La connexité Internet fait intervenir cinq couches d'infrastructure technologique (identifiées aux figures 1 et 2):

1. Le poste de travail: le poste de travail doit permettre l'exploitation des logiciels qui seront utiles au processus d'apprentissage de l'élève. Les capacités et la nature du poste sont donc fonction des objectifs pédagogiques ou administratifs visés ainsi que des infrastructures accessible à partir de celui-ci. Par exemple, si on dispose d'un réseau local avec un serveur de disque, on peut installer un poste de travail sans disque.

2. Réseau local de l'école: Le réseau local de l'école permet l'échange d'information et le partage de ressources communes au sein des murs de l'établissement. Par exemple, le réseau local permet à deux postes de travail d'interagir, à un poste de travail d'imprimer sur une imprimante partagée sur l'étage, ou encore à un poste de travail de stocker des données sur un serveur de l'établissement. Lorsqu'adapté, le réseau local permet aussi de transporter le trafic Internet du poste de travail jusqu'au branchement d'accès de l'école. Les réseaux locaux ont généralement une bande passante large (10 Millions de bits par seconde), ce qui rend les transferts efficaces et rapides.

3. Connexité Internet: Le moyen par lequel un poste de travail (isolé ou en réseau local) est en mesure d'établir un branchement au réseau Internet. Il existe plusieurs bases technologiques d'accès qui permettent ceci, certaines plus propices à l'évolution structurée d'un réseau québécois de l'enseignement que d'autres. Les grandes caractéristiques qui influent sur le choix technologique sont la disponibilité de la technologie, le choix de brancher chaque poste de travail individuellement ou de brancher un groupe de postes, et finalement l'utilisation d'Internet que l'on souhaite faire.

Internet utilise une série de protocoles de haut niveau: le "Internet Protocol" ou IP, et le "Transport Control Protocol" ou TCP. Ces deux protocoles font partie d'une hiérarchie de protocoles qui, ensemble, permettent à n'importe quels ordinateurs de communiquer entre eux. Il est important de noter que certaines méthodes d'accès fournies commercialement ont le potentiel de limiter l'emploi que l'on pourra faire de TCP/IP. Les méthodes d'accès couramment disponibles sont:

• Lien numérique personnel asynchrone (LNPA): Méthode d'accès asymétrique proposée par les compagnies de téléphone, qui utilise les fils téléphoniques actuels et qui permet d'atteindre des débits de 2Mbps vers l'école et 64Kbps vers Internet. Cette technologie n'est pas encore disponible commercialement, bien que promise pour bientôt.
  
• Réseau Numérique à Intégration de Services (RNIS): Le RNIS est une technologie d'accès principalement offerte par les compagnies téléphoniques. Des fournisseurs de connexité peuvent cependant l'utiliser pour brancher leurs clients de façon transparente, à des débits allant de 64 Kbps à 1.544 Mbps. Le RNIS n'est pas disponible partout, puisqu'il suppose qu'une certaine mise à jour des centrales téléphoniques a eu lieu. Le RNIS peut être très dispendieux si l'accès est en interurbain au sens téléphonique du terme.
  
• Modem analogique: Cette technologie est surtout utilisée pour brancher un seul ordinateur au réseau, étant donné le peu de bande passante fournie (33.6 Kbps présentement). Elle peut toutefois être adaptée aux branchements multiples, lorsque rien d'autre n'est disponible ou abordable)
  
• Mode de transfert asynchrone (MTA): technologie de transport mise au point par les compagnies téléphoniques qui permet de transporter simultanément plusieurs types de trafic (téléphonie, vidéoconférence, Internet, réseau virtuel privé, etc.). Disponible depuis peu, cette technologie est surtout utilisée pour des réseaux aux besoins multiples, et à large bande passante. Par exemple, le Réseau interordinateurs scientifique québécois (RISQ) achète présentement des bandes passantes de 10-45 Mbps pour interconnecter les universités et les brancher au réseau Internet. Cette technologie a le potentiel de créer un réseau virtuel privé qui peut être porté par plusieurs transporteurs de tous types, selon leur capacité et leur désir de collaborer à un tel réseau.
  
• Relais de trame: cette technologie permet le branchement d'établissements distants, lorsqu'on ne dispose pas de point de présence localement, et qu'on veut éviter les frais d'interurbain. Bien que répandue, cette technologie n'en demeure pas moins dispendieuse, mais pourrait se justifier financièrement pour créer un point de service (une commission scolaire par exemple, à partir de laquelle on pourrait brancher plusieurs écoles).
  
• Modem câble: Présentement disponible dans certains centres urbains, cette technologie permet le branchement à plusieurs Mbps. Offerte par les compagnies de câblo distribution. Bien que potentiellement transparente au plan IP, il n'est pas évident que c'est la direction commerciale que les câblo distributeurs continueront d'adopter plus tard (ils pourront par exemple limiter le nombre de postes branchés à un câble modem).
  
