Partage de réseaux et réseaux neutres : jusqu’à quel point et pour quels bénéfices ?

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Bien que le vocabulaire soit ressemblant, la notion de réseau neutre [1] s’intéresse à la fourniture de l’infrastructure réseau en tant que service aux opérateurs et diffère de la neutralité du net qui garantit, selon l’ARCEP, la libre circulation, sans discrimination, des contenus sur l’infrastructure réseau.

Le partage de réseaux est déjà une réalité avec la mutualisation de sites et pylônes radio, accessibles à plusieurs opérateurs. Au-delà des pylônes, le partage de réseaux est en cours dans de nombreux pays avec pour objectifs une réduction des coûts et des impacts environnementaux.

Après les sites, pylônes et fréquences radio, il est envisageable de mutualiser aussi l’infrastructure cloud notamment sur le réseau d’accès 5G.

De nombreux travaux de recherche dans les domaines de l’architecture réseau et des business modèles sont menés. Orange y prend pleinement sa part à travers des projets collaboratifs et les organismes de normalisation, d’autres entreprises également [1].

La GSMA distingue 4 types de partage de réseaux entre opérateurs (Figure 1) correspondant à 4 types de business modèles de fourniture d’infrastructure selon que le service d’infrastructure soit fourni par :

• L’un des opérateurs, modèle « Unilateral service provisioning»,
• L’ensemble des opérateurs, chacun fournissant une partie du réseau, modèle « Mutual service provisioning»,
• Une joint-venture entre opérateurs,
• Un acteur tiers neutre, modèle dit « Third party service provider».

Figure 1: modèles de partages de réseau

Les premiers éléments de réseau partagé déjà cités concernent des sites, mâts et pylônes.  Lorsqu’ils sont la propriété d’une towerco [11] comme par exemple Cellnex ou Totem en Europe, ils supportent les antennes d’un ou plusieurs opérateurs mobiles, ils sont donc bien neutres (même si ce peut être des filiales d‘opérateurs).

Un autre élément est le DAS, Distributed Antennas System (DAS) [3], qui s’interconnecte avec un radio d’accès mobile standard et distribue le signal reçu vers un ensemble d’antennes réparties au plus proche des zones à couvrir. Il permet ainsi d’étendre la couverture radio d’un opérateur dans des zones où la propagation du signal est difficile en particulier indoor, comme par exemple sur des sites d’entreprises, des centre commerciaux, des stades, …. Le DAS est neutre, accessible à tous les opérateurs, tout comme les pylônes, mais cette fois-ci l’infrastructure est fournie par un acteur totalement extérieur au monde des télécom (entreprise, centre commercial, stade, …).

Au-delà du pylône et du DAS, peuvent être également partagée chaque partie d’un réseau mobile, le réseau d’accès et le cœur de réseau. Le 3GPP a spécifié [4] [5] [6] trois types d’architecture de partage de réseaux :

• Multiple Operator RAN (MORAN), consiste à partager l’ensemble de l’accès radio (site, tour, antenne, énergie) à l’exception des fréquences ;
• Multiple Operator Core Network (MOCN), concerne le partage de l’ensemble de l’accès radio, fréquences comprises ;
• Gateway Core Network (GWCN), ajoute le partage du cœur de réseau en plus de l’accès radio.

Le 3GPP n’aborde pas la notion de réseaux neutres mais utilise le vocable de Participating Operator (POP) pour indiquer celui qui bénéficie de ressources partagées et Master Operator (MOP) pour celui qui mutualise ses ressources, le MOP pouvant être l’un des POP, une joint-venture entre-eux ou un tiers (cas des réseaux neutres). De la même façon, il existe également de nombreuses solutions de réseaux 5G en open-source [2] sur la base des spécifications du 3GPP qui peuvent servir de réseaux neutres en étant déployés par des tiers ou en étant déployés par un opérateur pour fournir l’infrastructure à des tiers.

