systèmes numériques à haut débit du réseau...

Systèmes numériques à haut débit du réseau d’accès

par Daniel BATTUIngénieur en Chef honoraire des TélécommunicationsConsultant

1. Réseaux d’accès et services distribués ............................................. TE 7 105 - 2

2. Solutions à base de câble...................................................................... — 32.1 Principe......................................................................................................... — 32.2 Cahier des charges à respecter .................................................................. — 3

Toute reproduction sans autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie est strictement interdite.© Techniques de l’Ingénieur, traité Télécoms TE 7 105 − 1

es réseaux d’accès constituent les liens de communication entre le réseaupersonnel de l’abonné PAN ou les réseaux local et de stockage de l’entre-

prise LAN et SAN d’une part et le réseau à grande distance WAN, d’autre part.Pour assurer cette mission de connexion (communication), il existe différentes

techniques numériques qui sont celles des réseaux câblés, des liaisons en fibresoptiques ou des liaisons radioélectriques. Pour la distribution des flux numé-riques à l’intérieur des locaux, différents montages en technique filaire ou radiosont proposés.

Toutes ces solutions, qui sont en cours de développement ou de réalisationrécente, devraient permettre aux entreprises et aux résidentiels de bénéficierd’une gamme importante de systèmes et de services numériques qui présententchacun des caractéristiques et des performances originales.

2.3 Techniques xDSL en présence.................................................................... — 32.4 Distribution HFC........................................................................................... — 62.5 Techniques à courants porteurs ................................................................. — 8

3. Distribution par fibre optique .............................................................. — 93.1 Arbre optique passif (PON)......................................................................... — 93.2 Super PON.................................................................................................... — 93.3 PON Ethernet ............................................................................................... — 93.4 Évolution possible ....................................................................................... — 9

4. Solutions radioélectriques .................................................................... — 10

5. Distribution terminale chez l’abonné................................................. — 115.1 Stratégies ..................................................................................................... — 115.2 Principaux montages proposés.................................................................. — 115.3 Offres d’application ..................................................................................... — 13

6. Émergent visible en 2002 ...................................................................... — 146.1 Choix de systèmes de réseaux d’accès ..................................................... — 146.2 Voix et services de données ....................................................................... — 146.3 Installation d’abonnés................................................................................. — 156.4 Rôle du centre d’accès ................................................................................ — 15

7. Conclusion ................................................................................................. — 15

Sigles .................................................................................................................... — 16

Références bibliographiques ......................................................................... — 17

L

SYSTÈMES NUMÉRIQUES À HAUT DÉBIT DU RÉSEAU D’ACCÈS __________________________________________________________________________________

1. Réseaux d’accèset services distribués

Les marchés des technologies de l’information dans les secteursrésidentiels et des entreprises se rejoignent aujourd’hui, malgré laspécificité de ces secteurs. Ils utilisent souvent les mêmescomposants électroniques et mettent en jeu des protocoles decommunication numérique voisins ou identiques. Entre le réseaupersonnel de l’abonné résidentiel (PAN, Personal Area Network ), leréseau de stockage ou le réseau local de l’entreprise (SAN, Sto-rage Area Network ou LAN, Local Area Network ) d’une part et leréseau à grande distance (WAN, Wide Area Network ), des liens decommunication numérique peuvent être établis sur une gamme desupports variés, sur des distances relativement faibles. Ce que l’onappelle couramment « le dernier kilomètre » constitue le réseaud’accès (figure 1).

Les modems V.90 et V.92 permettent d’établir des liaisons à56 kbit/s sur des voies téléphoniques ordinaires de courte distancepour l’accès à Internet. Les modems V.92 donnent la possibilitéd’orienter les appels entrants vers un service de messagerielorsqu’une communication est déjà engagée. De plus, V.92 peutêtre associé à la compression V.44 très performante qui est égale-

— augmentation de la desserte en abonnés au km2 en vue d’amé-liorer la rentabilité économique des services ;

— développement de technologies adaptées à des populations àfaible revenu.

Figure 1 – Réseau d’accès et flux de trafic

Réseaud'accès

LAN

Équipementsde zonefrontière

PAN SAN

PBX

Centre d'accès

WAN

LL, VPN

CDNInternet

Voix

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ment mise en œuvre en relayage de trame (cf. : [E 7 620], réf [1]).Sur liaison louée de type 4 fils, les équipements conformes à V.300assurent des connexions à 64, 128 ou 144 kbit/s [6].

Au-delà de ces valeurs de débit, les laboratoires ajoutent sanscesse de nouvelles variantes à leurs produits, plus performantes etplus économiques que les précédentes. Les critères d’innovationportent principalement sur les points suivants :

— maintien ou suppression d’un canal analogique adjacent auxflux numériques ;

— interactivité par flux numérique utilisant le même support ouun support alternatif ;

— augmentation de la portée du débit nominal (selon lesréseaux, 60 à 80 % des abonnés sont situés à moins de 3 km ducentral) ;

— augmentation du débit attribué ou du débit copartagé grâceà une nouvelle modulation ou des composants plus performants ;

— mariage de technologies différentes ;

Certains de ces systèmes n’effectuent que de la diffusion d’infor-mations et n’offrent pas de voie de communication de retour.D’autres ont des débits inégaux dans chacun des sens de trans-mission et pour cette raison sont appelés « asymétriques ».D’autres enfin offrent des débits égaux dans les deux sens. Onappelle « sens montant » le flux d’information dirigé dans le sensabonné vers la tête de réseau et « sens descendant », celui quivient de la tête de réseau vers l’abonné. Le service vocal est assurésoit en conservant un canal analogique sur le système d’accès, soiten codant la parole en MIC selon G.711, soit en utilisant l’un desnombreux procédés de codage et de compression de la parole[E 3 082], réf [2], [E 7 100], réf [3].

Neuf grandes familles de techniques (figure 2) sont apparues àce jour pour assurer cette mission de distribution des servicesd’information dans le réseau d’accès. La normalisation de l’UIT-Tautorise la combinaison de ces différentes techniques. Les choixtechniques et économiques entre les différentes solutions propo-sées sont encore en cours d’étude.

Figure 2 – Solutions de distributiondes services multimédias

ONU

ONU

Centre d'accès Utilisateurs

PON FTTH

HFC

HFC

DSL et PBX

SOHO

Fixe

Mobile

LAN/SAN

SOHO

STB/TV

Fibre optique Fibre optique

Flux optique ou laser

Câble ou fibre optique

Liaisons MMDS/LMDS

Liaison GPRSou UMTS

Fibre optique Coaxial

Fibre optique Paire cuivre (xDSL)

Paire cuivre (xDSL)

Distribution électrique (DPL)

Vers satellite

Vers satellite

Liaisonsd'entreprise

RTCP

CDN

AccèsInternet

_________________________________________________________________________________ SYSTÈMES NUMÉRIQUES À HAUT DÉBIT DU RÉSEAU D’ACCÈS

On distingue aujourd’hui :— le raccordement par fibre optique [E 7 110], réf [8], [E 7 115],

réf [9] ;— la technique HFC qui fait intervenir une solution hybride

fibre/coaxial ;— les systèmes numériques ADSL, HDSL, VDSL, etc. qui s’inté-

ressent à des normes de lignes téléphoniques d’abonné en pairesmétalliques dont les performances techniques sont différentes ;

— les techniques à courant porteur ;— la distribution par satellite avec ou sans retour par radio ou

RTPC ;— les solutions de raccordement par radio (MMDS, LMDS

[TE 7 119], réf [10], etc.) ;— la distribution radio en GPRS ou UMTS [TE 7 368], réf [11],

qui sont en cours de réalisation ;— la distribution numérique hertzienne de Terre (Digital Terres-

trial Television ) [TE 6 146], réf [12] ;— l’optique en espace libre.

