PS 5 150 MHz — Politique d’utilisation du spectre, Exigences techniques et d’exploitation applicables aux réseaux locaux sans fil exempts de licence et aux autres services radio fonctionnant dans la gamme de 5 GHz (2^e édition)

4. Dispositions de la politique visant les réseaux locaux sans fil exempts de licence

4.1 Discussion générale et dispositions de la politique

L'utilisation des bandes 5 150–5 250, 5 250–5 350 et 5 725-5 825 MHz par les réseaux locaux sans fil exempts de licence (LAN-EL) est régie par la PS 5150 MHz, publiée en octobre 1999.

Les LAN-EL sont considérés comme des dispositifs de radiocommunications locaux. Ils permettent une vaste gamme d'applications de distribution numérique haute vitesse à large bande, y compris la transmission de la voix, des données et de la vidéo. Ces systèmes promettent d'offrir une connectivité à haute vitesse pour les ordinateurs et les environnements multimédias et offrent principalement des services numériques haute vitesse sans fil point à point et point à multipoint.

Un certain nombre de répondants pensent que l'harmonisation mondiale de l'utilisation du spectre et des règles techniques et une certaine souplesse dans le déploiement deviennent essentielles pour un déploiement rapide des services large bande dans la gamme de 5 GHz. De nombreux répondants ont insisté auprès du Ministère pour qu'il n'adopte pas des restrictions techniques « uniques », ce qui pourrait hausser les coûts de production. Cependant, les exploitants titulaires de licence ont souligné l'importance de leurs exploitations et le besoin de règles techniques adéquates visant les LAN-EL afin de protéger ces exploitations.

Le Ministère est conscient qu'il est important d'harmoniser ses exigences techniques avec celles de la communauté internationale, conformément aux décisions prises lors de la CMR-2003. Il apprécie les avantages d'une économie d'échelle en ce qui concerne les produits grand public. Le Ministère est aussi conscient de la nécessité de protéger les services autorisés en vertu d'une licence contre le brouillage préjudiciable qui pourrait être créé. Par conséquent, le Ministère appuie de façon générale l'harmonisation mondiale de l'utilisation du spectre et s'efforce de fournir un ensemble de solutions qui protégeront les services autorisés tout en imposant un minimum de restrictions techniques sur les dispositifs exempts de licence.

Il est donc approprié de permettre l'exploitation de réseaux locaux sans fil exempts de licence dans la bande 5 470-5 725 MHz, en plus des bandes 5 150–5 250 MHz, 5 250–5 350 MHz et 5 725-5 825 MHz, qui peuvent actuellement être utilisées. Dans le même ordre d'idées, il est approprié de permettre l'exploitation de LAN-EL, sous réserve que ces derniers ne causent pas de brouillage aux services autorisés, ni ne demandent à être protégés de ceux-ci.

Les dispositifs exempts de licence peuvent être des installations de transmission, telles que définies dans la Loi sur les télécommunications. L'utilisation de tels dispositifs pour fournir des services de télécommunications au public, contre rémunération, pourrait être assujettie aux dispositions de la Loi, notamment aux dispositions relatives aux exigences de propriété et de contrôle canadiens.

Les exploitants de ces liaisons de transmission exemptes de licence peuvent être tenus de faire approuver leurs antennes et leurs bâtis. Le Ministère a établi des procédures destinées aux utilisateurs du spectre des radiofréquences, en tenant compte des trois facteurs suivants : (i) l'environnement; (ii) le Code de sécurité 6 : Limites d'exposition humaine aux champs de radiofréquences électromagnétiques dans la gamme de fréquences de 3 kHz à 300 GHz de Santé Canada; et (iii) la consultation sur l'utilisation du sol. Pour obtenir des détails sur les responsabilités associées à l'emplacement des pylônes d'antennes, on peut consulter la Circulaire des procédures concernant les clients 2-0-03.

Les sections suivantes portent sur les dispositions de la politique d'utilisation du spectre et sur les dispositions techniques pour chacune des sous-bandes ainsi que sur les discussions connexes.

