L'OSF dans un réseau ADSL : Conditions et coûts

L’OSF dans un réseau ADSL : Conditions et coûts
3.5 Résultats du modèle ADSL
Afin de donner des ordres de grandeur pour l’étendue des circonstances dans lesquelles les liens OSF sont adéquats pour supporter la connexion entre le Central Office et un DSLAM d’un réseau ADSL, nous fournissons au modèle des données d’environnement propres à la Belgique.
L’objectif n’est donc pas d’analyser la Belgique en particulier, mais nous nous y intéresserons en tant qu’illustration en ce qui concerne les facteurs d’environnement influençant l’implémentation de systèmes OSF (technologie Optique Sans Fil). Ceci nous permettra d’observer la manière dont l’environnement agit sur la possibilité d’utiliser l’OSF dans un réseau ADSL.
Les données fournies au modèle ainsi que les résultats ADSL par commune sont disponibles respectivement en Annexe n°5 et n°6.
Nous commencerons par analyser séparément les résultats du modèle pour les conditions de profil «distance-bande passante» adéquat, de topologie adéquate et de minimisation des coûts. Nous étudierons ensuite les résultats globaux prenant en compte l’ensemble des critères et observerons la répartition géographique des communes adéquates.

a) Condition de profil «distance-bande passante» adéquat

L’utilisation d’un lien OSF entre le CO et le DSLAM d’un réseau ADSL requiert une densité d’utilisateurs minimale. Si cette densité n’est pas atteinte, pour ne pas être en sous capacité, le lien optique devra desservir une zone trop étendue et la longueur requise du lien sera au-dessus de sa portée.
Le Tableau n°35 donne les densités d’abonnés minimales calculées pour des dispositifs de chaque bande passante OSF (technologie Optique Sans Fil) ainsi que le nombre de communes belges qui remplissent ce critère en supposant une part de marché de 50 %. Notons qu’il y a 589 communes en Belgique.
Tableau n°35: Densité d’utilisateurs effective minimale en fonction de la bande passante et commune adéquates du point de vue de ce critère

Source : calculs personnels
Comme les systèmes à 10 Mbps ont une portée relativement élevée de 4 km, ils n’ont besoin que de 4 abonnés par km², ce qui rend la plupart des communes Belges (519) adéquates en comptant sur une part de marché de 50%.
L’utilisation de liens à 50 Mbps nécessite dix fois plus d’abonnés au km², d’une part à cause d’une bande passante plus élevée, mais également en raison d’une portée compétitive de seulement 2,5 kilomètres. Le nombre de communes adéquates est réduit à 78. Ce nombre diminue encore à 14 et 2 respectivement pour les bandes passantes de 155 et 622 Mbps.
Au-delà de 622 Mbps, la densité d’utilisateurs requise est trop élevée et aucune commune ne se prête à l’implémentation d’OSF (technologie Optique Sans Fil), même pour une part de marché de 100%, la commune la plus dense regroupant un peu plus de 2000 utilisateurs potentiels par km².

b) Conditions de ligne de vue

En fonction de la bande passante et de la densité d’utilisateurs, le modèle calcule le nombre de liens requis par km² desservi. Pour que les conditions de ligne de vue soient remplies, il faut qu’il y ait au moins le même nombre d’immeubles adéquats par km².
Pour une même densité d’utilisateurs, si on utilise des dispositifs OSF de plus faible bande passante, on aura besoin d’un plus grand nombre de liens par km². Or, le nombre d’immeubles adéquats de hauteur suffisante est limité. Cette contrainte jouera donc en faveur des dispositifs de bandes passantes élevées. Le tableau n°36 illustre ce phénomène pour la Belgique.
Il donne le nombre de communes adéquates du point de vue de la topologie en ne tenant pas compte de la contrainte de portée limitée des dispositifs OSF (technologie Optique Sans Fil) précédemment étudiée.
Tableau n°36: Communes Belges adéquates du point de vue de la topologie

Source : calculs personnels
Pour les bandes passantes supérieures à 155 Mbps, le nombre de communes adéquates est de 260 et n’augmente plus.
Cela provient du fait que près de la moitié des communes n’ont pas un seul immeuble adéquat. Seules 24 communes ont des densités d’immeubles adéquats suffisamment élevées pour permettre l’utilisation de liens optiques à 10 Mbps.