Les services de données à bas débit SMS et WAP du GSM vontse trouver bientôt concurrencés par les services offerts par le GPRSet l’UMTS. Quant au système numérique de téléphonie DECT, sonemploi, bien que compatible avec l’interface RNIS, demeure limitéaux périmètres professionnels pour des usages le plus souventvocaux derrière PBX.

vice (systèmes de télésurveillance, modems à fréquence supra-vocale, prolongements RNIS, liaisons radiophoniques à largebande, etc.) et de limiter en conséquence la densité de puissancespectrale de chacun d’eux.

Le système numérique d’abonné doit être adapté à laconstitution des liaisons mises en œuvre dans le réseau d’accès.Pour des raisons historiques, le réseau d’accès bénéficie en Franced’une réalisation très homogène. Il ne comporte pas de câbleschargés et chaque liaison d’abonné est ordinairement constituéeen deux fils. On n’y trouve plus de successions de sections en deuxfils suivies de partie en quatre fils.

La qualité de l’ingénierie des lignes est primordiale, particuliè-rement pour les fréquences élevées. Il faut en effet éviter lesréflexions dues aux changements trop nombreux de constitution lelong du parcours, les épissures de mauvaise qualité, la désa-daptation d’impédance entre extrémités de ligne et la liaison, etc.Fort heureusement, le réseau français a bénéficié, dès son exten-sion massive des années 1970, de règles rigoureuses d’ingéniérie.

La qualité de l’environnement, le couplage entre lignes, le bruitimpulsionnel, les perturbations radioélectriques éventuelles, jouentégalement un rôle qui peut se révéler néfaste dans la mise enœuvre de ces liaisons.

Sous ces conditions préalables, la bande de transmission d’unepaire téléphonique peut atteindre plusieurs mégahertz, la valeur


Le présent document décrit les solutions qui sont actuellementen cours de réalisation ou de développement.

2. Solutions à base de câble

2.1 Principe

La distribution à base de câbles peut mettre en jeu des artèresen fibre optique, des câbles rayonnants, des systèmes à courantsporteurs sur câbles métalliques (existants ou à poser), ou unecombinaison de ces moyens.

Les câbles rayonnants permettent de diffuser des informationsde type radio FM sur une distance limitée à l’intérieur de sites fer-més (tunnels). Ils ne sont pas adaptés à la diffusion de signauxlarge bande en espace libre.

Différents types de courants porteurs peuvent servir de moyende diffusion de signaux large bande.

Les paires métalliques posées pour la téléphonie offrent unegamme de possibilités qui fait aujourd’hui l’objet d’une grandeactivité de recherche.

2.2 Cahier des charges à respecter

La capacité en débit de la ligne dépend de plusieurs facteurs quipeuvent varier dans le temps et affecter différemment les liaisonsd’une même zone.

Sur des paires métalliques, les fréquences élevées sont plusaffaiblies que les fréquences les plus basses. Pour cette raison, ledébit maximal des systèmes utilisés dans le réseau d’accès dépendde la longueur de la liaison. Si la mise en œuvre d’amplificateursintermédiaires est toujours possible pour augmenter la portée dessystèmes, elle est cependant évitée par les exploitants, car ellealourdit les coûts de construction, la gestion et les tâches de télé-maintenance.

La puissance des signaux transmis sur une paire métalliquerayonne sur les autres paires du câble et affecte, par diaphonie, lesautres signaux. Il est donc nécessaire de tenir compte de la pré-sence d’autres systèmes de transmission à haute fréquence en ser-

précise dépendant de la longueur considérée, du bruit recueilli etde la qualité de la ligne. Le débit réel possible sur ces liaisonsmétalliques est attaché aux règles classiques définies par le théo-rème de Shannon et le type de codage utilisé [E 7 620], réf [1],[E 3 082], réf [2].

La modulation par déplacement de fréquence est une techniquequi autorise la transmission simultanée de signaux différents dansdes plages de fréquences qui leur sont exclusivement attribuées. Ilest donc nécessaire de placer les signaux dans des plages précisesà l’émission et de les extraire sans déformation à la réception.L’optimisation économique du support est donc réalisée au prixd’un effort de filtrages et de modulation successifs.

La technique de suppression ou d’annulation d’écho permet, surla liaison deux fils, d’étouffer les signaux en retour qui pourraientperturber les signaux incidents. Elle autorise, pour un coûtmodique, la transmission duplex simultanée dans la même gammede fréquences (ADSL, HDSL).

Les débits autorisés par ces systèmes sont censés répondred’une part à la plupart, sinon à la totalité des besoins des servicesdistribués (analogiques et numériques, voix et données) et d’autrepart aux exigences de l’agglomération des canaux entrants et sor-tants du réseau de transport associé à la distribution. Cependant,des raisons économiques liées à la mondialisation des échangesconduisent à rechercher des solutions industrielles qui convien-nent à la plupart des réseaux. La qualité de service des liaisonsnumériques offertes dans le réseau d’accès peut être garantie surle plan contractuel avec un taux de 99,96 à 99,99 % de disponibilité,et des temps de latence inférieurs à 10 ou 15 ms.

2.3 Techniques xDSL en présence

2.3.1 Normalisation en xDSL

L’ADSL a été définie grâce à la collaboration de quatre entités denormalisation, chacune d’entre elles se préoccupant d’un aspectparticulier.

L’ETSI et l’ANSI ont étudié l’association de la couche physiquedu RNIS avec celles des xDSL respectivement au sein du GroupeTM6 et du TIE1. L’ETSI a repris la norme ETR328 en liaison aveccelle de l’accès de base du RNIS. L’ANSI a étudié la nouvelleversion de la norme TI.413 relative à l’ADSL qui traite du transporten ATM et de l’adaptabilité du débit.


L’ADSL Forum traite de la couche physique et des couches supé-rieures dans cinq groupes de travail réunissant des constructeurs(protocole ATM, protocole IP, installation terminale d’abonné,gestion de réseau, aspects économiques, etc.). L’ADSL Forum aouvert l’étude de quatre normes (TR-001 à 004) relatives à l’adap-tation de l’ADSL au protocole PPP (Point-to-Point Protocol ) pour leréseau privatif d’abonné et pour l’accès au réseau téléphonique.

La Commission d’études 15 de l’UIT-T a repris les normes éta-blies par l’ETSI et l’ANSI et traite de l’ADSL sous les aspectssuivants :

G.991.1 : norme d’émetteurs-récepteurs de ligne d’abonné àgrand débit.

G.992.1 (G.DMT) : norme ADSL au débit de l’ordre de 6 à 8 Mbit/ssur 4 km pour applications Internet, basée sur les définitionsfournies par l’ANSI TI.413 version 2.

G.992.2 (G.Lite) : norme relative à l’ADSL harmonisée, codée enDMT (de 64 kbit/s à 1,5 Mbit/s dans le sens descendant et entre 32et 512 kbit/s dans le sens montant pour une distance de 6 km maxi-mum), qui présente l’avantage de ne pas nécessiter de filtrage etde permettre également la téléphonie.

