A quoi sert un routeur ou Hotspot 4G ?

Le MiFi contraction anglo-saxonne de « My WiFi » désigne son réseau WiFi personnel de proximité

 

On nous demande fréquemment à quoi sert un Hotspot ou routeur mobile 3G/4G , souvent en l’opposant à la fonction partage de connexion mobile des smartphones.

Cet article sera l’occasion pour nous de répondre à cette question, sachant que les besoins sont très variés d’un utilisateur à un autre, voire à une petite entreprise.

 
Définition

 

Précisons avant tout de quoi nous parlons.

Nous parlerons dans cet article d’un matériel qui a pour rôle de recevoir le signal cellulaire data d’un opérateur (principalement 3G & 4G) et de le redistribuer à des « clients » tels que des ordinateurs, des tablettes, voir des smartphones.

Par convention, nous utiliserons le terme 4G de façon générique pour désigner le flux.

 

Illustration Zyxel™ de Hotspot 4G

 
Contexte

 

La situation a évolué à très grande vitesse au sujet des dispositifs mobiles pour la data.

Souvenez-vous, en 2007 SFR sortait sa clef 3G, elle été accompagnée de différents forfaits, par exemple le forfait 10 Mo qui coûtait 7€/mois et seulement en 3G.

Il fallait ajouter 5€/mois pour avoir l’option 3G+.

Ou alors vous aviez 25 Mo de données pour 25 € par mois (20 € en engagement 24 mois) ou encore 1 Go de données pour 60 € par mois.

 

 

Coté Orange, en 2008 on avait les Pass Internet Everywhere, du style pass 1h (valable 15 jours) pour 8€ en 3G ou 3G+ si disponible.

 

 

Aujourd’hui, les choses sont bien différentes, les smartphones se sont répandus, avec leur aptitude à partager la connexion en WiFi ou en Bluetooth et surtout, les opérateurs ont commencé à autoriser le mode modem, ce qui était rigoureusement interdit il n’y a encore pas si longtemps.

Mais les besoins ont également changé , les réseaux s’étant déployés en 3G mais aussi en 4G, puis 4G+ puis 4G++, le besoin de se connecter partout s’est démultiplié jusque dans les avions, les trains….

Le partage de connexion ou les clefs 4G et les hotspots de poche se sont répandus, accompagnant les ordinateurs portables, les vacances, les déplacements professionnels etc.

 

Et puis, il y a 3 phénomènes récents qui sont venu à nouveau changer la donne en 2016.

  • Pour commencer, les opérateurs se sont lancés dans un déploiement effréné des antennes et de la 4G. Certes tout n’est pas parfait et les zones blanches existent encore, mais l’évolution est très importante.

  • Un deuxième événement a surgit, la guerre des enveloppes data que se livrent les opérateurs depuis début 2017, fait apparaître des forfaits illimités ou tout au moins présentant des dizaines de Go par mois.

  • Enfin, du fait de ses performances et de ces larges enveloppes data mensuelles, la 4G se positionne là ou les connexions ADSL sont trop faibles ou trop longues pour offrir des débits acceptables. On voit alors apparaître des offres dédiées telles que la 4GBOX de Bouygues Télécom ou la FLYBOX d’Orange.

 

Ces fameuses BOX 4G sont en réalité des Hotspots ou des routeurs 3G/4G dans lesquels ont insère une carte SIM, accompagnée d’un forfait adapté, qui appuient ou remplacent les BOX ADSL, sans toutefois apporter la TV ou la téléphonie à cette heure (la VoIP commençant à apparaître).

Cette tendance, qui pourrait bien venir se substituer au déploiement des liaisons fixes, là ou il est plus coûteux, va probablement entraîner une explosion des ventes de hotspots et routeurs 3G/4G-LTE, et souvent des antennes qui les accompagnent. Le risque, pour les opérateurs serait une explosion de consommation data, mais souvenons-nous qu’ils peuvent agir sur la notion d’illimité et surtout sur les débits pour sauvegarder leurs réseaux.

 

Si vous ajoutez à cela la fin du roaming et la disponibilité de votre forfait data en Europe, le hotspot en voyage devient indispensable.

 

Le moment donc de faire le point sur ces équipements.

 

Différences entre le partage de connexion d’un smartphone et un hotspot / routeur

 

Pour une utilisation simple, telle que le partage de sa connexion data avec son ordinateur portable par exemple, le smartphone fera l’affaire à moindre coût et pourquoi s’en priver.