4.2 Discussion et dispositions visant la bande 5 150–5 250 MHz

4.2.1 Questions relatives à la coexistence

La bande 5 150–5 250 MHz est actuellement attribuée à titre primaire au service de radionavigation aéronautique et au service fixe par satellite (SFS) dans la direction Terre vers espace. Dans le cas du SFS, l'utilisation de la bande est limitée aux liaisons de connexion pour les systèmes non géostationnaires du service mobile par satellite. Lors de la CMR-2003, une attribution mondiale a été faite au service mobile pour les systèmes d'accès sans fil, y compris les RLAN, sous réserve que les stations du service mobile ne demandent pas à être protégées des stations terriennes du service fixe par satellite. Il faut noter également que des limites techniques ont été imposées au service mobile afin de s'assurer qu'il serait compatible avec les autres services.

Des études internationales ont permis de conclure que, moyennant des niveaux de puissance et des dispositions techniques et réglementaires appropriés, le partage de fréquences est réalisable entre les dispositifs LAN-EL, le service de radionavigation aéronautique existant et les liaisons de connexion SFS pour les réseaux non géostationnaires du service mobile par satellite.

Dans le document de consultation, le Ministère proposait que les règles techniques existantes décrites dans le Cahier des charges sur les normes radioélectriques-210, Dispositifs de radiocommunication de faible puissance, exempts de licence (pour toutes les bandes de fréquences) (CNR-210) soient maintenues. Ces règles sont conformes aux décisions de la CMR-2003 et garantissent que l'exploitation par les titulaires de licence continuera à être protégée. Le Ministère constate qu'il est nécessaire de limiter les LAN-EL à une utilisation à l'intérieur seulement et que cela continuera d'être le cas afin d'assurer la compatibilité avec le SFS. Les limites de puissance actuellement spécifiées dans le CNR sont en accord avec celles adoptées lors de la CMR. De plus, des dispositions qui permettent aux exploitants du service mobile par satellite de surveiller les émissions des dispositifs LAN-EL dans la bande en question sont également comprises dans le CNR-210 et continueront de s'appliquer.

Certains répondants ont demandé que le Ministère élimine les exigences relatives à une antenne intégrée (c.-à-d. non amovible) et aux connecteurs spécifiques pour les dispositifs LAN-EL qui fonctionnent dans cette bande. Ces questions seront réglées lors de l'élaboration ou de la révision du cahier des charges sur les normes radioélectriques pertinent.

4.2.2 Dispositions de la politique d'utilisation du spectre

La bande 5 150–5 250 MHz, attribuée à titre primaire au service mobile, est désignée pour être utilisée par les LAN-EL, sous réserve que ces dispositifs ne demandent pas à être protégées d'autres systèmes radio et qu'ils ne causent pas de brouillage préjudiciable aux services radio autorisés.

4.2.3 Dispositions techniques et d'exploitation

Dans la bande 5 150–5 250 MHz, la p.i.r.e. maximale d'un dispositif LAN-EL ne doit pas dépasser 200 mW (la densité spectrale de puissance ne doit pas dépasser 10 dBm [p.i.r.e] dans toute largeur de bande de 1,0 MHz). Les LAN-EL sont limités à une utilisation à l'intérieur. Ces exigences seront décrites dans un Cahier des charges sur les normes radioélectriques pertinent.

4.3 Discussion et dispositions visant la bande 5 250–5 350 MHz

4.3.1 Questions d'intérêt public 

Comme c'est le cas pour toute nouvelle attribution de service, Le Ministère est conscient de l'importance de protéger les services autorisés en vertu d'une licence contre le brouillage préjudiciable potentiel. Il est également conscient de l'avantage qu'apporterait l'harmonisation mondiale de l'utilisation du spectre et des règles techniques. Il conçoit également la nécessité d'appliquer une certaine souplesse pour assurer le succès du déploiement des nouveaux services.

L'Agence spatiale canadienne (ASC) utilise actuellement le satellite RADARSAT-1. Ce satellite fournit des services de transmission de données d'imagerie à des clients dans le monde entier, dans la bande 5 250–5 350 MHz. L'ASC offre plus de 32 types d'applications, dans des domaines tels l'agriculture, la cartographie, la gestion des catastrophes (inondations, ouragans, recherche et sauvetage), la foresterie, l'hydrologie, les glaces marines et terrestres, la défense et les services de renseignement. Les applications futures pourraient nécessiter une plus grande largeur de bande pour améliorer la résolution.