G.994.1 : procédures de prise de contact des émetteurs-récep-teurs de ligne d’abonné (négociation de la connexion, de la signa-lisation et mode d’exploitation, y compris l’identification).

G.995.1 : aperçu général des recommandations relatives auxlignes d’abonné numérique (norme de maintenance et d’exploi-

Figure 3 – Utilisation de la bande de fréquences en distribution ADSL (DMT)

0 180 kHz4,3125 kHz

1,1 MHz

3 dB

Spectre utilisé pour lesdonnées descendantes

(du central vers l'abonné)

Tonalité inutilisée enraison de mauvaisesconditions de la ligne

Spectre utilisé pour lesdonnées montantes

(abonné vers central)

Spectre vocal(RTPC ou RNIS)

Sp

ectr

e d

e p

uis

san

ce

Fréquence

Spectre vocal(RTPC ou RNIS)

11

10


tation).G.996.1 : procédures de tests pour les émetteurs-récepteurs de

ligne d’abonné numérique.G.997.1 : gestion de la couche physique pour les émetteurs-récep-

teurs de ligne d’abonné numérique.

Des composants nouveaux permettent de répondre aux particu-larités attachées aux normes des interfaces ou des protocoles déjàconnus grâce à l’intégration et à des fonctions programmables.

Les différents acteurs commerciaux concernés (exploitants, dis-tributeurs de programmes télévisuels, annonceurs, etc.) recher-chent les synergies susceptibles d’améliorer la rentabilité de leursinvestissements. Il se trouve que certaines techniques xDSLsemblent plus compatibles que d’autres avec le RNIS, le relayagede trame, l’interconnexion de PABX ou l’ATM. Ainsi, l’accès auxserveurs Internet et au commerce électronique pourrait être jumeléà la distribution télévisuelle et aux services téléphoniques vocaux.Les fournisseurs traditionnels des exploitants de réseau ont déjàintroduit une partie de cette variété d’équipements dans leur cata-logue, soit pour les besoins de la distribution télévisuelle, soit pourla constitution de liaisons entre les réseaux locaux ou pour des dis-tributions déportées d’interfaces RNIS.

2.3.2 ADSL

Parmi les techniques xDSL, l’ADSL (Asymetric bitrate DigitalSubscriber Line ) présente l’intérêt de transmettre sur une paire decuivre téléphonique, outre la bande téléphonique vocale de 4 kHz,deux canaux de données. Le premier canal est unidirectionnel etpeut atteindre 8 Mbit/s si la distance ne dépasse pas 2 km, ce quiconvient aux données et aux signaux télévisuels compressés detype MPEG-2 [E 5 340], ref [4]. Le second canal (640 à 800 kbit/s) estexploitable en mode duplex et permet l’interactivité nécessaire àl’accès aux services en ligne. La configuration du réseau télépho-nique permet à l’ADSL une pénétration du parc d’abonnés quidépend de la distribution géographique de ceux-ci. Les techniquesDMT (figure 3) et CAP conviennent à l’ADSL.

2.3.3 Types de codage utilisés

Trois types de codage peuvent être envisagés.

■ Le code à multitonalité discrète (DMT, Discrete MultiTone ), nor-malisé par l’ANSI (TI.413, version 2) et l’ETSI, ou MCM (Multi-CarrierModulation ), conduit à un système robuste, mais coûteux. Le

modem répartit la bande de transmission disponible entre 30 kHz et1,1 MHz en 256 sous-bandes de 4,312 5 kHz dédiées à des porteursindépendants qui optimisent le débit à transmettre en fonction desperformances du canal alloué. Les porteuses inférieures ne sont pasmises en œuvre de façon à permettre l’utilisation de la transmissionanalogique de la téléphonie dans la bande de base. Lors de l’initiali-sation du modem ADSL, n’importe quelle porteuse peut êtreactivée, en fonction de l’état de la ligne. Le nombre de bits codés parmodulation d’amplitude en quadrature (QAM) par porteuse dépendde la qualité de la ligne dans la bande de fréquences considérée, lagranularité de débit étant assurée par palier de 32 kbit/s, de 6 à8 Mbit/s. Grâce à leurs ASIC (circuits intégrés spécifiques), lesmodems DMT adaptent dynamiquement le débit demandé par lesservices à la capacité des liaisons auxquelles ils sont raccordés.

■ La technologie CAP (Carrierless Amplitude and Phase Modu-lation ) élaborée par AT&T et Bell Labs, qui est une extension déri-vée de la technologie MAQ (modulation d’amplitude en quadra-ture), permet de mettre en œuvre la technique DSL (Digital Sub-scriber Line ). Cette technologie CAP est très performante en portée,en immunité au bruit et en diaphonie. Elle permet d’offrir toutes lesvariantes de service asymétrique (2 Mbit/s dans un sens et 16 kbit/sdans l’autre ou 6 Mbit/s dans un sens et 64 kbit/s dans l’autre sens).

■ Le codage 2B1Q (deux éléments binaires dans un signal quadri-valent) qui fait correspondre deux bits par baud dans une modula-tion d’impulsion en amplitude à quatre niveaux (figure 4). Il offreune faible largeur de spectre, mais nécessite l’emploi d’égaliseurautoadaptatif. Des suppresseurs d’écho permettent d’éviter les nui-sances créées par la diaphonie et les réflexions. Ce procédé est detype numérique, car il traite d’impulsions du même domaine quecelles des émetteurs-récepteurs bande de base, alors que lestechniques CAP et DMT sont de type analogique, comme lesmodems. Le codage 2B1Q est utilisé dans des réalisations HDSL.

Figure 4 – Principe du codage 2B1Q

00

01

La série binaire du code 2B1Q se lit ici : 001110010011


2.3.4 Autres offres xDSL

Partant des débits les plus faibles pour atteindre les plus élevés,la gamme xDSL comprend les services :

— ADSL (Asymetric bit rate Digital Subscriber Line) ;— IDSL (ISDN-like DSL) ;— HDSL (High bit rate DSL) ;— RADSL (Rate Adaptative DSL) ;— UDSL (Universal DSL) ;— SDSL (Single Digital rate Subscriber Line ) ;— SHDSL (Symmetric High bit rate DSL) ;— VDSL (Very high speed DSL).

La technique CAP et le codage 2B1Q sont décrits dans la normeETR 152, édition 3 relative à l’HDSL qui assure sur une, deux outrois paires de cuivre un système duplex à 2 Mbit/s. La techniquenouvelle relative à HDSL, appelée HDSL-2, concerne une transmis-sion de 2 Mbit/s en débit symétrique sur une seule paire deconducteur sur 4 km, en CAP ou avec codage 2B1Q.

La technique SDSL constituait une réplique à bon marché duHDSL entre 364 (ou 768 kbit/s) et 2 Mbit/s en mode duplex sur unesimple paire téléphonique pour des applications vocales ou dedonnées. La transmission était effectuée avec annulation d’écho en2B1Q. Le concept de SDSL a évolué vers celui du SHDSL.

Le système SHDSL présente des débits symétriques duplex pro-

trois programmes TV en MPEG-2 et l’accès à Internet. Le choix demodulation (CAP ou DMT) serait laissé à l’initiative de l’exploitant.

La technique RADSL permet d’atteindre un débit compris entre2 et 7 Mbit/s dans le sens descendant. Des débits de l’ordre de 2 à4,5 Mbit/s sur des lignes d’abonnés de longueur inférieure ou égaleà 4 km sont rencontrés fréquemment. La technique RADSL, enraison de l’adaptation automatique de débit aux caractéristiques dela liaison, convient pour les liaisons à mettre en œuvre rapidement.

