhaitent le même contenu simultanément, par exemple pour suivre un évènement en live.

Broadcast

Fonctionnement de l’eMBMS

allocationL’eMBMS réutilse les fréquences existantes pour la 4G. Des mécanismes de réservation de la bande passante ont été intégrés dans les spécifications d’eMBMS pour réserver puis rendre les ressources réseaux une fois la diffusion effectuée. De plus, il n’est pas nécessaire d’avoir un spectre radio dédié pour le broadcast.

Les ressources peuvent être allouées pour du broadcast uniquement durant certaines périodes de la journée. Dans le cas d’un évènement sportif majeur (Jeux Olympiques, Coupe du monde de Football, …), des ressources pourraient être réservées pour la diffusion de l’évènement, puis seraient ensuite libérées à la fin de celui-ci.

Il est de plus possible de diffuser sur une zone géographique définie, les antennes locales diffusant les données sur une seule fréquence et de manière synchronisée. Cela permet de réduire les interférences entre les antennes proches et donc d’améliorer les performances et la qualité de réception.

Pour quels usages ?

Les limitations techniques (le débit et la nécessité d’avoir un spectre radio dédié) ont aujourd’hui été dépassées. L’élaboration d’offres attractives pour le consommateur est donc cruciale.

Le broadcast étant unidirectionnel, il n’est pas possible de mettre en pause/avance rapide sans préchargement des données vidéos sur les terminaux : cela nécessiterait une énorme capacité de stockage pour stocker les nombreux contenus potentiellement requis par les utilisateurs. Les possibilités offertes par l’eMBMS paraissent alors en contradiction avec les attentes des consommateurs à l’ère du contenu à la demande. Sauf si tout le monde désire le même contenu au même moment ! Plusieurs usages sont  identifiés par les opérateurs :

« Broadcast on venue »

Lors d’évènements sportifs, on diffuse sur une localisation précise et définie (Roland Garros, rencontre de football…) des ralentis, des statistiques, des lives avec caméra opposée dans les stades pour désengorger les réseaux au niveau local.

Une expérimentation de ce genre a déjà été menée par Orange en juin 2014 à Roland Garros.

« Préchargement de données »

Les terminaux des utilisateurs pourraient télécharger durant des « heures creuses » des fichiers régulièrement requis par un grand nombre d’utilisateurs. Le préchargement de données pourrait également aider à la satisfaction client en simulant une expérience « à la demande » via la présélection de contenus susceptibles d’intéresser des clients potentiels.

Par exemple l’intégralité des articles d’un journal pourrait être téléchargée avec un broadcast quotidien à heure fixe via inscription sur une application. L’abonné aurait alors accès au contenu plus tard dans la journée, même hors-connexion. Des publicités diffusées sur les mobiles pourraient également être préchargées selon le même principe.

On peut aussi imaginer la possibilité de télécharger des vidéos suivant une programmation. Chaque utilisateur aurait la possibilité de sélectionner des contenus multimédias qu’il souhaite regarder le lendemain. Les vidéos seraient ensuite téléchargées lors d’un broadcast planifié…

Broadcast M2M

On peut également penser au broadcast pour la diffusion des mises à jour de parcs M2M. Par exemple, les GPS intégrés dans les Autolib parisiennes pourraient récupérer les informations de trafic et les disponibilités des emplacements autour du point d’arrivée souhaité.

Le broadcast est un enjeu économique majeur pour les opérateurs. L’adhésion des utilisateurs dépendra des offres proposées et sera déterminante pour le maintien de telles offres. Si la technologie est prête, les partenariats avec les diffuseurs sont essentiels. La question de la monétisation des services risque alors de freiner le développement de tels services.

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