Comment les Américains se connectent-ils à Internet ?

Les fournisseurs de services Internet (FAI) – généralement des entreprises privées, des coopératives d’électricité et de téléphone ou des services publics municipaux – possèdent et exploitent des réseaux à large bande, qui utilisent une gamme de technologies pour connecter les clients à Internet. Ces technologies sont généralement décrites en termes de « vitesses », de taux auxquels elles transmettent des données, et de « latences », le temps nécessaire pour que les données voyagent vers leur destination et reviennent le long du réseau, des connexions qu’elles fournissent. Il est important pour les décideurs engagés dans les débats sur le financement et le déploiement du haut débit de comprendre le fonctionnement des différentes technologies ainsi que leurs forces et limites relatives.

La plupart des clients haut débit aux États-Unis sont connectés à Internet par une connexion filaire, qui implique une ligne physique – utilisant généralement des câbles à fibre optique, un câble coaxial hybride ou un fil téléphonique en cuivre – allant jusqu’à une structure. Il existe trois principaux types de services filaires :

• Service Internet par câble est fourni par les entreprises de télévision par câble sur un réseau hybride qui utilise des lignes de fibre pour se connecter aux nœuds du quartier, puis un câble coaxial pour transmettre les données aux résidences et aux entreprises individuelles. Les fournisseurs de télévision par câble ont ajouté un accès Internet haut débit à leurs offres grâce à la spécification d’interface de service de données sur câble (DOCSIS), une norme internationale de télécommunications qui permet l’ajout d’un transfert de données à large bande passante aux systèmes de télévision par câble existants. Le service de câble offre des vitesses asymétriques : les téléchargements sont plus rapides que les téléchargements. Le câble, qui est principalement disponible dans les zones urbaines et suburbaines, est le type de service Internet le plus courant aux États-Unis et continue de croître. Les principaux câblodistributeurs ont ajouté plus de 4,8 millions d’abonnés en 2020, le plus depuis 2006.
• Ligne d’abonné numérique (DSL) utilise une ligne téléphonique en cuivre à deux fils qui permet aux consommateurs d’utiliser simultanément Internet et un téléphone fixe sans interrompre l’une ou l’autre des connexions. Le service DSL varie en termes de vitesse et de distance parcourue par le signal ; les formes les plus efficaces peuvent fournir des vitesses allant jusqu’à 24 mégabits par seconde (Mbps) sur un seul fil téléphonique, ce qui est inférieur à la définition du haut débit de la Federal Communications Commission (FCC). Cependant, certaines entreprises relient deux ensembles de fils téléphoniques et offrent des vitesses allant jusqu’à 48 Mbps. La caractéristique la plus importante du DSL est que sa vitesse de données diminue à mesure que la distance augmente : plus un signal doit parcourir de distance, plus il sera lent et, par conséquent, les vitesses DSL diffèrent dans une communauté et même au sein d’un quartier. DSL est la technologie de service Internet la plus ancienne actuellement utilisée aux États-Unis et perd des clients en raison de ses vitesses plus lentes. En conséquence, les FAI ont commencé à supprimer progressivement le service.
• Fibre à la maison (FTTH), également connu sous le nom de Fiber to the Premises (FTTP), peut fournir les vitesses les plus rapides avec de faibles latences. Le service s’appuie sur des câbles à fibres optiques – des brins de verre flexibles et fins comme un cheveu – qui peuvent transmettre de grandes quantités de données à des taux de transfert élevés. Dans les réseaux les plus récents, la fibre peut fournir des vitesses de 10 gigabits par seconde (Gbps), ou 10 000 Mbps, avec une latence de 1,5 millisecondes. La fibre offre également des vitesses de téléchargement et de téléchargement symétriques. Et il est plus évolutif que les autres technologies ; il peut être continuellement adapté à des vitesses plus rapides au fil du temps avec un entretien limité. Pour toutes ces raisons, les décideurs politiques devraient donner la priorité aux investissements dans la fibre lors de l’allocation des fonds étatiques et fédéraux pour le haut débit.

Cependant, la couverture FTTH reste bien inférieure à celle du câble. Selon la Fiber Broadband Association, la fibre représente 20 % de la part de marché des services Internet aux États-Unis, contre un peu plus de 50 % pour le câble. Pour aider à étendre la disponibilité des réseaux de fibre à l’échelle nationale, les FAI se sont engagés à investir 60 milliards de dollars au cours des cinq prochaines années pour développer le FTTH. Et les lignes directrices du Coronavirus State and Local Fiscal Recovery Funds and Capital Projects Fund de l’American Rescue Plan Act accordent la priorité au financement des projets d’infrastructure de fibre.