L’UDSL (U pour Universal ) est une réalisation d’ADSL à débit

Tableau 1 – Portée du système VDSL

Portée(m)

Débits symétriques (Mbit/s)

Débits asymétriques (Mbit/s)

300 25 6,4 à 52

1 000 13 3,2 à 26

1 500 6,5 1,6 à 13

3 000 2,3 non admis


grammables de 192 kbit/s à 2,312 Mbit/s, selon la distance (jusqu’à6 km) par pas de 8 kbit/s (G.991.2). La compatibilité spectrale duSHDSL s’accorde avec celle de l’ADSL.

La technique VDSL (Very high Digital rate Subscriber Line ) estun système de transmission pour architecture de distribution avecterminaison de cuivre active. VDSL est associable à la techniquePON (cf. § 3.1). Il permet des débits symétriques ou asymétriquescompatibles avec l’ATM, IP et Ethernet. Sur paires torsadées, ledébit maximal de 52 Mbit/s en VDSL peut être atteint sur descourtes distances, amplifié tous les 300 m. Le VDSL Forum, l’ETSIet l’UIT-T travaillent à la mise au point d’une synthèse (tableau 1)sur les différentes options proposées par les industriels. Trois plansde fréquence sont proposés. Un groupe mixte, composé d’exploi-tants et d’industriels (le groupe FS-VSL, issu de FSAN), souhaitemodifier les plans de fréquence proposés par la recommandationG.993.1 et étendre la portée du système d’accès à 800 m. Lesdébits seraient de 27 et 3 Mbit/s pour permettre en simultanéité

adaptatif compris entre 56 kbit/s et 1,5 Mbit/s. Ces deux variantesne sont pas encore normalisées.

La technique IDSL présente l’intérêt d’offrir le débit du RNIS enaccès de base (128 kbit/s) dans les deux sens de transmission, sur6 km maximum, sans avoir à réaménager le réseau d’accès et lecommutateur local.

Certains des systèmes xDSL proposés permettent la téléphonievocale en bande basse de transmission. Pour d’autres, leur portéepeut être augmentée grâce à la mise en place de répéteurs inter-médiaires.

Le tableau 2 illustre, pour chacune des propositions techniques,la possibilité de conserver, avec ou sans filtrage, l’accès au réseautéléphonique commuté. Il rappelle les débits obtenus et lesservices ou applications possibles sur une ligne d’abonné télépho-nique, depuis les modems classiques de la série V jusqu’aux toutesdernières propositions des techniques xDSL.

Tableau 2 – Variétés de procédés numériques en distribution

Technique utilisée Débits Nombre de paires et portée Applications services

V. 21 V. 22 Modems à fréquences 1 paire Services de donnéesV. 32 V. 34 vocales 300 bit/s à 33,6 kbit/s RTPC débits duplex

V. 90 / V. 92 Modems asymétriques 56/33,6 réseau d’accès Accès aux ISP

ADSL Asymétrique : 1,5 à 9 Mbit/set de 16 à 640 kbit/s

1 paire2,5 à 5,5 km

Accès résidentielInternet, VoD, vocal

HDSL Symétrique : 2 Mbit/s 1, 2 ou 3 paires jusqu’à 2,4 kmRépéteurs possibles

Accès professionnel PDH (E1), PABX, LS IRLE

IDSL xDSL pour RNIS 1 paire, 4 km SOHO, Agences, RNIS

SDSL Symétrique :de 144 kbit/s à 2 Mbit/s

1 paire2 à 4 km

IRLE, SOHO, serveurs Internet, vidéoconférence

VDSL Asymétrique : 13 à 52 Mbit/set de 1,5 à 2,3 Mbit/s

1 paire0,3 à 1,5 km Idem ADSL + HDTV vocal

RADSLAdaptation du débit à la ligne

asymétriquesymétrique

1 paire5,2 à 3,4 km5,5 à 4,3 km

vocal et débitsde 1,7/0,4 ou 7,0/1,0 Mbit/s

384 kbit/s à 1,0 Mbit/s


2.3.5 Agglomération des canaux ADSLdans le réseau

La nature sporadique du flux de données montant doit être priseen compte dans la conception des multiplexeurs placés à la tête deréseau. Il convient de ne pas perdre les informations des usagersdestinées aux serveurs ISP sans pour celà mettre en place destampons mémoires trop importants. De plus, le flux descendantne doit pas être trop ralenti pour ne pas gêner l’ergonomie desservices. Dans les deux sens, le débit des artères aboutissant à latête de réseau doit être optimisé.

L’équipement DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multi-plexer ) (figure 5) est un multiplexeur statistique qui offre dans lesdeux sens une solution de distribution des services multimédiasliée soit à l’ATM, soit au protocole IP, soit au relayage de trame FR,soit à SDH, etc. Il gère toutes les liaisons de type DSL.

Ses fonctions sont activées par un algorithme autoadaptatif. LeDSLAM permet d’éviter le recours aux commutateurs et routeursdans la desserte d’abonnés. L’ensemble du montage sépareconvenablement le flux voix/données (figure 6) en vue des néces-sités d’acheminement spécialisé au sein du réseau de transport.

Ce type de montage permet de ne pas remettre en cause l’orga-nisation du central téléphonique du point de vue de sa capacité enécoulement du trafic vocal. L’équipement DSLAM effectue la

Figure 5 – Équipement DSLAM

IPou

relayagede

trame

DSLAM

SNMP

HDSLModemADSL

ModemADSL

ModemADSL

ModemADSL

ADSL

SHDSL

etc.

SDH

IP

ATM

FR

etc.

RéseauRTPCRNIS

ATM

DSLAMADSL

ADSL TVou


concentration de circuits virtuels permanents avec gestion sousSNMP.

La sécurité et l’authentification peuvent être insérées au niveau 3de la connexion (figure 7). Ce montage offre l’avantage d’aggrégerdes canaux pour la vidéo et les services sous Internet Protocol (IP)et Protocol Control Information (PCI) en réduisant le nombre decircuits virtuels permanents au minimum acceptable. La combi-naison des systèmes xDSL avec les réseaux IP, relayage de trame,ATM, VLAN à n fois 64 kbit/s est ainsi possible.

La figure 8 représente une réalisation possible de mise en œuvredes protocoles de communication entre le réseau de transport enATM et les applications de l’usager.

2.4 Distribution HFC

2.4.1 Structure de réseau

L’architecture de réseau HFC (Hybrid Fibre Coaxial ) est un sys-tème de distribution de services utilisant des fibres optiques dansla première partie du parcours proche des artères interurbaines etdes câbles coaxiaux dans la seconde partie desservant l’usager(figures 9 et 10) [TE 7 119], réf [10]. Ce système permet la diffu-sion, jusqu’au domicile de l’abonné, de signaux télévisuels analo-giques et numériques. I l peut aussi autoriser le servicetéléphonique, l’échange de données interactives nécessaires auxservices de médiamétrie, à l’accès à Internet, au télétravail, etc. Labande de fréquence disponible pour chaque utilisateur dépend dunombre d’abonnés utilisant simultanément le même canal, du typede trafic et du protocole utilisé pour l’accès multiple.

