DeWi : Un nouveau récit pour les infrastructures Internet de nouvelle génération, brisant le modèle des réseaux de communication traditionnels
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DeWi : Un nouveau récit pour les infrastructures Internet de nouvelle génération, brisant le modèle des réseaux de communication traditionnels
Par rapport au réseau TradWi, quelles sont les avantages du DeWi ?
Dédié à des analyses Web3 approfondiesRédaction : Kadeem Clarke
Traduction : TechFlow
Les réseaux sans fil sont la porte d'entrée vers Internet, mais ils manquent de transparence – une situation qui pourrait bientôt changer. Depuis des décennies, les opérateurs de télécommunications contrôlent les communications. À mesure que l'Internet évolue, transportant des vidéos 4K et des millions de capteurs IoT, on s'interroge sur la capacité du secteur télécom à servir la prochaine génération d'utilisateurs.
Les réseaux sans fil traditionnels sont limités par la bande passante, la congestion, les retards de service et les interruptions. Outre ces problèmes, les clients doivent souvent faire face à des difficultés complexes et coûteuses pour obtenir une couverture adéquate, tandis que beaucoup n'ont tout simplement pas accès à Internet. Une étude de l'Université Cornell a révélé que « les zones à faible revenu ont une couverture réseau inférieure de près de 15 % par rapport aux zones aisées », creusant ainsi un fossé numérique. Comme de nombreuses personnes dans les communautés à faible revenu dépendent principalement de leur téléphone pour accéder à Internet, une couverture suffisante est cruciale. C'est ici qu'intervient le scénario du sans-fil décentralisé (DeWi).
Le sans-fil décentralisé (DeWi) vise à transformer radicalement la manière dont les réseaux de communication sont construits, exploités et possédés, en incitant les opérateurs à déployer et entretenir du matériel télécom en échange de récompenses sous forme de jetons.
Grâce aux smartphones, 66 % de la population mondiale peut désormais accéder facilement à Internet, contre seulement 7 % en 2000. À mesure que l'Internet et son accès global s'étendent, la quantité de données générées ne fait que croître.
L'émergence de nouvelles technologies telles que les véhicules autonomes, l'Internet des objets (IoT), les villes intelligentes et les environnements de réalité virtuelle accroît la demande mondiale de réseaux offrant plus de bande passante et une latence plus faible. Les opérateurs traditionnels de réseaux sans fil (TradWi) ne parviennent pas à répondre à cette demande croissante.
Avant d'aborder le DeWi, examinons brièvement les infrastructures de télécommunication traditionnelles. Il convient de noter que les compagnies télécom déploient généralement un nouveau réseau sans fil tous les dix ans.
Ce processus implique habituellement les étapes suivantes :
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Contracter des centaines de milliards de dollars de dettes pour financer les dépenses en capital et les frais d'exploitation.
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Acheter des licences auprès du gouvernement.
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Utiliser des fabricants tiers pour produire du matériel propriétaire.
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Trouver des propriétaires disposés à héberger des antennes et des équipements radio.
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Mobiliser un grand nombre de techniciens sur site pour installer et entretenir des équipements complexes.
Le modèle centralisé de construction de réseaux utilisé par les opérateurs télécom n'est pas adapté aux réseaux sans fil de nouvelle génération. De nouvelles technologies comme la 5G nécessitent un très grand nombre de radios et d'antennes, ce que les opérateurs télécom ne peuvent se permettre financièrement. Leur modèle privilégie historiquement la couverture des zones densément peuplées, au détriment de nombreuses régions rurales moins peuplées.
Ces dernières années, plusieurs évolutions passionnantes ont marqué les services de télécommunication. Trois changements majeurs rendent désormais possible l'adoption du DeWi : la généralisation des eSIM, l'ouverture du spectre radio, et les progrès des technologies blockchain combinés à ceux du matériel sans fil.
La sortie du dernier iPhone 14 d'Apple le mois dernier marque une différence majeure : il ne comporte plus de fente pour carte SIM physique. Le nouvel iPhone prend en charge une alternative numérique appelée eSIM, activable par simple scan d'un code QR. C'est une avancée importante pour les réseaux cellulaires DeWi, car elle réduit presque à zéro le coût de changement d'opérateur. Avec six emplacements eSIM disponibles sur l'iPhone 14, les utilisateurs peuvent installer simultanément une eSIM DeWi aux côtés de celle de leur opérateur traditionnel et utiliser les deux réseaux cellulaires en parallèle.