Le brouillage causé par un seul dispositif LAN-EL au SETS pourrait ne pas être significatif. Cependant, comme les produits sans fil grand public deviennent de plus en plus abordables, l'augmentation possible du nombre de ces produits à l'échelle internationale pourrait augmenter les risques de brouillage préjudiciable. Le Ministère vise à trouver un juste équilibre en ce qui concerne les besoins de toutes les parties intéressées en établissant des règles de coexistence. Ces règles sont abordées ci-dessous.

4.3.2 Questions relatives à la coexistence

La bande 5 250–5 350 MHz est actuellement attribuée à titre primaire aux services d'exploration de la Terre par satellite (active), de radiolocalisation et de recherche spatiale (active). Cette bande a été désignée, au Canada, aux fins des dispositifs LAN-EL (pour une utilisation intérieure et extérieure) depuis 1999. Les dispositifs LAN-EL utilisés à l'extérieur fournissent aux consommateurs un accès sans fil à large bande pour des applications Internet haute vitesse. Avant la CMR-2003, le Canada était actif sur la scène internationale : il veillait à ce que les applications LAN-EL extérieures puissent fonctionner correctement, tout en s'assurant que les autres services dans la même bande demeurent protégés. Il a fallu un certain nombre de restrictions techniques et opérationnelles pour atteindre cet objectif.

L'ASC exploite un satellite RADARSAT dans cette bande, qui fournit des services de transmission de données d'imagerie à des clients dans le monde entier.

La bande 5 250–5 350 MHz est aussi utilisée mondialement par les systèmes de radiolocalisation.

Lors de la CMR-2003, une attribution mondiale a été faite au service mobile pour les systèmes d'accès sans fil, y compris les RLAN, dans cette bande. Conformément aux dispositions de la CMR, les stations du service mobile ne doivent pas demander à être protégées des services de radiolocalisation, d'exploration de la Terre par satellite (active) et de recherche spatiale (active). De plus, des limites techniques ont été imposées au service mobile afin de s'assurer qu'il serait compatible avec les autres services.

Les décisions prises à la Conférence constituent un compromis en ce qui concerne les besoins de fréquences concurrents de la communauté internationale. Particulièrement, en raison des risques de brouillage causé à du matériel international sensible d'exploration de la Terre par satellite, de nombreux pays ont fortement insisté pour limiter les LAN-EL à une utilisation à l'intérieur seulement. Plusieurs autres pays pensent que d'autres techniques d'atténuation peuvent être utilisées pour assurer la compatibilité des systèmes du service d'exploration de la Terre par satellite et des dispositifs LAN-EL. On retrouve parmi ces techniques l'utilisation du masque de p.i.r.e. par rapport à l'angle de site.

Des études ont démontré que l'utilisation du masque de p.i.r.e. par rapport à l'angle de site peut représenter une technique d'atténuation efficace pour assurer la compatibilité avec le SETS. Certaines technologies, comme les capteurs d'inclinaison, qui permettent de faire varier la puissance de sortie en fonction de l'angle d'inclinaison du dispositif. De telles technologies se sont révélées efficaces vu leur conformité avec le masque de p.i.r.e. par rapport à l'angle de site. 

Des études de compatibilité technique menées par l'Union internationale des télécommunications, auxquelles le Canada a participé activement, ont démontré que le partage entre les dispositifs LAN-EL et les systèmes du service de radiolocalisation est possible si certaines restrictions techniques sont imposées aux dispositifs LAN-EL. Ces restrictions comprennent notamment la sélection dynamique de fréquences, ainsi que l'imposition de limites d'émission aux LAN-EL. Elles ont été adoptées lors de la CMR-2003 (Résolution 229 de l'UIT, voir l'Annexe 2 du présent document).

Selon le Ministère, les décisions prises lors de la CMR-2003 représentent un compromis équilibré et tenant compte des besoins de fréquences concurrents. La disposition qui permet l'utilisation des LAN-EL à l'extérieur est d'une importance particulière pour le Canada. Le Ministère considère que la capacité des LAN-EL à fonctionner à l'extérieur est essentielle à la connexion des collectivités rurales et éloignées. Le Ministère reconnaît également que les LAN-EL ne doivent pas causer de brouillage préjudiciable aux services autorisés en vertu d'une licence, notamment le service d'exploration de la Terre par satellite et le service de radiolocalisation, qui fonctionnent dans la même bande. En tenant compte de tous les aspects du partage, le Ministère est d'avis que la décision prise lors de la CMR-2003 protégera adéquatement les services autorisés tout en permettant l'utilisation des LAN-EL tant à l'extérieur qu'à l'intérieur.