La tête de réseau (figure 10), qui est le point de collecte des pro-grammes à diffuser en provenance de réseaux de type analogiqueet de type numérique (CMTS, Cable Modem Terminaison System ),procède au multiplexage des canaux de données à transmettre surfibre optique à 1 550 nm vers des groupes de 500 à 2 000 abonnéset recueille leurs informations sur une autre fibre optique. Le multi-plexage en longueur d’onde peut également être mis en œuvre surcette partie du parcours. La tête de réseau reçoit les différents pro-grammes, captés par voie satellitaire, terrestre ou locale et lesdiffuse sur le support optique.

Le centre de distribution est le point de conversion optique/élec-trique. Il se trouve au carrefour des câbles coaxiaux desservant lazone d’abonnés. Il est relié au point de collecte par des liaisons en

Figure 6 – Relation voix et données simultanées en ADSL

Figure 7 – ATM dans le réseau d’accès

Figure 8 – Protocoles envisageables

Ligne d'abonné Téléphone

PC

Centraltéléphonique

Réseau ATM

CommutateurATM

Serveurslocaux

Diffusion MMDS

RTPCCommutateurtéléphonique

local

Serveurde diffusionnumérique

ServeurInternet pour

la vidéo

Fibre

Ordinateur

TélévisionTéléphone

DSLInterfaceInterfaceusager

ONU

Interfaceusager

SDH SDH EthernetADSL ou HFC

HTTP Exploitant

Serveur Utilisateur

Tête de réseau TNR

TCP

IP Adaptation

ATM ATM ATM ATM MAC

HTTP

TCP

IP

ATM


sur les réseaux câblés offrant des services interactifs sont d’envi-ron 30 Mbit/s pour le sens descendant par canal de 8 MHz et de10 Mbit/s dans le sens montant. Ces débits tiennent compte de laprésence des brouilleurs utilisés sur le réseau d’accès et des per-formances des multiplexages numériques utilisés. Les débits desutilisateurs sont asymétriques (500 kbit/s à 128 kbit/s actuellementet 2 Mbit/s à 0,5 Mbit/s prochainement).

Figure 9 – Vue d’ensemble d’un réseau de services multimédias distribués par câble

Réseau métropolitainen fibre optique

Fibre optique

Fibreoptique

Coaxial

Réseauxlocaux

EthernetAbonné

isolé

Coaxial

2 ou 8Mbit/s

RTPC

Bases dedonnées

(ISP)

Tête de réseauADSL/HDSL ou HFC

Modem V.3428,8 kbit/s

Réseau métropolitainen fibre optique

Ordinateur

Tête de réseau Centre Terminaison

Figure 11 – Plan de fréquences de distribution en HCF

TV numériques etservices numériques

nouveauxRadioFM

TVanalogique

Voiesde

retour

Den

sité

sp

ectr

ale

Fréquence (MHz)5 47 88 108 118 450 862


fibres optiques, une pour le sens descendant, une pour le sensmontant.

La terminaison de réseau passive (TRP) est située au domicile del’abonné. Elle marque la frontière entre le réseau et le terminal del’abonné.

2.4.2 Interactivité sur le réseau d’accès

La bande de fréquences allouée pour les modems câbles enFrance s’étend de 47 à 862 MHz (figure 11). Les services suivantspeuvent être offerts :

— télévision analogique (40 canaux de 8 MHz) en Sécam/L et enD2-MAC ;

— télévision numérique (20 canaux en DVB-MHP) ;— programmes de radiodiffusion sonore à modulation de fré-

quence en bande II.

Les canaux de radio à modulation de fréquence utilisent labande de fréquence 88 à 108 MHz. Les fréquences centrales descanaux numériques ont été choisies à 4,875 MHz au-dessous de lafréquence image du canal analogique supérieur. Le réseau HCFayant une structure arborescente, la bande de fréquences allouéesur les câbles coaxiaux pour la voie descendante est commune àla totalité du secteur géographique desservie par le centre de dis-tribution.

Les services attachés à la voie descendante (informations decontrôle, la signalisation, etc.), dans la définition actuelle duspectre, sont limités à la bande passante située dans l’intervalle70 à 88 MHz. La bande de fréquences 108 à 118 MHz est réservéeaux systèmes d’exploitation de réseau pour la supervision.

Les industriels ont réalisé des équipements qui gèrent la bandepassante en fonction des services distribués et de la pénétration deceux-ci sur le plan géographique. Les débits maximaux rencontrés

2.4.3 Brouillages et réflexions

La structure du réseau d’accès de type HFC peut être comparéeà une diffusion arborescente pour la voie descendante et à unentonnoir pour la voie montante. Les bruits d’origine géographi-que diverse s’ajoutent donc dans le sens montant et une installa-tion d’abonné particulièrement bruyante peut perturber tous lessignaux montants des autres abonnés du même secteur. Deuxcatégories de brouillage peuvent être rencontrées :

1) des brouillages à bande étroite (26 à 28 MHz) qui consistent endes raies discrètes d’une amplitude plus ou moins forte (CitizenBand à 26,9 à 27,4 MHz), créées par des téléphones sans fil entre26,3 et 26,5 MHz et des brouillages liés aux émetteurs à onde courteou aux activités des radioamateurs (21 à 22 MHz) ;

2) des brouillages à large bande, ou brouillages impulsifs, géné-rés par des décharges électriques (tubes à néon, équipementsélectro-ménagers) à proximité de l’installation d’abonné.

Pour s’affranchir du brouillage, les solutions proposées sont lessuivantes :

1) sur le réseau : un filtrage à proximité de l’installation d’abonnépermet d’éliminer le brouillage impulsif large bande. La recherchedes points d’entrée et un filtrage bande étroite adéquat permet d’éli-miner les autres perturbations ;

2) sur le système : des modulations spécifiques à modulation dephase différentielle (type DQPSK ou P/4DQPSK) ou à étalement despectre (type OFDM) permettent de protéger l’information des per-turbations résiduelles. Le niveau de puissance du signal estdéterminé par le rapport signal sur bruit minimal admissible et lesouci de réduire la charge de puissance en supprimant le porteur.Il est également possible d’introduire un code de protection contreles erreurs (codage convolutionnel en treillis). Une modification desfréquences d’un secteur perturbé permet aussi de choisir des res-sources plus favorables.

Toutes ces solutions ne sont possibles qu’au détriment du débitutile maximal, puisqu’il faut soit ajouter de la redondance au débitbinaire, soit empêcher l’accès aux plages de fréquence perturbées.

Des réflexions peuvent apparaître, notamment entre la termi-naison de réseau passive (TRP) et l’équipement de décompression,provoquées par une mauvaise adaptation d’impédance de cet équi-pement au câble. Des filtres de mauvaise qualité ou des épissurestrop nombreuses peuvent également provoquer des dégradationsde transmission.

Figure 10 – Vue d’ensemble d’un réseau HCF

Réseauxanalogiques

ounumériquesde transport

ou point de collecte(CMTS)

dedistribution

de réseaupassive(TRP)

Fibreoptique(<10 km)

Amplificateur


En Amérique du Nord, les débits des usagers peuvent être para-métrés côté réseau par des critères propres à la classe de servicesouscrite (CIR, débit garanti, CBR, débit de crête garanti, priorités,etc.). Un système de gestion SNMP peut être mis en place aucentre CMTS.

2.4.4 Accès à Internet

L’accès des terminaux aux bases de données ou à Internet induitun débit fortement dissymétrique. Le plan de fréquences dusystème d’accès HFC est organisé en ce sens. Une bonne qualitéde transmission est obtenue dans le sens descendant grâce àl’emploi de la modulation d’amplitude en quadrature à 64 points(QAM-64).