 

Néanmoins, cela n’ira guère plus loin, car au-delà, les problèmes vont commencer à s’accumuler:

  •  Votre smartphone n’offre aucune sécurité aux périphériques connectés, ce n’est pas un firewall et il n’est pas fait pour ça.

  •  Si vous souhaitez partager la connexion avec plusieurs utilisateurs, votre smartphone va vite être à la peine en terme de charge.

  •  Si vous recevez ou devez passer un appel téléphonique, des problèmes peuvent apparaître sur les connexions data et vous aurez peut-être besoin de vous déplacer avec votre mobile, pas simple.

  •  Les smartphones ne disposent pas de connecteurs d’antennes externes, si vous êtes limites en réception ou en intérieur, pas de solution.

  •  Etc..

 

Les hotspot ou les routeurs 3G/4G vont, eux, proposer des fonctions plus évoluées et surtout supporter une plus forte charge, jusqu’à parfois 60 utilisateurs simultanés en WiFi.

Les routeurs vont également proposer de vraies fonctions de routage, de filtrage et de sécurité et pour certains équipements, il vont associer la liaison Internet fixe avec la liaison cellulaire.

 

Définition des besoins

Les besoins vont bien entendu être différents selon que vous êtes un particulier, une PME, une TPE ou une grande entreprise.

Et même au sein de ces populations, les objectifs et utilisations vont être segmentés.

Nous allons tenter de les définir.

 

Le particulier

 

En tant qu’utilisateur individuel, le particulier va en général essayer de résoudre 2 types de besoins personnels ou familiaux.

 

La mobilité

Il s’agit souvent de se déplacer avec une liaison data partageable facilement vers des ordinateurs portables, des tablettes ou des smartphones en WiFi, à titre individuel ou pour la famille dans la cadre de voyages, vacances ou déplacement privé, au camping, en randonnée ou en partie de chasse, l’essentiel étant une antenne cellulaire pas trop éloignée.

Si l’on souhaite ne pas « mobiliser » son mobile pour répondre à ce besoin, le Hotspot mobile ou plus précisément le routeur de poche répond bien à ce besoin.

 

Illustration Zyxel™ de Hotspot 4G

 

Le Zyxel wah7706 est un bon exemple d’équipement de poche, grâce à sa grande compatibilité réseau, son support de la bande 700 mHz (Free Mobile) et son agrégat de bandes autorisant des débits descendants jusqu’à 300 Mbps qui permettra de satisfaire plusieurs utilisateurs simultanément.

De petite taille et souvent de grande autonomie, les hot-spots de poche sont facile à recharger via leur port USB, sur un chargeur, une prise allume-cigares ou un simple PC portable, par exemple. Comme le suggère leur nom, on les met dans la poche ou dans la boite à gant d’une voiture et ils sont immédiatement disponibles.

On trouve très vite des fonctionnalités importantes sur ce type de hot-spot, telles que les choix de canaux pour le WiFi, le filtrage des accès au WiFi par adresses @mac, la gestion DHCP et DNS, des journaux de surveillance ou système pour certains modèles.

En termes de réglages et surtout de sécurité, ces hot-spots offrent des fonctionnalités dont les smartphones sont en général dépourvus.

Voir notre test du Wah7706

 

 

La sédentarité

Le second besoin du particulier ou de la famille peut être de résoudre, comme nous l’évoquions en début d’article, un problème de mauvaise couverture de liaison Internet fixe, tel qu’une ligne trop longue ou à débit faible.

Il peut alors se présenter la situation où la couverture cellulaire (3G/4G) offre des débits supérieurs voire très supérieurs à la liaison fixe.

Et dans cette situation, on distinguera le fait que des antennes se trouvent à proximité immédiate du lieu, du fait qu’elles peuvent être éloignées.

 

3 types de matériels peuvent répondre à ce besoin, selon la situation.

 

1. Le hot-spot mobile

 

Tel qu’évoqué plus avant, il peut régler le problème de manière simple, en partageant le flux d’une antenne 4G de proximité via le WiFi.

C’est une solution qui peut répondre à un nombre d’utilisateurs limité pour fournir de la data. On ne traite pas ici de flux TV ou de téléphonie.

De plus, ce type d’équipement ne couvrira en général que difficilement une grande maison avec des étages. On conserve néanmoins les fonctionnalités de réglages et de sécurité essentielles.