Les répondants ont indiqué que la majorité du matériel en cours d'élaboration ou actuellement sur le marché ne sera pas en mesure de respecter le masque de p.i.r.e. par rapport à l'angle de site. Le Ministère fait remarquer que la plupart des LAN-EL fonctionneront avec une puissance peu élevée (p.i.r.e. inférieure à 200 mW). Comme il est fait mention dans la Recommandation UIT-R M.1652, l'UIT-R s'attend à ce que seulement 5 % de tout le matériel LAN-EL fonctionnera avec une p.i.r.e. supérieure à 200 mW. Dans le cas des LAN-EL qui fonctionnent avec une p.i.r.e. inférieure à 200 mW, il n'est pas nécessaire d'utiliser le masque de p.i.r.e. par rapport à l'angle de site, c.-à-d. qu'environ 95 % de tout le matériel LAN-EL pourra fonctionner sans utiliser le masque. Le fait d'imposer l'utilisation du masque au matériel LAN-EL qui fonctionne à une puissance plus élevée permettra de réduire les risques de brouillage causé à un service ayant une attribution à titre primaire. Il faut noter que le matériel LAN-EL qui fonctionne à une puissance plus élevée peut être déployé dans d'autres bandes de la gamme 5 GHz (p. ex. 5 470-5 825 MHz) et, dans ce cas, l'utilisation du masque de p.i.r.e. n'est pas imposée.

Depuis la CMR-2003, les administrations bénéficient d'une certaine souplesse lorsqu'elles adoptent d'autres techniques d'atténuation, à condition d'élaborer des dispositions réglementaires au niveau national qui leur permettent de s'acquitter de leur obligation d'assurer un niveau de protection équivalent du SETS (active) et du service de recherche spatiale (active) sur la base des caractéristiques de leurs systèmes et des critères de brouillage indiqués dans la Recommandation UIT-R SA.1632.⁷ Lors de la consultation, le Ministère a demandé qu'on lui propose d'autres techniques d'atténuation accompagnées de toute analyse technique probante existante. Bien que plusieurs répondants aient indiqué qu'il existe d'autres techniques d'atténuation, le Ministère n'a reçu aucune solution spécifique ni aucune étude technique à cet effet.

Le Ministère est d'avis que les décisions prises lors de la CMR-2003, qui visent à imposer l'utilisation d'un masque de p.i.r.e. aux LAN-EL fonctionnant avec une puissance élevée, sont nécessaires pour protéger les titulaires de licence de services visés par une attribution à titre primaire. Toutefois, le Ministère est aussi conscient que les études techniques menées à ce jour sont en grande partie théoriques. Aucun cas de brouillage causé par un LAN-EL fonctionnant à une puissance élevée au fonctionnement du SETS (active) n'a encore été signalé, ce qui pourrait être dûau fait que l'industrie des LAN-EL se trouve encore en phase de démarrage. Si le déploiement des LAN-EL devient aussi étendu que l'industrie des services sans fil le prévoit, des cas de brouillage cumulatif causé par des LAN-EL au SETS (active) pourraient se produire. Par conséquent, afin de protéger les intérêts des titulaires de licence visant une attribution à titre primaire, le Ministère impose désormais l'utilisation d'un masque de p.i.r.e. aux dispositifs LAN-EL ayant une p.i.r.e. supérieure à 200 mW. Cependant, le Ministère est conscient que toute modification aux dispositions existantes nécessitera une période de transition afin de pouvoir éliminer progressivement le matériel qui ne respecte pas les nouvelles exigences. Pendant cette période, on pourra acquérir une expérience plus pratique en ce qui concerne le brouillage réel et les autres techniques d'atténuation. Aussi, étant donné que le brouillage causé à des services visés par une attribution à titre primaire est de nature cumulative, l'effet du brouillage augmentera progressivement au fur et à mesure que le déploiement de LAN-EL s'intensifiera, il sera donc possible d'évaluer ces effets en fonction de l'évolution du milieu d'exploitation. Par conséquent, on tiendra compte d'une période de transition afin de permettre l'élimination progressive du matériel qui n'est pas conforme aux nouvelles dispositions techniques (décrites dans la section 4.3.4). Le Ministère peut cependant réviser ces décisions à l'avenir.

