Consommation électrique des produits optiques et hertziens

2.4.9 Consommation électrique

Les tableaux n°20 et n°21 donnent des ordres de grandeur de la consommation électrique des produits optiques et hertziens. Ceux-ci ont été déduits à partir de spécifications de produits listées en Annexe n°1.
Nous pouvons faire les observations suivantes:
– les produits OSF (technologie Optique Sans Fil) consomment un peu moins que les produits hertziens
– La consommation des produits optiques augmente avec la gamme, car les produits de haute gamme utilisent plus de lasers, alors que celle des produits hertziens à micro-ondes augmente avec la bande passante
– les produits hertziens millimétriques (622 et 1250 Mbps) consomment moins par Mbps que les produits hertziens à micro-ondes.
Nous supposons un prix de l’électricité moyen au Kilowattheure de 14 cents, ce qui correspond à 16 heures par jour d’un tarif diurne de 16 cents et 8 heures par jour au tarif nocturne de 10 cents45. Nous supposons également que les systèmes fonctionnent 24 heures sur 24 avec une consommation maximale. Il en résulte une dépense annuelle d’environ 1,2 euros par watt. En comptant la consommation pour deux dispositifs, nous pouvons calculer que le plus économe de liens optiques consomme 48 euros d’électricité par an alors que le lien hertzien le plus friand en électricité en consomme 240 € par an.
Tableau n°20: Consommation électrique maximale des produits OSF en fonction de la gamme
Source : dépliants de produits OSF, Annexe 1

Tableau n°21: Consommation électrique maximale des produits hertziens en fonction de la bande passante
Source : dépliants de produits Hertziens Proxim, Annexe 1

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45 http://www.electrabel.be/myhome/billsandtariffs/documents/electar_buv_fr.pdf
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2.4.10 Résultats

A partir des hypothèses précédemment posées, pour chaque bande passante et chaque technologie envisagée, nous calculons l’ensemble des coûts d’investissements et des coûts récurrents en fonction de la distance. En fonction des mêmes variables, nous calculons la valeur actuelle nette de l’utilisation des technologies sur 15 ans en utilisant un taux d’actualisation de 15%. Nous déduisons ensuite de cette VAN la redevance annuelle équivalente, c’est-à-dire, la somme payée annuellement qui engendrerait une valeur actuelle nette équivalente.
La figure n°15 illustre cette redevance annuelle équivalente calculée pour chaque bande passante et chaque technologie étudiée en fonction de la distance du lien. Chaque couleur correspond à une bande passante. Les traits pleins représentent les technologies OSF (technologie Optique Sans Fil) et les traits pointillés les technologies radio.
Les sauts effectués par les droites quand la distance augmente correspondent au passage à un produit de gamme supérieure, pour l’OSF, ou au passage à une plus grande antenne, pour la radio. Rappelons également qu’il n’y a pas de produits (technologie Optique Sans Fil) OSF haut de gamme en 10 Mbps et pas de produits OSF bas de gamme en 2500 Mbps. Cette dernière bande passante existe uniquement en OSF (technologie Optique Sans Fil).
Figure n°15: Coûts annualisés des technologies OSF et Radio en fonction de la bande passante et de la distance, sans licence micro-ondes, avec licence millimétrique



Source : calculs personnels
Nous pouvons faire les observations suivantes:
– Pour les bandes passantes de 10 à 155 Mbps, seule la plus basse gamme OSF (technologie Optique Sans Fil) est compétitive par rapport aux micro-ondes. Pour les distances inférieures à 1000 mètres, les prix optiques et hertziens sont comparables avec un léger avantage pour l’optique. Pour les distances au-delà de 1500 mètres, les solutions hertziennes reviennent moins chères.
– Pour les bandes passantes de 622 et 1250 Mbps, les technologies optiques sont plus avantageuses du point de vue du coût annuel que les technologies millimétriques, sauf pour le 1250 Mbps haut de gamme, mais la différence est relativement faible.
– Seules les technologies hertziennes permettent d’atteindre des distances au- delà de 3000 mètres en 155 Mbps et au-delà de 4000 mètres en 10 Mbps
– Les portées maximales des technologies optiques et millimétriques sont équivalentes pour les bandes passantes de 622 et 1250 Mbps.
– Seules les technologies optiques permettent d’atteindre des bandes passantes supérieures à 1250 Mbps.
Les observations précédentes sont basées sur deux hypothèses contestables:
– Aucune licence n’est payée en micro-ondes, car on utilise la fréquence sans licence de 5,4 GHz. Or, il se pourrait que cette fréquence soit encombrée. Supposons donc qu’on choisisse une fréquence avec licence. Rappelons que le coût de ces licences est décroissant avec la fréquence. Nous sélectionnerons une fréquence de 8 GHz afin d’explorer la situation où les licences sont les plus chères.
– Une licence est payée pour la fréquence millimétrique de 60 GHz. Or, nous avons vu que l’Union Européenne à l’intention de rendre cette fréquence sans licence. Supposons donc qu’aucune licence n’est payée en 60 GHz
La figure n°16 représente les mêmes informations que la figure n°15, mais en tenant compte des hypothèses modifiées. Les différences sont non négligeables.
Figure n°16: Coûts annualisés des technologies OSF (technologie Optique Sans Fil) et Radio en fonction de la bande passante et de la distance, avec licence 8GHz, sans licence millimétrique