c) Minimisation des coûts

Lorsque des dispositifs de plusieurs bandes passantes sont adéquats dans le même environnement, le modèle choisit celui dont le coût par utilisateur et par an est le plus faible.
Lorsque des dispositifs de bandes passantes différentes peuvent être implémentés, pour une même densité d’utilisateurs, celui qui a la bande passante la plus élevée devra desservir un plus grand nombre d’utilisateurs sur une zone plus étendue, et devra donc avoir une portée plus élevée. Il devra donc souvent être d’une gamme supérieure. Le modèle devra donc choisir, par une minimisation des coûts, entre:

1. – (1) l’utilisation d’un certain nombre de dispositifs par km² de faible bande passante et de bas de gamme et
2. – (2) un nombre moins élevé de dispositifs par km² de bande passante élevée et de haute gamme.

Nous avons donc trois effets jouant sur les coûts:

• – Effet du coût de la gamme: défavorable pour les dispositifs (2).
• – Effet du coût de bande passante plus élevée par dispositif: défavorable pour les dispositifs (2).
• – Effet du nombre plus élevé d’utilisateurs par dispositifs: défavorable pour les dispositifs (1).

En observant la figure n°15 à la fin du deuxième chapitre, représentant le coût annuel équivalent en fonction de bande passante et de la gamme, on constate qu’en passant à une bande passante supérieure, dans la même gamme, le coût annuel équivalent ne double jamais alors que la bande passante double toujours au moins.
L’effet du coût de la bande passante plus élevée par dispositif est donc plus faible que l’effet du nombre plus élevé d’utilisateurs par dispositif. On peut parler d’économies d’échelle: Un dispositif de bande passante plus élevée procure un coût plus faible par Mbps.
Il reste encore à vérifier si les économies d’échelle ne sont pas compensées par l’effet du coût de la gamme. Les résultats du modèle montrent que ce n’est jamais le cas. Les économies d’échelle l’emportent toujours et il convient donc, dans tous les cas, de choisir le dispositif adéquat de la bande passante la plus élevée.
Le tableau n°37 montre le coût minimum moyen 73 calculé par le modèle par utilisateur et par an dans les communes belges adéquates en fonction de la bande passante.
Tableau n°37: Coûts moyens par utilisateur et par an et pourcentage du revenu par Utilisateur par An dans les communes belges en fonction de la bande passante

Source : calculs personnels
Nous constatons que le coût par utilisateur et par an diminue fortement lorsque l’on utilise des dispositifs de bandes passantes plus élevées. Les coûts par utilisateur sont en effet 25 fois plus faibles pour les dispositifs à 622 Mbps (9 € / an) que pour ceux à 10 Mbps (226 € / an).
Comparons à présent ces coûts avec les revenus qui pourraient être générés par les clients additionnels atteints grâce à L’OSF.
Selon un comparatif des tarifs ADSL belges effectué par le site www.adsl.be, disponible en annexe n°8, les connexions ADSL les moins chères à 3 Mbps coûtent un peu plus que 30 € par mois.
Par contre, une étude effectuée par l’entreprise de consultance Quantum-Web en mars 2004 auprès de 83 opérateurs dans 23 pays d’Europe a constaté un prix moyen de 74,61 € par mois pour une connexion à 512 Kbps74.
Ceci confirme le communiqué de presse75 de l’ISPA pour l’étude de marché du dernier trimestre de 2003 selon lequel la Belgique présente un excellent niveau performance/prix au niveau des offres ADSL. Les prix européens moyens pour les autres bandes passantes ne sont pas disponibles, mais supposons qu’il soit de 90 € pour un service à 3 Mbps.
Le tableau n°37 montre les fractions du revenu annuel auxquelles correspondent les coûts induits par l’implémentation de dispositifs OSF par rapport aux revenus générés par des tarifs mensuels de 30 et de 90 €. Cette fraction ne dépasse jamais 25%, sauf pour le dispositif à 10 Mbps dans le cas d’un tarif mensuel de 30 € où elle atteint 63 %. Résultats globaux.
Nous regardons ensuite dans quelles communes la portée requise des dispositifs et la topologie de l’environnement sont simultanément adéquates et sélectionnons pour chacune d’elles le dispositif le moins cher par utilisateur. Les résultats globaux du modèle par commune sont disponibles dans l’annexe n°6. Regardons maintenant comment interagissent les facteurs de portée et de topologie adéquate.
Tableau n°38: Communes adéquates selon les critères