4.3.2.1 Commande de puissance des émetteurs

Dans le document de consultation, on proposait l'utilisation de la commande de puissance des émetteurs (CPE). Les répondants sont généralement d'accord avec l'utilisation de la CPE. Toutefois, certains répondants ont indiqué qu'une exigence d'atténuation de 6 dB pour la CPE dans le cas de tous les dispositifs peut être excessive, et que la CPE ne devrait pas être requise pour les dispositifs ayant une puissance inférieure à 500 mW.

Le Ministère fait remarquer que, conformément à la Résolution 229 (CMR-2003), il y a deux options quant à la CPE : si la CPE est utilisée, elle doit permettre d'obtenir en moyenne, un facteur d'atténuation d'au moins 3 dB à la puissance moyenne de sortie maximale des systèmes; ou, si la CPE n'est pas utilisée, alors la p.i.r.e. maximale permise pour chaque dispositif doit être réduite de 3 dB. 

Par conséquent, chaque dispositif LAN-EL doit pouvoir fonctionner au moins 6 dB en dessous de la p.i.r.e. maximale permise afin d'obtenir en moyenne un facteur d'atténuation d'au moins 3 dB à la puissance moyenne de sortie maximale du système. Alors que, si la CPE n'est pas utilisée, la p.i.r.e. maximale permise doit être réduite de 3 dB. Dans la bande 5 250–5 350 MHz, la p.i.r.e. maximale permise est de 1 dB. Donc, les dispositifs ayant une p.i.r.e. maximale inférieure à 500 mW n'ont pas à utiliser la CPE.

4.3.2.2 Sélection dynamique de fréquences

Lors de la CMR-2003, on a décidé d'exiger l'utilisation de la sélection dynamique de fréquences (DFS) comme technique d'atténuation pour assurer la compatibilité avec le service de radiolocalisation. La Recommandation UIT-R M.1652⁸ fournit les critères spécifiques. On en retrouve un extrait à l'Annexe 3 du présent document. En résumé, la fonction DFS doit être capable de détecter des signaux brouilleurs au-dessus d'un seuil de détection minimal de -62 dBm pour les dispositifs dont la p.i.r.e. maximale est inférieure à 200 mW, et de –64 dBm pour les dispositifs dont la p.i.r.e. maximale est comprise entre 200 mdB et 1 dB, la moyenne étant calculée sur 1 µs. Le dispositif LAN-EL devrait pouvoir procéder à une vérification de disponibilité d'un canal donné pendant 60 secondes pour déterminer si un radar est exploité sur ce canal. Le dispositif LAN-EL devrait aussi pouvoir procéder à une surveillance en cours de service pour détecter la présence de radars. De plus, un canal dans lequel on a détecté la présence d'un signal radar, grâce à la vérification de disponibilité de canal ou à la surveillance en cours de service, est soumis à une période de non-occupation de 30 minutes au cours de laquelle il ne peut pas être utilisé par le dispositif LAN-EL, afin de protéger les radars à balayage.

Les répondants sont généralement d'accord avec l'utilisation de la sélection dynamique de fréquences. En plus de constater l'importance des seuils de détection et des autres paramètres, le Ministère constate également celle du délai de fermeture d'un canal⁹, bien que celui-ci ne soit pas inclus dans la Recommandation UIT-R M.1652, comme un autre moyen efficace d'atténuer le brouillage entre les LAN-EL et le service de radiolocalisation. Le Ministère prend aussi en note que d'autres pays ont déjà adopté un délai maximal de fermeture d'un canal de 260 ms.

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Renvois

⁷ Recommandation UIT-R SA.1632 : Partage dans la bande 5 250–5 350 MHz entre le service d'exploration de la Terre par satellite (active) et les systèmes d'accès hertzien (y compris les réseaux locaux radioélectriques) dans le service mobile.

⁸ Recommandation UIT-R M.1652 : Utilisation de la sélection dynamique de fréquences (DFS) dans les systèmes d'accès hertzien, y compris les réseaux locaux hertziens, aux fins de protection du service de radiorepérage dans la bande des 5 GHz

⁹ Le délai de fermeture d'un canal est la durée cumulative d'émission des LAN-EL pendant le délai de libération d'un canal (channel move time).