Source : calculs personnels
– Avec une licence à 8 GHz, pour les bandes passantes de 10 à 155 Mbps, les dispositifs OSF (technologie Optique Sans Fil) de moyenne gamme deviennent compétitifs par rapport aux systèmes à micro-ondes. Ils sont donc concurrentiels jusqu’à 2000 mètres en 155 Mbps, 2500 mètres en 50 Mbps et 4000 mètres en 10 Mbps. Que se passe- t-il lorsque l’on utilise, pour les dispositifs hertziens, des fréquences supérieures à 8 GHz pour lesquelles les licences à payer sont inférieures? A la suite du paramétrage du modèle avec différentes valeurs de fréquences, il apparaît que les systèmes OSF (technologie Optique Sans Fil) de moyenne gamme conservent leur avantage lorsqu’ils sont comparés à des dispositifs hertziens de fréquences inférieures à 20 GHz Au-delà de cette fréquence, les licences à payer deviennent suffisamment faibles pour que les systèmes à micro-ondes présentent un avantage économique significatif.
– Sans licence à 60 GHz, pour les bandes passantes de 622 et 1250 Mbps, les produits OSF de haute gamme ne sont plus, ou beaucoup moins compétitifs. L’OSF est concurrentiel jusqu’à 1000 mètres en 1250 Mbps et 1500 mètres en 622 Mbps.

2.4.11 Conclusion

A la suite des observations faites précédemment sur la figure n°15 et 16, nous pouvons segmenter l’espace «Portée-Bande passante» en différents ensembles en fonction de la compétitivité économique et technique des technologies OSF et hertziennes. L’objectif est d’identifier pour quels profils «distance-bande passante» le marché OSF présente le plus grand potentiel de développement. La figure n°17 représente cette segmentation.
Figure n°17: Segmentation de l’espace «distance-bande passante» en fonction de la compétitivité économique et technique des technologies OSF (technologie Optique Sans Fil) et hertziennes



Source : Valentin Bauwens
Plusieurs segments peuvent être identifiés:
Pour les bandes passantes inférieures ou égales à 155 Mbps:
– Portées inférieures à environ 1200 m: Les technologies OSF (technologie Optique Sans Fil) et hertziennes ont des prix comparables et atteignent un même niveau de compétitivité.
– Portée entre environ 1200 et 3000 m: l’OSF est compétitif par rapport aux technologies hertziennes si des fréquences inférieures à 20 GHz sont utilisées (car les licences sont plus chères dans ce cas), sauf pour les fréquences de 2,4 et 5,4 GHz (car elles sont sans licence)
– Portée supérieure à environ 3000 mètres: l’OSF n’est pas compétitif, car il est plus cher ou pas capable.
Pour les bandes passantes de 622 et 1250 Mbps:
– Portée inférieure à environ 1200 mètres: l’OSF est fortement compétitif car il est moins cher.
– Portée entre environ 1200 et 2000 m: l’OSF (technologie Optique Sans Fil) est compétitif si une licence doit être payée pour utiliser la fréquence de 60 GHz
Pour une bande passante de 2500 Mbps: l’OSF (technologie Optique Sans Fil) est très compétitif, car il est seul capable.
Nous pouvons conclure que globalement, la bande passante marginale est moins chère pour les technologies optiques que pour les technologies hertziennes et que la portée marginale est plus chère pour les technologies optiques que pour les technologies hertziennes, ce qui explique que l’optique sans fil soit le plus compétitif pour les bandes passantes élevées sur des courtes distances et que le sans-fil hertzien soit plus compétitif pour des bandes passantes faibles sur des longues distances. Cette conclusion est parfaitement consistante avec les propriétés physiques de propagation des ondes optiques et hertziennes décrites en début de chapitre.