Dans les zones rurales et les endroits à faible densité de logements ou à longues distances entre les maisons, les lignes filaires pour les connexions du dernier kilomètre – le segment du réseau qui relie un FAI à un client – sont d’un coût prohibitif. Cependant, les FAI utilisent de plus en plus le service fixe sans fil ou par satellite pour fournir un accès Internet aux foyers et aux entreprises de ces communautés plus éloignées.

Les connexions sans fil fixes sont transmises via des tours, similaires aux tours de téléphonie cellulaire, à une antenne montée sur les lieux d’un client. Comme le DSL, les connexions sans fil fixes ralentissent à mesure que la distance de la tour de transmission augmente, de sorte que le service est rapide et fiable pour les consommateurs proches d’une tour, mais plus lent et moins fiable pour ceux qui sont plus éloignés, en particulier si la ligne de mire entre la tour et le l’antenne est perturbée. Bien que le sans fil fixe couvre moins de la moitié des ménages américains à ce jour, il offre une option fiable du dernier kilomètre pour les zones rurales, en particulier lorsque les tours sont connectées à des câbles à fibre.

De même, l’Internet fourni par satellite peut présenter une autre alternative pour les consommateurs des zones rurales ou éloignées. Les technologies satellitaires géostationnaires traditionnelles utilisent des satellites individuels en orbite à plus de 22 000 milles au-dessus de la Terre pour fournir un service à des vitesses allant jusqu’à 40 Mbps. Cependant, le service par satellite géostationnaire est marqué par des latences élevées, jusqu’à 900 millisecondes, ce qui crée des défis pour les clients qui cherchent à utiliser des applications en temps réel, telles que les jeux en ligne et le streaming vidéo. Une nouvelle technologie, le haut débit par satellite en orbite terrestre basse, utilise des constellations de satellites en orbite à 200-800 milles au-dessus de la Terre pour offrir une plus grande fiabilité, des vitesses plus rapides et des latences plus faibles par rapport au service géostationnaire, mais elle n’a pas encore la capacité de soutenir les vastes bases d’abonnés atteintes par les principaux fournisseurs de services filaires.

Plus de 83 % des personnes aux États-Unis accèdent à Internet sur leurs smartphones, tablettes ou autres appareils mobiles. Et ces appareils sont le seul moyen de connexion internet pour 15% des américains. En général, comme l’accès mobile et les connexions filaires offrent des vitesses et des fonctionnalités différentes, les consommateurs ont tendance à considérer les deux types de services comme complémentaires et à s’abonner aux deux s’ils en ont les moyens.

Les FAI fournissent des connexions mobiles via trois technologies :

• 3G : Troisième génération, généralement avec des vitesses de réseau inférieures à 1 Mbps. Bien que certaines tours cellulaires rurales utilisent encore la 3G, cette technologie a été supprimée dans la plupart des régions du pays, ce qui a coupé l’accès à Internet pour les anciens téléphones portables, ainsi que certains appareils médicaux, de sécurité et personnels.
• 4G : Quatrième génération, généralement avec des vitesses de réseau supérieures à 1 Mbps. La plupart des réseaux 4G aux États-Unis utilisent la norme LTE (Long Term Evolution), qui offre des vitesses allant jusqu’à 100 Mbps. La plupart des appareils mobiles contemporains sont connectés à Internet via une connexion 4G.
• 5G : Cinquième génération, généralement avec des vitesses de réseau de 1 Gbit/s ou plus. Ces quatre connexions sont actuellement utilisées, mais le pays est dans un moment de transition. Bien que la 3G soit encore utilisée dans certaines zones rurales, la plupart des gens sont connectés à la 4G et les fournisseurs de services déploient activement la 5G.

L’infrastructure sans fil dépend du spectre (les radiofréquences électromagnétiques) pour transmettre les données aux appareils des utilisateurs finaux. Le spectre peut être « sous licence », des fréquences spécifiques accordées par la FCC à des FAI individuels pour leur usage exclusif, ou « sans licence », c’est-à-dire disponible pour une utilisation par n’importe qui. Différentes technologies nécessitent un spectre différent. Par exemple, la 5G utilise des fréquences élevées qui permettent aux données de voyager plus rapidement mais pas aussi loin que des fréquences plus basses, et elle nécessite donc une plus grande densité de récepteurs et d’émetteurs pour déplacer les données sur de longues distances que la 4G et les générations précédentes de services sans fil.