• Radio fréquence: technologie qui peut être intéressante pour interconnecter une commission scolaire aux écoles de sa juridiction. Des installations peuvent être réalisées à peu de frais et étendre le réseau d'un point de branchement commun, vers les écoles, pour des bandes passantes pouvant atteindre de 2 à 10 Mbps. Plusieurs commissions scolaires utilisent déjà une telle stratégie. Il est à noter que les transporteurs sont peu intéressés à favoriser ce type de branchement entre la commission scolaire et leur point de présence, puisqu`en ce faisant ils perdent le contrôle tarifaire du lien (la commission scolaire devenant "revendeuse" de bande passante).

4. Services en école: Lorsqu'un réseau local est disponible au sein de l' école, il devient possible de distribuer une partie de la charge de service de connexité sur des équipements dédiés à cette fonction, et qui peuvent rendre des services à l'ensemble des postes de travail de l'école. Ces services peuvent inclure la gestion de courrier électronique, des ressources disque communes, la gestion d'imprimantes communes, la gestion de passerelles de fax communes, la distribution de versions logiciel normalisées à la grandeur de l'école, et la séparation de trafic administratif et scolaire. Lorsqu'on dispose d'un branchement Internet permanent, ces services peuvent être étendus pour inclure un serveur WWW, des fonctions d'aiguillage, de garde-barrière de sécurité, forums de discussions privés, supervision du contenu, etc.

5. Connexité inter-école: Normalement, le transporteur assure le transport du trafic d'une école à l'autre, en interconnectant son réseau aux autres réseaux qui constituent Internet. La qualité et la façon de réaliser ce branchement ont une incidence sur l'utilisation réelle que l'on peut faire d'Internet au sein de l'école.

Perspective évolutive

La situation désirée au niveau du branchement, qui permettra de soutenir la vision réseau présentée auparavant, est présentée à la figure 3.

Figure 3: Situation désirée

Tableau 1

Postes de travail

Situation actuelle:   Les postes de la plupart des écoles primaires et secondaires sont inadaptés à une interconnexion au réseau Internet. En effet, les technologies que l'on trouve présentement dans plusieurs écoles ne présentent pas les caractéristiques requises en termes de capacité CPU, mémoire, disque et cartes d'interface. De plus, la vaste majorité des écoles primaires n'ont pas de réseau local, alors que les écoles secondaires qui exploitent un réseau local ont à leur disposition des équipements dont le standard vétuste rendra difficile l'interopérabilité avec Internet (Vines, ArcNet, etc.)

Situation désirée:   Le poste de travail disponible aura des caractéristiques adaptées à la fonction qui leur est destinée. Ainsi, les fonctions suivantes seront fournies: 1. Poste de travail élève du primaire: ce poste de travail permettra à l'élève d'utiliser les fonctions de base Internet, tels le courrier électronique, le WWW, les forums de discussion. Le poste de travail est capable d'assumer l'identité de l'élève au moyen d'une seule commande et se reconfigure sans autre intervention. 2. Poste de travail élève du secondaire: En plus des fonctions ci-haut, ce poste de travail est en mesure d'exploiter des logiciels qui permettront à l'élève d'apprendre à utiliser un ordinateur (bureautique, graphisme, etc) pour ses fins créatrices propres. 3. Poste de travail administratif: Ce poste de travail devra être suffisamment puissant pour exploiter en parallèle les applications de bureautique et de réseautique requise par le personnel des écoles.

Action immédiate:   Acheter et installer des postes de travail cohérents avec les infrastructures de communication désirées. Tous les postes achetés devraient au moins avoir la possibilité de brancher un modem externe, un écran de 17 pouces minimum, être capable d'exploiter les logiciels d'exploitation de génération courante (soit Windows 95, Windows NT, Mac OS), et posséder une carte d'interface Ethernet pour besoins futurs. Ils devront être suffisamment puissants pour exploiter en parallèle les tâches des logiciels éducatifs et de réseautique.

Horizon 18 mois:   Les ordinateurs réseaux seront probablement plus répandus, et on sera en mesure de prendre des décisions éclairées quant aux normes que l'industrie adoptera pour ces postes de travail. S'il devient apparent que les technologies convergent (nous pensons à l'utilisation de Java entre autres), il sera alors possible de: 1. Acheter et déployer des ordinateurs de réseaux dans les écoles primaires comme moyen principal utilisé par l'élève. Il faudra cependant pouvoir exploiter les logiciels didactiques à partir de serveurs adaptés. 2. Convertir les postes de travail utilisés précédemment par les élèves pour des fonctions administratives dans les écoles primaires.