La tête de réseau est équipée d’interfaces de routage capablesd’acheminer les requêtes des usagers vers des canaux à hautsdébits, typiquement 100-BaseT, orientés vers des accès Internet etdes serveurs d’information. Côté réseau d’accès, la tête de réseaucollecte et distribue les flux d’information sur le réseau HFC.L’accès de la voie montante vers la tête de réseau peut êtreorganisée en accès multiple en répartition de temps (AMRT) ou enmultiplexage temporel simple. L’efficacité de cette organisation estfondamentale sur le plan de la réduction des temps de transit et delatence de l’information, considérées du point de vue de l’usager.

La norme DOCSIS, dans sa version 1.0 (figure 13), correspondaux recommandations J.83 et J.112 de l’UIT-T. La version 1.2 per-met une meilleure gestion et une plus grande qualité de service. La

Figure 13 – Schéma de principe de la distribution HFC

Fournisseurde services CMTS

RouteurCentreoptique

de 20 à 150 km

Fibreoptique

RTPCRNIS

FacturationServeur local Connexion

Ethernet versles clients

Internet

Coaxiauxbidirectionnels


Côté usager, un modem câble permet le raccordement ducoaxial du réseau d’accès à l’installation privée qui est le plus sou-vent une prise Ethernet 10BaseT.

D’autres services numériques ou des applications de donnéespeuvent être offerts sur le principe de cette structure d’accès (télé-phonie publique, interconnexions de réseaux locaux, vidéosur-veillance, gestion urbaine, voix sur protocole IP, etc.).

2.4.5 Modems câble

Les normes des modems câble ont été définies après concer-tation entre les groupes de travail suivants : DAVIC (Digital AudioVisual Council, groupe de normalisation américain), IEEE (Instituteof Electrical and Electronic Engineers, société savante internatio-nale de droit américain qui contribue à l’American National Stan-dards Institute et à l’ISO) et DVB (Digital Video Broadcasting,groupe de normalisation européen pour la diffusion numériquetélévisuelle par satellite). DAVIC et DVB s’appuient sur des architec-tures de réseau grande distance en IP, alors que la normeIEEE802.14 repose sur une couche ATM.

La norme DOCSIS (Data Over Cable Service InterfaceSpecification ) (figure 12) mise au point par les CableLabs, définitun système de distribution à partage de bande permettant un débitasymétrique pouvant atteindre 50 et 10 Mbit/s sur câble coaxial.Des systèmes autorisant des débits d’1 Gbit/s devraient être aussidisponibles.

version 2.0 a été annoncée et devrait fournir des débits plus élevés.La plupart des réseaux câblés actuellement en exploitation utilisentdes modems câble répondant à des normes propriétaires.

2.5 Techniques à courants porteurs

Les techniques à courants porteurs permettent de transporterdes flux numériques sur une plage de fréquences élevées en utili-sant des supports économiques, par exemple les lignes existantesde distribution d’énergie à basse tension (secteur électrique à 50ou 60 Hz). La distribution peut s’effectuer sur des distances relati-vement courtes en utilisant un principe d’arborescence de typepoint à multipoint.

La bande de fréquences disponible étant la même pour tous lesutilisateurs de l’arborescence, le débit pour chaque utilisateurdépend du nombre d’abonnés utilisant simultanément le mêmecanal.

Après l’Amérique du Nord et la Grande Bretagne, des exploitantseuropéens expérimentent actuellement des systèmes de donnéessur ligne de distribution d’énergie électrique entre 0,5 et 1 Mbit/spar grappe de 20 à 200 abonnés en accès multiple par répartitionde code (AMRC) en haute fréquence (DPL, Digital Power Line ).

Ces procédés avivent la concurrence entre exploitants spécia-lisés sur le marché du réseau d’accès, puisque le retour sur inves-tissement de ce système ne serait que de trois années. De plus,l’existence d’une infrastructure existante stimule les initiativespour la réalisation rapide de services téléphoniques. Bien que pro-metteurs, les débuts industriels de cette technique se heurtent auxdifficultés suivantes :

— la distribution électrique en Amérique du Nord, s’effectuant à110 V, concerne un petit nombre de foyers (50 à 100) ;

— la concurrence de l’ADSL et de la desserte de services numé-riques par satellite fixent les critères de comparaison ;

— les sociétés de distribution électrique ne sont pas toutes prêtesà assumer la gestion de réseaux de communication voix et donnéesqui ne présentent d’intérêt principal qu’en zone rurale ;

— le niveau de perturbations électromagnétiques n’est pas définide la même façon dans tous les réseaux du monde.

Pour ces raisons, et en dépit des premiers résultats positifsobtenus, les projets industriels furent stoppés en 1999. À la fin del’année 2001, des industriels allemands et suisses reprirent lesétudes en fonction des argumentaires suivants :Figure 12 – Protocole DOCSIS

Data Link Encryp

MAC

MPEG-2 Converg

PHY

IP

TCP

Mél

UDP

DHCP

DOCSIS


— dans les réseaux européens de distribution en 220 V, 50 Hz, letransformateur basse tension dessert jusqu’à 300 foyers ;

— dans tous les pays du monde, tous les foyers disposant del’électricité n’ont pas le téléphone (Asie, Afrique, etc.) ou bien beau-coup d’entre eux sont trop éloignés du central téléphonique pourpouvoir disposer de l’ADSL ;

— la réglementation sur le dégroupage devrait faciliter laconcurrence en ce qui concerne la gestion de réseau de communi-cation ;

— plusieurs techniques permettent la transmission de fluxnumérique en protocole IP, les signaux de parole, l’accès à Internetet la diffusion de programmes télévisuels interactifs (protocolesCSMA/CD, Centralized Token Passing, etc.) ;

— l’amélioration des performances des composants devrait auto-riser une distribution des débits comprise entre 1 à 2 Mbits/s, pro-gressant à 4 ou 5, ou 8 Mbit/s.

Une quinzaine de réseaux, comportant de 5 à 40 000 foyers, sonten cours d’exploitation dans une quinzaine de pays européens etasiatiques. Des expérimentations ont également eu lieu à Nantes età Strasbourg. Les débits utilisateurs disponibles sont un peu infé-rieurs à ceux de l’ADSL (250 et 500 kbit/s), mais les coûts de miseen œuvre sont beaucoup plus bas. La nécessité de créer un nouveladressage à l’intérieur de l’arborescence de chaque réseau de dis-

La distribution passive permet de réduire les coûts d’investis-sement. La synchronisation et la surveillance des réseaux optiquespassifs posent encore des problèmes de gestion et de localisation.Le passage à des débits supérieurs à 1 Gbit/s suppose des inves-

Figure 14 – Raccordement en fibre optique PON

Centred'accès

OLT

Fibreoptique

155 / 622 Mbit/s(1500 nm) Systèmes

VDSL

155 Mbit/s(1310 nm)

< 1,5 km

Cuivre

Diviseur

Distance inférieureà 20 km

ONU

ONU


tribution est pénalisante. Cependant, ce type de structure est éco-nomique et peut répondre à la nécessité de diffuser des servicesd’information et de loisirs dans un grand nombre de pays.

3. Distribution par fibre optique

3.1 Arbre optique passif (PON)

Plusieurs types de raccordement en fibre optique (FITL, Fiber inthe Loop ) sont disponibles aujourd’hui. L’augmentation de la capa-cité de la fibre, de sa portée, et l’emploi de la technique du multi-plexage en longueur d’onde (WDM, Wavelenght Division Multi-plexing ) ont conduit les exploitants à rechercher des composantset des montages susceptibles d’offrir les coûts les plus faibles pourune distribution de débit la plus élevée. Le marché visé est en pre-mier lieu celui des entreprises disposant de puissance de calculinformatique en rapport avec ces performances de communicationnumérique.