Le 3GPP introduit également le rôle de Credentials Holder (CH) dans ses spécifications [4], ce qui permet d’attribuer à des acteurs différents les fonctions utiles à l’authentification et les autres fonctions dans le cœur de réseau 5G. Ainsi, un opérateur peut proposer ses services pour authentifier les clients d’un ou des réseaux tiers, en particulier des réseaux privés stand-alone (SNPN) en mutualisant ses fonctions utiles à l’authentification.

Les réseaux privés stand-alone (SNPN) sont également spécifiés au 3GPP [4] et permettent en particulier à un acteur tiers de fournir des services dit localisés (localized services), c’est-à-dire disponibles selon des conditions de localisation et/ou de durée, typiquement le temps d’un événement dans un stade, salle de concert etc… En s’interconnectant avec ce type de réseau neutre, un opérateur peut ainsi faire bénéficier de ces services localisés à ses propres clients lorsqu’ils se trouvent dans les conditions de validité (et sans qu’il soit nécessaire de souscrire à un nouvel abonnement, un contrat entre les 2 opérateurs pouvant suffire). A l’inverse, l’opérateur peut choisir de développer des réseaux neutres pour supporter des services localisés offerts par exemple autour du stade Orange Vélodrome de Marseille.

Conclusion et perspectives

La mutualisation d’éléments de réseaux vise, en première intention pour les opérateurs concernés, des gains en OPEX/CAPEX, une meilleure utilisation des sites et des ressources ainsi que des bénéfices pour l’environnement (moins de consommation d’énergie, meilleur impact visuel).  Le partage de réseau s’est d’abord réalisé au niveau de l’infrastructure radio qui représente environ 70% du coût de déploiement d’un réseau [1]  (standardisation 3GPP des modèles de partage de l’accès radio incluant ou non le partage des fréquences, MORAN et MOCN respectivement). Après les sites, pylônes et fréquences radio, il est maintenant envisageable de mutualiser d’autres éléments additionnels, comme par exemple l’infrastructure cloud, avec la fragmentation des différents éléments d’un réseau d’accès 5G proposée par O-RAN [8], [9]. Le standard 3GPP a introduit aussi des architectures de réseaux plus ouvertes, comme le modèle de réseaux GWCN (partage du cœur de réseau en plus de l’accès radio) et d’autres typologies de réseaux pouvant être mutualisés comme les réseaux privés SNPN offrant des services localisés ou les Credentials Holder contenant les fonctions d’authentification.

De nouvelles opportunités s’offrent à l’opérateur qui non seulement peut partager son réseau avec d’autres opérateurs mais devenir un opérateur tiers de réseaux neutres en proposant des services localisés et/ou des solutions IaaS, NaaS, PaaS.

De nouveaux risques peuvent apparaitre avec la fragmentation du réseau, l’opérateur devenant dépendant de tiers pour le déploiement et les performances de bout-en-bout de son réseau contenant des éléments de réseau tiers. Il s’en suit un besoin de sécurisation aux interfaces avec les réseaux des opérateurs tiers et un besoin de contractualisation clair avec eux pour que les engagements de bout en bout avec ses les clients puissent être assurés.

Pour la recherche d’Orange, le sujet de partage de réseaux a fait l’objet d’une présentation au travers d’une mini-conférence lors des derniers Open Tech Days [10] assortie d’une démonstration sur le réseau open-source Magma en tant que solution d’extension de couverture réseau avec la Sonatel. Les travaux se poursuivent avec notamment l’étude et l’évaluation de scenarii d’architecture innovants.

[1] Ce terme diffère de la neutralité de l’Internet (réglementation européenne Open Internet) qui interdit le bloquage, le ralentissement et la discrimination du trafic réseau par les opérateurs d’accès.

[2] Parmi lesquelles, Open5GS, Free5GC, OpenAirInterface et Magma [2] avec pour certaines des produits disponibles sur le marché.