 

Exemple de routeur mobile E5377

 

 

2. Le hot-spot mobile pourvu de prises d’antennes externes.

Ces équipements peuvent répondre à une problématique de distance ou de réception de l’antenne 3G/4G ciblée.

Équipés de prises dédiées, il peuvent se raccorder à des antennes directionnelles ou omnidirectionnelles.

 

Une antenne omnidirectionnelle a pour objectif de capter toute antenne cellulaire environnante dans les meilleures conditions possibles, elle attrape le meilleur signal tout autour d’elle.

Elle peut notamment résoudre des problème de niveau du signal à l’intérieur d’un bâtiment.

 

 

Une antenne directionnelle a pour objectif de capter une antenne opérateur en particulier, vers laquelle on l’oriente volontairement, avec l’objectif d’optimiser la réception et l’émission du signal. Elle permet de répondre à des problèmes d’éloignement de l’antenne cellulaire.

 

 

Voir par exemple notre article sur cette antenne directionnelle.

 

Le hot-spot mobile avec prises d’antennes permet un compromis à prix raisonnable et conserve la possibilité d’être emmené en déplacement ou en vacances.

Par contre, il ne résoudra pas une problématique de diffusion du WiFi au sein d’un bâtiment étendu ou à plusieurs niveaux.

 

 3. Les routeurs 4G / LAN /WAN

 

On passe ici aux matériels peu ou pas mobile, les routeurs.

Il existe de nombreux types de routeurs 3G/4G répondant à des besoins différents, nous allons essayer de les classifier, sans poser de barrière entre les modèles pour autant.

 

Les hot-spots Ethernet

Avant d’évoquer les routeurs multi-ports, signalons qu’il existe des hot-spots proposant cette connectique, tout en restant mobile ou transportable.

 

L’exemple du Netgear NightHawk M1 qui propose un port Ethernet tout en pouvant supporter des débits jusqu’à 1 Gbps en download. Pas encore disponible en France, retrouvez notre article sur ce routeur.

 

 

Le Zyxel LTE 4506 dispose d’un port Gigabit Ethernet, 4G de catégorie 6, il peut délivrer un débit de 300 Mbps en download, le test complet ici.

 

S’ils disposent également du WiFi, ils ont clairement pour objectif de permettre le raccordement en RJ45 d’un ordinateur ou d’un switch. A noter que rien n’interdit d’y raccorder un point d’accès WiFi plus musclé.

Ils reçoivent donc le flux via la connexion cellulaire 3G/4G et la redistribuent vers leur port Ethernet.

Il sont facilement déplaçable et pour autant disposent de fonctionnalités routeur avancées en termes de sécurité et filtrage.

 

Les routeurs 4G

 

On pourrait définir les routeurs 4G comme des équipements qui se posent sur un meuble et qui sont alimentés par une prise secteur, c’est un peu réducteur, mais c’est pour situer le sujet.

La plupart des routeurs 4G modernes réceptionnent bien entendu les flux cellulaire 4G tout en étant compatibles 3G et 2G et disposent de fait de la capacité de gérer les SMS.

Il redistribuent ce flux via leur réseau WiFi, mais également au travers de leurs ports Ethernet LAN.

Une fonctionnalité supplémentaire de certains de ces équipements est de disposer d’un port Ethernet WAN, ce port ayant pour objectif de recevoir une autre source de data, que ce soit une liaison Internet fixe (une box) ou pourquoi pas, une autre source de données 4G.

 

TP-LINK Archer MR200

 

 

Ces routeurs disposent d’un emplacement (parfois 2) pour insérer une carte SIM.

 

D-LINK DWR-953

 

 

 

Point très important, les antennes.

 

Les antennes 3G/4G d’abord qui doivent être à minima par paire pour assurer la réception et l’émission.

Elles sont livrées avec le routeur, mais point important, il peut être nécessaire de connecter des antennes 4G externes afin de résoudre des problèmes de réception liés à l’intérieur du bâtiment ou à la distance de l’antenne opérateur (voir la section hot-spot mobile).

Il faudra dans ce cas que les antennes d’origine soit démontables, et que les connecteurs soient standards afin de pouvoir recevoir des raccords pour antennes externes.

On parle souvent de connecteurs « SMA » sur les routeurs, ce n’est pas le seul format, mais le plus répandu.

 

Connecteur d’antenne SMA femelle (DWR-953)

 

Les antennes WiFi, elles aussi sont importantes puisqu’elles contribuent à propager le signal partagé vers les « clients » ou à travers le bâtiment.