Les entreprises sont placées devant une gamme de solutions deraccordement en fibre optique qui associent leur réseau locald’entreprise Ethernet au réseau métropolitain ou au réseau àgrande distance. Par rapport aux autres procédés impliquant lerecours à des protocoles de type ATM ou IP, ces types de raccor-dement combinent la simplicité, la réduction du temps de transit etune plus grande fiabilité. Ils doivent permettre de disposer d’undébit élevé sur la terminaison optique d’abonné (ONU).

L’arbre optique passif (ou Passive Optical Network ) permet dedistribuer des débits importants. Une terminaison de ligne optique(OLT) est reliée en fibre optique à un équipement passif de répar-tition (POS, Passive Optical Splitter ) ou diviseur, qui distribue lessignaux télévisuels par l’intermédiaire de fibres optiques d’abon-nés (figure 14). Comme pour les autres systèmes de raccordementprécédents, la distribution et l’interactivité vers les fournisseursd’information doivent être assurées.

Il est possible de mettre en œuvre le multiplexage de longueurd’onde en distribution pour diffuser le 12 à 64 canaux en simulta-néité sur les terminaisons optiques de ligne (OLT) et d’effectuer aubesoin des commutations de canaux à distance au moyen d’unsignal numérique selon la recommandation G.983 de l’UIT-T.

tissements plus importants. Chaque ONU peut desservir 10 prolon-gements VDSL.

3.2 Super PON

Il est possible d’organiser des arbres optiques de plus grandecapacité, capables de raccorder sur 200 km, 2 048 ONU, avec unedizaine d’utilisateurs par ONU. L’arborescence physique vient encomplémentarité de la fonction d’agrégation de l’ATM. Les déve-loppements actuels s’orientent également vers des réalisationsindustrielles simples et économiques mettant en jeu 8 à 16 lon-gueurs d’onde, porteuses de flux de 10 à 100 Mbit/s, commutablesau moyen d’hologrammes créés par des cristaux polarisables sousune faible tension.

3.3 PON Ethernet

Le PON Ethernet (EPON) constitue une évolution de la techniqueAPON. Le flux de communication numérique de l’entreprise utiliseune longueur d’onde spécifique pour le transport à 10 ou100 Mbit/s, ou 1 Gbit/s, des données du réseau local Ethernet surla fibre optique du réseau d’accès. L’avantage de cette solutionconsiste dans la continuité du débit (qui ne subit aucun retard detraitement intermédiaire) et dans la souplesse d’évolutivité du lien,puisque la longueur d’onde porte le flux dans toute la gamme dedébit. La longueur maximale du lien actuellement obtenue enEPON à 10 Gbit/s est de 69 km sur fibre monomode à 1 550 nm.

L’Ethernet optique constitue historiquement la quatrième géné-ration de la technologie sans connexion de couche 2 enMAN/WAN, après X.25, le relayage de trame et l’ATM. Il peut êtreconfiguré en point à point (en émulation de circuit) ou en point àmultipoint (relayage de trame en étoile ou en diffusion LAN). Ilconvient aussi aux réseaux de stockage de données (SAN, StorageArea Network ).

3.4 Évolution possible

Le Japon a lancé un programme ambitieux de raccordementd’abonnés en fibre optique. Près de 20 % des abonnés y sont rac-cordés en fibre optique et bénéficient d’un service tout optique à


100 Mbit/s. Dans les autres pays, les coûts de raccordement ontconduit les exploitants à ne raccorder en fibre optique que lesabonnés à très fort trafic. Aux États-Unis, 11 % des réseaux locauxétaient raccordés en fibre optique à la fin de 2000 et selon KMICorporation, les techniques FTTH et FTTC devraient y atteindre res-pectivement 2,65 et 1,9 million de raccordement en 2006.

Le FTTHC (Fiber to the Home Council) regroupe une cinquan-taine d’industriels. Il s’est donné pour mission de fournir unevision économique précise aux utilisateurs de cette technologieafin d’améliorer l’économie des systèmes FTTH et de leur ouvrir unmarché de masse. L’un de ses objectifs est de concilier le déploie-ment des lasers et des composants spécifiques adaptés à la fibreoptique utilisés dans les différents types de réseaux d’accès.

4. Solutions radioélectriques

Les solutions radioélectriques soient moins coûteuses à mettreen œuvre et plus rapidement déployables. Mais elles présententl’inconvénient de faire appel à des ressources fréquentielles trèsutilisées et fortement perturbées par les échos, les évanouisse-

Outre la diffusion télévisuelle, les applications visées concernentles liaisons nécessaires aux entreprises ou les liaisons entre ser-veurs Internet et les points de desserte équipés d’équipements de« caching » des réseaux des exploitants en service ADSL.

■ GPRS et UMTS [TE 7 368], réf [11]

Le service de communication radiomobile GPRS (General Packet

Figure 15 – Plan de fréquences du LMDS avant modulation

DQPSKcanaux montants

à 2 MHz

QAMcanaux descendants

à 40 MHz

Den

sité

sp

ectr

ale

Fréquence (MHz)300 700 950 2050


ments dûs aux variations de la propagation, à l’humidité et à l’effetDoppler (pour les mobiles en mouvement). Comme pour l’ondeguidée sur la fibre optique ou sur les conducteurs métalliques, lapuissance de l’onde en espace libre s’affaiblit en fonction de la dis-tance et de la valeur de la fréquence d’émission.

Différents procédés de modulation, utilisés dans des gammes defréquence différentes, permettent néanmoins d’offrir des systèmesde communication efficaces.

■ Local Multipoint Distribution Service (LMDS) [TE 7 119], réf [10]

Un réseau LMDS est composé de cellules radioélectriquesduplex de 2 à 6 km de diamètre. Le LMDS permet le transfert dedébits numériques de 26 à 28 GHz en ligne directe (figure 15). Latransmission est effectuée à l’aide d’un code à correction d’erreurafin de s’affranchir des conditions météorologiques (pluie etbrouillard) défavorables. Le débit par abonné peut atteindre 2 à8 Mbit/s. Normalisé par l’ETSI, le LMDS est associable à l’ATM. Ilconvient au trafic vocal et aux échanges de données en IP et à ladiffusion télévisuelle en MPEG-2 sur ATM [5].

■ Multichannel Multimedia Distribution Service (MMDS)

Il s’agit ici d’une distribution de canaux télévisuels analogiquesà 2,5 GHz sur 40 km de distance en vision directe, dont l’interacti-vité peut être organisée à l’aide d’une voie de retour par le réseautéléphonique public commuté. Les débits descendants proposésvont de 384 à 512 kbit/s et les débits montants de 256 à 384 kbit/s.

■ Distribution directe par satellite

Trois formes de distribution directe de flux numériques par satel-lite peuvent être distinguées :

— la distribution à partir de plates-formes stratosphériques(HAPS) situées à une vingtaine de kilomètres d’altitude pour l’éta-blissement de liaisons à 155 Mbit/s entre deux points d’une zone decouverture d’un diamètre de 150 km (réalisations expérimentalesrécentes au Japon et au Brésil) ;

— l’utilisation de satellites géostationnaires dans la bande Ka (38à 45 GHz) pour des débits asymétriques duplex en AMRT dans desmontages de type VSAT (Eutelsat), ou pour des débits unidirection-nels dans la bande Ku pour la distribution de bouquets de pro-grammes télévisuels (Astra) ;

— l’emploi de constellations de satellites défilant en altitudemoyenne (MEO) pour la transmission de débits duplex de faiblevaleur (Skybridge).