Le réseau Helium est un nouveau réseau décentralisé qui cherche à résoudre ces problèmes systémiques, coûteux et injustes, en mettant en place une couverture assurée par un ensemble de nœuds, chacun diffusant des fréquences radio depuis sa propre localisation. Des centaines de milliers de personnes peuvent désormais être récompensées, bénéficier d’un réseau plus fiable, et contribuer collectivement à la création d’un réseau solide, simplement en participant avec un Hotspot.
Bien que le réseau Helium propose une toute nouvelle approche de la construction de réseaux et ouvre cet espace comme l'a fait le mouvement open source pour Internet, il ne peut pas constituer une solution universelle applicable à toutes les situations.
Les opérateurs télécom visent à satisfaire pleinement les consommateurs en améliorant la vitesse et la couverture, mais leurs contrats sont trop restrictifs et peu dignes de confiance. Ils n'offrent pas aux entreprises utilisant des dispositifs IoT une flexibilité suffisante en matière de coûts ou de couverture, ni ne permettent de migrer vers des réseaux basse consommation et longue portée.
Comment tout cela s’articule-t-il ?
Le réseau Helium fonctionne selon un algorithme propriétaire appelé « Preuve de couverture » (Proof-of-Coverage), qui vérifie que les hotspots sont bien situés à l’endroit indiqué. Cette preuve valide continuellement que chaque hotspot émet bien une couverture radio depuis un lieu spécifique. Elle utilise la technologie RF (radiofréquence) pour générer des confirmations utiles au bon fonctionnement du réseau.
Selon l'entreprise, la preuve de couverture repose sur trois caractéristiques clés : la distance RF, l'intensité RF et la vitesse RF. Elle utilise un algorithme de défi PoC pour contrôler les hotspots et s'assurer qu'ils diffusent bien la couverture depuis leur position déclarée.
Un « défi algorithmique » implique un hotspot initiateur du défi, un hotspot destinataire, et un ou plusieurs « témoins » situés à proximité qui signalent au réseau la présence du défi. Le hotspot initiateur génère d'abord une paire de clés publique/privée pour le défi. Ensuite, l'algorithme SHA256, associé aux clés publique et privée, est envoyé comme requête de preuve de défi à la blockchain. Si la requête est valide, la blockchain l'accepte et crée un nouveau bloc contenant l'identité de l'initiateur et le hachage de la clé publique. Un hotspot lance un défi toutes les 360 blocs et reçoit en échange $HNT, le jeton d'Helium. Une fois vérifiées, les données du hotspot sont stockées sur la blockchain Helium.
La société Nova Labs, à l'origine d'Helium, a annoncé son intention de transformer Helium en une plateforme décentralisée sur laquelle tout type de réseau de télécommunication pourrait être construit. Cette stratégie transforme Helium en un « réseau de réseaux ». Le processus ayant permis l'expansion rapide du réseau LoRaWAN pourrait ainsi être reproduit pour divers autres types de réseaux tels que la 5G, le Wi-Fi, les VPN ou les CDN.
Suite au succès du réseau LoRaWAN d'Helium, de nombreux nouveaux réseaux DeWi basés sur le modèle Helium ont vu le jour. On compte actuellement plus de 14 réseaux DeWi, incluant des réseaux cellulaires, Wi-Fi, LoRaWAN, Bluetooth et hybrides :
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Réseaux 5G (cellulaire) : Helium 5G et Pollen Mobile, utilisant le spectre CBRS, sont deux acteurs importants dans cette catégorie. Comparé aux autres marchés de réseaux, les réseaux cellulaires représentent l'opportunité commerciale la plus importante.
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Wi-Fi : Les réseaux DeWiFi visent à créer un réseau Wi-Fi mondial partagé, auquel chacun peut se connecter gratuitement. WayRu et WiFi Dabba sont deux projets pionniers dans ce domaine.
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LoRaWANs (IoT) : Le protocole LoRaWAN est une technologie sans fil basse consommation et longue portée, idéale pour transmettre de petits paquets de données (comme celles des capteurs) sur de longues distances. C’est donc le choix privilégié pour les dispositifs IoT. Cette catégorie regroupe principalement Helium et Foam.