 

 

Dans le cas du D-LINK DWR 953, l’antenne 5GHz est amovible et laisse la place à un connecteur SMA (mâle) permettant de relier une antenne externe (l’antenne 2,4GHz étant interne au routeur).

 

 

 

Si l’on prend l’exemple du routeur 4G Teltonika RUT950, on constate que toutes les antennes sont amovibles.

 

 

Le RUT950 dispose de 2 antennes 4G-LTE et de 2 antennes WiFI

Les antennes sont toutes démontables et proposent des connecteurs SMA.

 

Vous êtes alors libres d’installer une antennes WiFi intérieur ou extérieure selon vos besoin.

 

 

Les familles de routeurs 4G

 

On peut sommairement séparer les routeurs en 3 marchés distincts:

  • Le marché grand public qui couvre les besoins d’un particulier ou d’une TPE.

  • Le marché des entreprises sur le périmètre réseau de données de l’entreprise.

  • Le marché M2M ou machines to machines

Le particulier recherche en général un routeur en mesure de lui offrir une connectivité cellulaire 3G ou 4G et de lui redistribuer en WiFi ou en LAN Ethernet.

C’est très souvent pour palier à une liaison internet fixe offrant un débit relativement faible, alors que la disponibilité 4G proposée localement affiche des performances supérieures.

Un particulier disposant d’une liaison fibre optique ne sera pas intéressé ou alors uniquement à titre de solution de secours.

A l’inverse, certains utilisateurs se trouvent suffisamment éloignés des nœuds de raccordement ADSL, pour ne pas s’abonner du tout, ou bénéficier parfois d’un débit particulièrement faible. Dans cette situation, une simple connexion 3G peut apporter un premier élément de réponse au problème.

Selon le niveau de cette couverture locale fixe d’une part et cellulaire d’autre part, l’utilisateur recherchera un équipement en mesure de lui offrir une connexion 3G/4G et si possible 4G+ voire 4G++ donc catégorie 4 ou 6, le plus pouvant le moins à terme.

 

Avec une connexion WAN

Certains routeurs sont équipés d’une connectique Ethernet WAN.

L’objectif est alors de connecter le routeur à une liaison fixe de type BOX.

Dans cette configuration, le routeur est alors dit « multi-wan« , il dispose de 2 connexions data.

L’utilisateur disposant d’un débit ADSL faible, peut souhaiter néanmoins conserver sa liaison fixe, pour maintenir sa ligne téléphonique IP, ses chaînes TV si le débit est suffisant, ou tout simplement d’un moyen de secours en cas de panne ou de dépassement de l’enveloppe data mobile.

A minima, les routeurs multi-wan proposent une basculement dit de backup ou failover, si la liaison principale ne répond plus, le flux est activé sur l’autre connexion.

Cette mécanique fonctionne sur le principe d’un ping « is a live » qui vérifie régulièrement qu’une liaison fonctionne car un hôte distant répond au ping, s’il ne répond pas après plusieurs « pings », le routeur bascule sur l’autre connexion. Parfois il sait revenir sur la connexion initiale si l’hôte répond à nouveau.

 

La répartition de charge est un dispositif qui utilise les 2 liaisons en simultané.

On définit des règles pour diriger certains flux vers une des liaisons et d’autres flux vers l’autre connexion.

Cela ne fonctionne que dans le sens montant, étant entendu que le flux descendant de la réponse se fait sur la même connexion (en général).

L’agrégat consiste à joindre les 2 flux pour cumuler les débits. C’est un mécanisme plus complexe qui requière un routeur plus sophistiqué et reste rare sur le matériel grand public.

C’est la qualité du logiciel, « le firmware » qui rend ces modes de fonctionnement plus ou moins efficaces ou paramétrables.

Certains firmwares, comme celui des routeurs Teltonika, savent forcer le basculement vers la liaison fixe, ou la seconde connexion mobile (routeur DUAL SIM) lorsque un certains de volume data mobile paramétrable est atteint.

 

Teltonika RUT950 basculement SIM sur dépassement « On data limit » (ou sur non réponse du réseau)

 

 

 

Les entreprises

Pour une entreprise, l’ajout d’une liaison cellulaire répond la plus part du temps à une notion de solution de secours, Backup d’une liaison fixe.