Source : calculs personnels
Nous avons deux facteurs restrictifs: la portée limitée des dispositifs OSF (technologie Optique Sans Fil), qui disqualifie plus de communes pour les dispositifs de bandes passantes plus élevées, et le manque de bâtiments de hauteur adéquate, qui disqualifie plus lorsque les dispositifs ont une bande passante faible.
Pour les bandes passantes supérieures ou égales à 155 Mbps, le facteur le plus restrictif est la portée limitée des dispositifs OSF (technologie Optique Sans Fil). Pour une bande passante de 50 Mbps, les facteurs restrictifs s’équilibrent et pour celle 10 Mbps, le facteur le plus restrictif est le manque de bâtiments de hauteur adéquate.
Tableau n°39: Nombre de communes où les dispositifs sont sélectionnés 76

Source : calculs personnels
Lorsque l’on combine ces deux facteurs et que l’on choisit le dispositif le moins coûteux au km² par commune, il ne reste plus que 61 communes sur les 589 communes de Belgique où l’OSF (technologie Optique Sans Fil) est implémentable. Les résultats sont représentés dans le tableau n°39. Sur ces 61 communes, deux tiers utilisent des dispositifs à 50 Mbps. Seulement 2 communes (Saint-Gilles et Saint-Josse-ten-Noode) utilisent des dispositifs à 622 Mbps et le reste des communes utilisent des dispositifs à 10 et 155 Mbps.
Inspectons maintenant leur disposition géographique. La Figure n°25 représente une carte de Belgique où les communes sélectionnées ont été coloriées.
Figure n°25: Répartition géographique des communes adéquates

Source : Valentin Bauwens
Nous pouvons faire les observations suivantes:
– Les communes adéquates coïncident essentiellement avec les zones urbaines les plus denses: Bruxelles, Anvers, Liège, Charleroi, Bruges et Courtrai. Nous pouvons donc conclure que l’utilisation de l’OSF dans les réseaux ADSL devrait être limitée aux endroits les plus densément peuplés.
– Les dispositifs OSF de 155 et 622 Mbps ne sont utilisables qu’à Bruxelles et ceux à 622 ne le sont que dans deux communes de Bruxelles. Nous en déduisons que ces dispositifs pourraient être utilisés dans des réseaux ADSL uniquement dans des métropoles comparables.
– Les dispositifs à 10 Mbps sont presque uniquement sélectionnés dans des communes de la Mer du Nord. Cela pourrait être expliqué par le fait que, dans toutes les autres communes où la densité d’utilisateurs est adéquate pour utiliser des liens OSF à 10 Mbps, il n’y a pas suffisamment d’immeubles adéquats. Les communes du bord de mer ont en effet une densité d’immeubles adéquats plus grande par rapport à leur densité de ménages. Les nombreux buildings sur la digue pourraient être à l’origine de ces chiffres exceptionnels.