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Réseaux Bluetooth basse consommation : Ces réseaux sont adaptés aux applications basse consommation et courte portée. Nodle est un réseau maillé Bluetooth utilisant des smartphones et des routeurs Bluetooth basse consommation pour connecter des objets IoT à Internet.
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Réseaux hybrides : L'accès internet décentralisé est assuré par des réseaux hybrides combinant différentes technologies sans fil en une seule solution. Althea et World Mobile Token en sont deux exemples.
HNT : Le jeton du réseau Helium
Au moment de la rédaction de cet article, HNT s’échangeait à 6,64 $, avec une capitalisation boursière de 1,5 milliard de dollars et une offre en circulation de 100 millions de HNT.
Le pourcentage d'HNT distribué en récompense dépend du rôle du nœud (initiateur, destinataire ou témoin du défi) et du type de travail effectué (validation, transfert de données, publication de nouveaux blocs sur le réseau).
Par ailleurs, l’extraction d’HNT s’effectue via la technologie radio, contrairement au minage traditionnel qui repose sur les GPU (cartes graphiques).
En revanche, les réseaux DeWi adoptent un mécanisme innovant de distribution de jetons, récompensant les participants pour des travaux vérifiables dans le monde réel. Ce système incitatif alimente une dynamique économique permettant au réseau de démarrer sans entité centralisée.
Le protocole peut inciter les participants à développer l'offre du réseau jusqu'à ce que sa couverture soit suffisamment étendue pour les utilisateurs finaux. Cela permet au réseau d'acquérir la traction initiale nécessaire pour être adopté et concurrencer les services télécom centralisés. Les opérateurs acquièrent une propriété partielle du réseau en développant son infrastructure, ce qui les incite à soutenir son succès.
Quels sont les avantages du DeWi par rapport aux réseaux TradWi ?
L'avantage le plus marquant du DeWi par rapport aux réseaux TradWi est sa réduction significative des dépenses en capital (CAPEX) et des frais d'exploitation (OPEX). Construire un réseau de manière traditionnelle oblige une entité centrale à dépenser des dizaines de milliards de dollars pour acheter des licences de spectre, fabriquer du matériel propriétaire, louer des terrains, payer des techniciens sur site et maintenir une infrastructure informatique massive pour la planification, la facturation et le support client.
Dans le DeWi, les opérateurs peuvent conclure automatiquement des accords de partage des revenus basés sur les revenus générés par chaque appareil matériel. Dans un déploiement TradWi, les opérateurs doivent verser aux propriétaires des paiements fixes. Le modèle de partage des revenus du DeWi est non seulement plus efficace, mais permet aussi aux propriétaires de vérifier les revenus générés par le matériel installé chez eux, et donc leur part de revenus.
Les réseaux sans fil de nouvelle génération exigent une alternative au modèle traditionnel de déploiement. Historiquement, les stations radio macrocellulaires installées sur de grandes tours ou mâts assuraient la couverture cellulaire sur de vastes zones géographiques. Or, le problème des macrocellules est qu'elles émettent sur des fréquences basses, alors que la 5G, contrairement aux générations précédentes, nécessite des bandes de fréquences plus élevées pour augmenter la bande passante.
Le DeWi offre une solution plus rentable pour déployer des réseaux 5G.
Le DeWi ne vise pas à remplacer le TradWi, mais à le compléter. Il permet aux utilisateurs du monde entier de construire simultanément des réseaux, ce qui va bien plus vite qu'une approche centralisée. Des participants connaissant bien leur région peuvent concentrer leurs efforts sur le déploiement d'infrastructures répondant aux besoins locaux.
Avec une couverture macro fournie par le TradWi et une couverture par petites cellules assurée par le DeWi, la 5G pourrait devenir véritablement omniprésente à l'échelle mondiale.
L'avenir des réseaux et conclusions finales
Les réseaux décentralisés représentent l'avenir des services de télécommunication. Nova Labs est bien positionnée pour étendre et renforcer sa couverture.
Le domaine du DeWi en est encore à ses balbutiements, mais son potentiel pour transformer l'industrie des télécommunications est indéniable.
Le nombre croissant de protocoles en compétition pour conquérir la part de marché des réseaux cellulaires DeWi représente une opportunité considérable.
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