Horizon 3 ans :   Remplacer les technologies déployées trois ans plus tôt. En effet, si la tendance actuelle se maintient, tout semble indiquer que les technologies considérées adéquates aujourd'hui seront totalement inappropriées aux fonctions qui seront disponibles trois ans plus tard (l'ordinateur haut de gamme d'il y a trois ans serait à peine en mesure de fournir un poste de travail réseau à faible bande passante aujourd'hui).

Tableau 2

Réseaux locaux

Situation actuelle:   Peu d'écoles primaires possèdent en ce moment un réseau local. C'est pourtant une technologie fondamentale qui sera requise pour assurer le fonctionnement adéquat de toute connexité Internet (même de bas de gamme).

Situation désirée:   Toute école possède deux réseaux locaux (physique ou logique), un pour les fins d'enseignement, et l'autre pour les besoins administratifs de l'école. Le réseau local administratif est protégé contre des intrusions en provenance soit du réseau étudiant, soit du réseau Internet.

Action immédiate:   S'assurer que tous les ordinateurs achetés sont équipés de cartes d'interface Ethernet 10 Mbps.   Dans les écoles secondaires qui exploitent déjà des réseaux locaux, convertir ces réseaux en technologie Ethernet 10 Mbps (s'il n'y a pas plus de 120 postes de travail) ou 100 Mbps commuté si il y en a plus.

Horizon 18 mois:   Lors de l'installation du serveur école dans une école primaire, acheter les équipements et le câblage requis. Nous recommandons l'emploi de multiplexeurs Ethernet peu dispendieux, capables d'être connectés au serveur d'école.   Dans les écoles secondaires, migrer le réseau local à 100 Mbps afin de subvenir à la demande croissante de bande passante. Ceci sera d'autant plus vrai que les élèves commenceront à développer leurs propres Intranet d'école, friands de bits par seconde.

Horizon 3 ans :   Il est fort possible que des réseaux locaux privés virtuels soient une solution de réseau intéressante dans trois ans. Plusieurs technologies concurrentes de développent à cet effet, soit réseau basé en MTA, ou encore réseaux IP sur Sonet (Synchronous optical network).   Les applications multimedia devraient commencer à faire leur apparition dans les logiciels didactiques, et ceci exigera beaucoup de bande passante, autant en IP qu'en vidéo superposée. La solution MTA ou Sonet sera alors probablement les seules apte à assurer un transport multi-protocole intégré.

Tableau 3

Connexité Internet

Situation actuelle:   Peu ou pas d'écoles primaires sont branchées avec des liens multi-poste de travail. Lorsqu'une école primaire est branchée, il s'agit généralement d'un branchement par ordinateur à faible débit. Les câblo-distributeurs font en ce moment des efforts pour amener des solutions abordables dans les écoles, bien que ces solutions auront tendance à rendre les écoles captives de solutions propriétaires (et des tarifs associés) dans quelques années.   Certaines commissions scolaires font des efforts remarquables (étant donné les moyens financiers perçus), pour créer des réseaux privés pour toutes les écoles sous leur juridiction, tout en fournissant un branchement Internet commun.   Il y a peu de différence perçue entre les écoles primaires et secondaires.

Situation désirée:   Toutes les écoles d'une commission scolaire sont interconnectées par la commission, qui fournit aussi le branchement Internet principal. Le trafic local à la commission scolaire ne transite pas à l'extérieur.

Action immédiate:   Permettre et encourager les branchements "anarchiques", résultat des largesses de certains transporteurs. Un branchement, même inapproprié aux projets à long-terme, est préférable à pas de branchement du tout.   Encourager les commissions scolaires qui prennent charge du dossier et offrent de brancher leurs écoles.

Horizon 18 mois:   Convertir tous les branchements d'école à un branchement en transit sur le réseau Intranet de la commission scolaire. Ceci devra être coordonné au déploiement de serveurs scolaires et serveurs de commissions scolaires. Aussi, il faudra que toutes les écoles soient dotées de réseaux locaux adaptés aux besoins Internet à ce moment.

Horizon 3 ans :   Réviser tous les branchements pour assurer leur adéquation aux besoins en termes de bande passante. Prévoir que l'augmentation de débit sera beaucoup plus importante que la diminution prévisible des frais de branchement, donc l'enveloppe budgétaire de branchement devrait augmenter considérablement.

Tableau 4

Serveurs scolaires

Situation actuelle:   Les serveurs sont associés de près aux besoins de réseautique qu'ils desservent. Dans les écoles, il n'y a de serveur que là ou il y a des réseaux locaux. Les écoles branchées obtiennent tous les services Internet par le biais de leur fournisseur de connexité (par exemple, une école branchée à Sympatico, qui n'a pas ses propres serveurs Internet, verra toutes ses adresses de courrier électronique dans la forme élève@sympatico.ca).   Les serveurs Internet présentement disponibles requièrent un savoir faire technique relativement important, puisque peux de ceux-ci intègrent les composants matériel et logiciel requis en un environnement unique, et que chaque composant est un équipement relativement complexe. Il faut par exemple avoir des fonction intégrées pour contrôler l'accès au transporteur, l'aiguillage, le réseau local, la ségrégation du trafic étudiant et du trafic administratif, les ressources disque et imprimante, la publication de pages WWW, la lecture de groupes de discussion.

