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Orange expérimente un réseau open source aérien pendant les championnats de France de Windsurf !

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Les logiciels open source de réseau mobile permettent de passer rapidement de l’idée à l'expérimentation réelle. C'est le “test and learn”. L’idée d’une bulle de connectivité embarquée dans un drone, pour une immersion en temps réel des spectateurs au cœur d’un événement sportif, a germé il y a quelques mois. Aujourd’hui, nous avons un retour d’expérience, source d’amélioration.

Les championnats de France de Windsurf, organisés par l’Association Sportive et Nautique de Quiberon (ASNQ) sur le site de l’Ecole Nationale de Voile et des Sports Nautiques (ENVSN) à Saint-Pierre-Quiberon du 1er au 3 novembre 2019, ont été l’occasion d’expérimenter le déploiement et l’utilisation d’une bulle de connectivité. Celle-ci a permis d’ajouter une couverture réseau dédiée à la retransmission de vidéo immersive sur le site de l’événement sportif.

Une bulle de connectivité est une couverture réseau à la demande déployable quel que soit le terrain. Les besoins ne manquent pas, comme augmenter la capacité lors d’évènements de masse ; fournir de la connectivité après une catastrophe ou encore mettre en œuvre une couverture ciblée pour les pays émergents. Notre bulle de connectivité a été développée sur la base des composants logiciels open source de l’alliance Open Air Interface. A la différence des techniques précédentes s’appuyant sur des circuits électroniques spécialisés, dans cette bulle, le traitement du signal est effectué sur un ordinateur. Ce logiciel est couplé à une carte simplifiée de conversion analogique-numérique et à une chaine radiofréquence (c.à.d. amplificateurs, filtres) sur mesure  emportés par un drone captif (maintenu au sol de manière stationnaire par un câble), le long duquel sont attachés des câbles d’alimentation et une fibre optique, permettant d’élever son antenne à 30m de hauteur pour améliorer la couverture radio. La modularité du logiciel Open Air Interface a permis de répartir les modules embarqués par le drone et les modules restant au sol afin d’optimiser le poids à porter par le drone, avec à l’arrivée seulement 2,5 kg de charge utile. Malgré la relativement faible puissance de l’amplificateur utilisé : 3 watts (comparée à la puissance moyenne de 40 W du réseau commercial), la largeur de bande modeste de 2×10 Mhz (comparée à l’agrégation de plusieurs bandes de 10 ou 20 MHz du réseau commercial), et l’utilisation d’une antenne omnidirectionnelle légère (comparée aux antennes sectorielles massives fréquemment déployées dans le réseau commercial), nous avons mesuré sur ce réseau radio basé sur du logiciel open source des débits notables allant jusqu’à 1,85 Mbps dans le sens montant et 3,87 Mbps dans le sens descendant à 1,3 km de distance entre le terminal utilisateur et l’antenne, ce qui dépasse tous les résultats de performance en open source à notre connaissance. L’alimentation électrique le long du câble tenant le drone “antenne” a montré le potentiel de durabilité du service de connectivité pendant trois heures d’affilé conformément au besoin de service.

Cette bulle de connectivité a acheminé en quasi temps-réel les flux vidéo issus d’une caméra omnidirectionnelle semi-professionnelle (6K) vers les spectateurs restés à terre. Afin de réaliser des prises de vues immersives, cette caméra et un modem cellulaire ont été embarqués par un drone mobile pour filmer les points chauds de la course en mer et les retransmettre sur le réseau de la bulle de connectivité. Les spectateurs étaient équipés de casques de réalité virtuelle connectés à un autre routeur cellulaire, leur permettant de vivre les courses comme si ils étaient placés au niveau de la caméra, avec un délai d’environ 30 secondes.

Les retours d’expérience ont été extrêmement riches et concrets. Les spectateurs ont demandé, de façon récurrente, d’ajouter le son à l’image immersive. L’expérience a mis en exergue une limitation de la technologie de diffusion vidéo utilisée (le streaming live sur http) : elle n’offre pas de moyen d’adapter le débit de codage aux conditions radio et ceci s’est révélé être un vrai frein à l’optimisation de la qualité de l’image. Le besoin d’étendre le rayon d’action du drone “caméra” s’est également fait ressentir et plusieurs idées ont germé lors de l’événement pour y répondre. Du point de vue de la bulle de connectivité, ce sont les besoins de mieux gérer certains cas d’usage peu fréquents mais possibles dans le code du logiciel Open Air Interface qui sont apparus. Nous avons également constaté la capacité du drone “antenne” à porter une charge plus lourde et à voler plus haut que 30 mètres, ce qui laisse envisager la possibilité d’étendre son rayon de couverture dans de futures expérimentations.

Ces retours d’expériences montrent à quel point l’approche “test and learn”, autorisée par la malléabilité de l’open source, est l’approche à suivre pour concevoir les futures innovations réseau et les réseaux du futur.

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Auteurs :

  • Yvon Gourhant, Chef de projet sur les architectures réseaux

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