Certes, une TPE installée dans un secteur très mal desservi en liaison fixe pourra recourir à l’adjonction d’une liaison cellulaire pour obtenir de meilleurs débits, comme le ferait un particulier. Un routeur simple à mettre en œuvre et disposant d’une connexion Ethernet tel qu’un Zyxel-LTE4506 pourra faire l’affaire dans ce contexte, si des antennes externes ne sont pas nécessaires.

 

ZyXEL_LTE4506

 

Pour une entreprise moyenne ou grande disposant d’un infrastructure informatique plus complète, une liaison 4G représentera avant tout un dispositif de secours.

Si parfois, les liaisons fixes sont elles, déjà redondées, une ou plusieurs liaisons cellulaires peuvent être mises en œuvre.

Une solution totalement intégrée telle que le Zyxel LTE-7460 qui propose un point d’accès LTE extérieur intégrant un routeur catégorie 6 dans un boîtier antenne offrant jusqu’à 7dBi, peut répondre au besoin.

La gestion du failover devra être gérée par un routeur interne au SI de l’entreprise.

Voir notre test complet du LTE-7460.

 

  Le M2M ou machines to machines

 Autre type de routeur, mais il s’agit là d’un sujet très vaste, les connexions de machines à machines.

C’est un moyen simple de relier un équipement isolé à une infrastructure informatique, de gestion ou de pilotage /surveillance.

On pourrait évoquer comme exemple les éoliennes situées en plein champ qui doivent communiquer avec leur central de surveillance.

On utilise alors des routeurs 4G spécialisés « dit industriels » car ils proposent des protocoles et des interfaces de communication divers et variés, propres aux besoins de ces environnements.

On trouve sur le marché des multitudes d’appareils de ce type, pour tout les usages.

 

 PROROUTE™ GEM420

 

Proroute™ H685 images 3grouterstore

 

 

 Si nous évoquons ces types de matériels souvent très puissants et coûteux, c’est parce qu’il est parfois possible de trouver parmi ces équipements des routeurs 4G avec gestion WiFi et Ethernet, simples à mettre en œuvre et à des tarifs très abordables.

L’exemple du RUT950 de Teltonika à moins de 200€, offre une solution simple à configurer et qui peut répondre à une utilisation courante, à lire ici.

 

 

 Conclusion

 

 Voila pour cette rapide présentation des Hotspots / routeurs 4G qui n’est bien entendu pas exhaustive, mais qui nous l’espérons vous aura apporté quelques informations complémentaires.

 

 Si vous utilisez un hotspot ou un  routeur 4G pour des utilisations particulières, faites-nous partager vos expériences dans les commentaires, les utilisateurs sont toujours les plus grands porteurs d’expériences.

 

2 Comments

  1. Fouucault

    Bonjour
    Le problème qui n’est pas évoqué c’est la connexion qui est impossible depuis l’extérieur impossibilité de se connecter a son serveur comme je le fais actuellement avec ma Freebox v6 . Y a t’il une solution?
    AF

    1. Guy

      En fait, la majorité des opérateurs mobile font de la translation de port, l’adresse IP n’est pas publique (le fameux RFC1918).

      Votre mobile (ou routeur MiFi) récupère une adresse sur un réseau privé de l’opérateur, puis c’est routé vers une adresse IP publique partagée entre plusieurs mobiles (avec un port). Il semble même que ce réseau privé soit propre à l’antenne GSM utilisée (de plus roaming = changement d’IP).

      Certains opérateurs proposent des IP fixe mobiles publiques, mais à prix d’or (voir les offres M2M « mobile to mobile » Orange par exemple).

      Je pense que la seule solution est un VPN (ip fixe), compliqué sur un routeur MiFi non équipé et surtout pas publique.

      L’offre de cette Sté https://youtu.be/k6CylFDkSeE démontre bien le problème.

      Les opérateurs n’ont probablement pas très envie d’avancer dans ce sens, plus tard peut être avec IP V6 ….

      Si vous souhaitez en savoir plus, consultez le fameux RFC1918.

      Pour un serveur interne, une solution possible est le produit Ngrok. https://ngrok.com/

      C’est un process léger qui tourne sur la machine du LAN à exposer et crée un tunnel vers un serveur Ngrok.

      Ngrok peut exposer des ports HTTP ou tout port TCP.
      En version gratuite, vous obtenez une IP: Port aléatoires, mais joignables depuis internet.

      Il y a différents tarifs à partir de 4.6€ /mois.

      Installation ultra-simple et vous épargne d’installer/louer un VPN avec la gestion des certificats etc (merci à Julien!)

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