d) Conclusion ADSL

L’analyse de la structure des réseaux ADSL nous a amené à sélectionner la connexion entre le Central Office et le DSLAM comme susceptible d’être compatible avec les technologies OSF (technologie Optique Sans Fil).
La modélisation des besoins de la connexion CO-DSLAM en terme de distance et de bande passante nous a permis de tester la sensibilité de son adéquation avec les technologies OSF par rapport à deux variables d’environnement cruciales: la densité d’utilisateurs potentiels et d’immeubles élevés. Cette étude a été réalisée sur l’environnement belge.
Nous avons observé que l’utilisation de liens optiques requiert une densité d’utilisateurs minimale qui dépend de la bande passante du lien.
Cette densité n’est que de 4 utilisateurs par km² pour les dispositifs à 10 Mbps et de 818 utilisateurs par km² pour les dispositifs à 622 Mbps. Les dispositifs de bande passante supérieure requièrent des densités d’utilisateurs telles qu’ils ne sont pas implémentables en Belgique.
En ce qui concerne le critère de densité suffisante d’immeubles élevés, son effet restrictif est surtout marqué pour les dispositifs à 10 Mbps. D’autre part, la volonté de minimiser les coûts par abonné nous mènera à sélectionner les dispositifs de bande passante plus élevée.
En combinant ces facteurs nous observons que, pour la Belgique, l’utilisation de l’OSF (technologie Optique Sans Fil) entre le CO et le DSLAM d’un réseau ADSL se limite aux communes les plus urbanisées. Le lien convenant au plus de communes est celui à 50 Mbps, les bandes passantes supérieures de 155 et 622 Mbps n’étant utilisées qu’à Bruxelles et le lien à 10 Mbps étant réservé à des situations particulières.
Le coût moyen par utilisateur et par an varie entre 9 euros pour les dispositifs à 622 Mbps et 226 euros pour les dispositifs à 10 Mbps. Pour les systèmes les plus fréquemment adéquats à 50 Mbps, ce coût est de 62 euros.
Lorsque l’on compare ces frais aux revenus par utilisateur, on constate qu’ils peuvent en constituer une fraction non négligeable, surtout lorsque l’on utilise des dispositifs de bande passante faible dans des situations où, comme en Belgique, il existe une concurrence sur les prix.
En effet, le dispositif le plus fréquemment adéquat à 50 Mbps engendre des coûts équivalents à 17 % des revenus lorsque ceux-ci sont de 30 euros par utilisateur et par mois et de 6% lorsqu’ils sont de 90 euros.
Cette fraction devrait être comparée de façon détaillée aux autres coûts encourus par les opérateurs. Cependant, pour des raisons de confidentialité, il est assez difficile d’obtenir des informations précises concernant la répartition des coûts des opérateurs ADSL.
Un professionnel du secteur a pourtant accepté de commenter nos résultats. Selon celui-ci, les chiffres calculés semblent relativement élevés et ne pourraient dépasser les 10% du revenu pour la connexion entre le CO et le DLSAM. Ceci disqualifierait le système le plus fréquemment adéquat à 50 Mbps lorsque le revenu mensuel par utilisateur n’est que de 30 €.
Tableau n°40: Récapitulatif des observations

Alors que les conditions pratiques d’implémentation proscrivent l’utilisation de liens OSF (technologie Optique Sans Fil) à 1250 et 2500 Mbps, la minimisation des coûts nous amène à éliminer le dispositif à 10 Mbps.
L’utilisation de modèles à 50 Mbps, sélectionnés dans 40 villes belges de taille moyenne, dont la densité d’utilisateurs est supérieure à 40 par km², reviendrait probablement trop chère lorsque les tarifs sont très concurrentiels comme en Belgique. Un revenu mensuel par abonné de l’ordre de 50€ serait nécessaire pour en garantir la rentabilité.
Les liens à 155 et 622 Mbps par contre, semblent pouvoir être utilisés de façon rentable. Leur utilisation est cependant limitée à 14 communes de Bruxelles présentant une densité d’utilisateurs supérieure à 250 par km².
Nous pouvons donc conclure que l’implémentation de liens OSF (technologie Optique Sans Fil) entre le CO et le DSLAM d’un réseau ADSL devrait être réservée aux grandes métropoles présentant des densités d’utilisateurs de l’ordre de 250 par km² pour que la rentabilité de l’installation soit garantie.
La rentabilité de l’utilisation de liens à 50 Mbps dans des villes de dimension moyenne, dont la densité d’utilisateurs est supérieure à 40 par km², ne serait par contre pas garantie dans des conditions de forte compétitivité.
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73 La moyenne pour chaque type de dispositif, des coûts minimisés lorsque le dispositif est le moins cher dans une commune globalement adéquate.
74 Warwick M. (mars 2004), «Report reveals European broadband still expensive», telecomtv.com
75 Internet Service Provider Association Belgium (2004), «19ième étude de marché»
76 Les différences entre les tableaux n°38 et n°39 résultent du fait que le tableau n°38 montre le nombre de communes dans lesquelles les dispositifs sont adéquats alors que le tableau n°39 montre le nombre de communes dans lesquelles les dispositifs sont adéquats ET où ils sont les moins chers.