Situation désirée:   Toutes les écoles devraient avoir des équipements spécialisés, qui puissent rendre une majorité des services d'infrastructure requis. Cet équipement doit se constituer d'un serveur banalisé, par lequel toutes les fonctions mentionnées ci-haut sont offertes. On le qualifie banalisé parce que les fonctions administratives de serveur sont réparties en deux groupes: des fonctions d'administration reliées à la gestion des comptes étudiant, pour lesquelles une interface intuitive en-ligne est disponible, et peuvent être mises en oeuvre par du personnel non qualifié. Les fonctions de configuration équipement et réseautique peuvent être supportées à distance par des administrateurs désignés (dans une commission scolaire par exemple).   Ainsi, les élèves d'une école auraient une adresse de courrier qui les identifient à l'école, le personnel de l'école pourrait créer des forums de discussion privés à l'école, les élèves seraient en mesure d'avoir leur propre serveur WWW sans faire intervenir les fournisseurs, le compte de courrier électronique pourra être associé à un compte sur le serveur pour fins d'accès à des ressources locales communes (disque, imprimantes, etc.).

Situation désirée (suite):   Le serveur banalisé de l'école sera aussi la passerelle d'interconnexions Internet qui permettra de gérer deux réseaux, un pour les élèves et un pour l'ensemble des fonctions de support à l'enseignement et adminstarives (un Intranet). Ce serveur pourra aussi s'adapter à plusieurs méthodes d'accès, au fur et à mesure de l'évolution des besoins de l'école en bande passante et en type de services réseaux (IP, vidéo, autres).   Finalement, le serveur banalisé pourra être utilisé pour propager et mettre en vigueur des politiques d'accès à des contenus auxquels on voudra limiter l'accès, particulièrement en école primaire.   En milieu secondaire, le serveur banalisé devrait avoir la fonction de serveur WWW, puisque les élèves atteindront un stade où ils voudront publier leurs travaux sur le WWW, que ce soit en intramural ou à la grandeur du réseau.

Action immédiate:   Favoriser le développement d'un serveur qui permettra de gérer efficacement, et sans surcharge de travail excessive, les politiques et les moyens de connexité.

Horizon 18 mois:   Faire développer et déployer des serveurs dans chaque école. Assurer la formation du personnel à cet effet. Arrimer le branchement et les moyens d'aiguillage au serveur.

Horizon 3 ans :   Prévoir que les besoins de bande passante pourront dépasser ce qu'il est possible de gérer avec les technologies d'aujourd'hui.

Tableau 5

Connexité Inter-école

Situation actuelle:   La situation est entièrement anarchique et conditionnée à la façon dont l'école obtient son branchement Internet. Dans le cas des écoles fortunées qui ont accès à un réseau fédérateur de la commission scolaire, il est probable que les écoles d'une même commission puissent entrer en communication de façon efficace, puisque le trafic ne transite pas par un transporteur public. Par contre, dès lors que le trafic doit être porté par un transporteur, il existe peu de moyens pour assurer que le trafic scolaire québécois ne sera pas aiguillé outre frontière. Ceci rend les communications très inefficaces et lentes, puisque le maillon le plus faible conditionne la réponse point à point d'une session de communication.   Dans des cas extrêmes, il arrive que deux écoles situées à moins d'un kilomètre de distance voient leur trafic inter-école passer par la New York ou Washington, avec près d'une vingtaine de sauts et de décisions d'aiguillage qui doivent être prises pour chaque paquet d'information.

Situation désirée:   Il existe un point central où toutes les communications du réseau de l'éducation culminent quand on n'a pas réussi à prendre les décisions d'aiguillage plus bas. Ce point sert à garantir que le trafic scolaire local transite localement. Une telle mesure aura des effets bénéfiques tant pour les communications ordinaires de bas de gamme (courrier) que plus tard pour les communications exigeantes au plan de la bande passante (télé-enseignement, sessions M-bone, vidéo sur IP, etc.)

Action immédiate:   Négocier avec les transporteurs pour qu'ils s'accordent à aiguiller tout le trafic scolaire sur un point d'échange commun, et neutre. Doter ce point d'échange de l'infrastructure requise pour assurer un aiguillage efficace et rapide.

Horizon 18 mois:   Mise en service du point de convergence.

Horizon 3 ans :   Prévoir une migration du point de convergence à une base de technologie MTA.