Radio Service ) offre des communications numériques de typepaquet à des débits compris entre 40 à 144 kbit/s. La nouvellegénération de service radiomobile UMTS est prévue à 384 kbit/s enEurope à compter de 2004. Des débits supérieurs seront dispo-nibles ultérieurement.

Ces deux développements doivent assurer l’exploitation de ser-vices vocaux et de données en mode IP, ce qui ouvre des possibi-lités de services multimédias similaires aux services offerts par lesréseaux terrestres. Le groupe de normalisation DVB prépare desnormes d’adaptation entre l’UMTS à 300 kbit/s et la télévisionnumérique dite DVB-T mode 8K, qui met en œuvre 8 000 porteusesen OFDM et une modulation en QAM-64, pour une utilisation avecune vitesse de déplacement pouvant atteindre 150 km/h.

■ PMR

Les communications par voie radioélectrique sont représentéesen France par la PMR (Professional Mobile Radio ) et appartiennentau domaine prévu à l’Article L.33-2 relatif aux « réseaux indépen-dants ». Ce sont des réseaux numériques pour la plupart, qui ontune couverture régionale ou locale et qui offrent des services voixou données à basse vitesse aux entreprises. L’ART alloue des fré-quences sur des bases contractuelles. Les réseaux de type PAMR(Public Access Mobile Radio ) sont des réseaux PMR qui disposentd’accès au réseau téléphonique commuté. Les réseaux Tetra etTetrapol appartiennent à ces catégories de réseaux PMR.

■ Télévision numérique terrestre [TE 6 146], réf [12]

Six bouquets (de 24,1 Mbit/s chacun) comportant six pro-grammes télévisuels numériques multiplexés doivent être substi-tués à la distribution télévisuelle analogique à partir de 2003.Chacun des programmes (3,8 Mbit/s par service) contient les don-nées nécessaires au téléchargement, au sous titrage, au canalaudio, aux nouveaux services, etc. Une voie de retour hertzienne à1,2 kbit/s (DVB-RCT) pourrait être mise en œuvre pour une interac-tivité fonctionnelle.

■ Optique en espace libre

Des systèmes optiques en espace libre (FSOW, Free-SpaceOptical Wireless ), n’apportant pas de gêne visuelle, sont en coursde commercialisation. Le débit numérique de ces liaisons, dont laportée est inférieure à 10 km, est compris entre 10 Mbit/s et2,5 Gbit/s sur des longueurs d’onde de 850 nm et 1 550 nm.


5. Distribution terminalechez l’abonné

5.1 Stratégies

L’importance des investissements précédemment consentisconduit à valoriser le plus possible les réseaux d’accès en pairesmétalliques construits années après années en vue des raccor-dements d’abonnés.

La ligne d’abonné a été créée pour permettre la téléphonievocale et les nouvelles offres ne devraient pas supprimer cette rai-son d’être. Parmi diverses propositions techniques, l’interactivitédes flux numériques de données et la valeur du débit dans chacundes sens constituent les critères de sélection. Les exploitants sou-haitent trouver une solution simple qui donne satisfaction à tousles usagers, quelle que soit la distance qui les sépare du central. Ilparaît difficile d’obtenir un consensus sur la valeur commune desdébits à proposer à la clientèle et de réaliser un mode de distribu-tion homogène des débits à l’intérieur des locaux (système filaireou radio).

Figure 16 – Distribution avec filtrage chez l’usager

TRP TVTéléphone

PC desenfants

PC desparents

PCdomotique

Bus Ethernet de l'usager

Filtre

Set Top Box

Filtre

TRP

Universal Serial Bus

FiltreRouteur


5.2 Principaux montages proposés

Différents montages sont proposés, qui n’excluent pas d’autressolutions, telles que des LAN radioélectriques ou l’emploi d’unmultiplexeur DSLAM chez l’abonné pour les petites entreprisesSOHO. Les réseaux personnels (ou PAN, Personal Area Network )utilisent des architectures de réseau et des câblages spécifiques,des liaisons radioélectriques à faible puissance et à faible portée.

Plusieurs réalisations sont proposées qui font appel à deux typesde solutions :

— l’une qui fait appel à un filtrage passe bas, de façon à disposerde la bande basse des fréquences pour la téléphonie figure 16 ;

— l’autre qui a recours à un bus de type USB figure 17.

Le débit chez l’abonné pourrait atteindre 38 Mbit/s. Il peut êtredistribué sur un Ethernet à 10/100 Mbit/s. Des équipements asso-ciant la technique des modems-câbles ou des modems ADSL/HDSL, aux protocoles HDLC, SDLC, SNMP, PPP, etc. sont déjàdisponibles dans ce but sur le marché.

5.2.1 RNIS

Le câblage domestique du RNIS [TE 7 470], réf [13] se présenteen trois versions : bus court, bus étendu et installation dite « Duo ».Le service AO/DI (Always On Dynamic ISDN ) qui permet desconnexions permanentes par le canal D n’est pas disponible enFrance.

5.2.2 Emploi des câblages internesde distribution de courant

Plusieurs tentatives de systèmes à courants porteurs sont encours de développement, parmi lesquelles PLC (Power LineCommunications ) avec utilisation des prises électriques, HomePlug Power Line 1.0 sur protocole CSMA/CD à haute fréquence, ouen OFDM, etc. Le signal doit être crypté avant transmission pourconserver la confidentialité des messages sur le support.

Sur une liaison ne dépassant pas trois mètres, des débits pou-vant atteindre 12 Mbit/s peuvent être partagés entre une dizained’équipements sur interface USB. Des débits de l’ordre de400 Mbit/s peuvent être transmis à courte distance vers un plusgrand nombre d’accessoires reliés sur interface FireWire 1394.

5.2.3 Réseaux locaux par radio (WLAN)

Les réseaux locaux personnels par radio (ou WLAN, WirelessLAN) mettent en jeu des puissances et des distances moins élevéesque celles des LAN. Ils complètent les infrastructures filaires, lescâbles permettant les liaisons avec les cellules radioélectriques etélargissant les déplacements des terminaux au sein de l’entreprise.Ces réseaux locaux permettent d’effectuer des raccordements àmeilleur coût qu’en filaire pour les usines, les entrepôts, lesbureaux, les centres de commerce ou les aires de transport. Toute-fois, la sécurité des WLAN aboutés à des réseaux privés virtuels(VPN) paraît difficile à gérer.

À côté des normes DECT et Bluetooth, deux familles de normesen concurrence sont proposées, IEEE802.11 [TE 7 375], réf [14]pour l’Amérique du Nord et HiperLAN (High Performance LAN)pour l’Europe. Ces normes (tableau 3 et figure 18) sont conçuespour établir des connexions dans les bureaux et les résidences(électroménager ou électroniques domestiques) avec un nombrede points de connexion inférieur à 8 ou 16. Elles présentent toutesun bon niveau d’interfonctionnement avec les équipements dufoyer.

HiperLAN 1 est un réseau sans fil, compatible avec les applica-tions Ethernet et utilisable pour des extensions de réseau interne.La compétition est ouverte entre HiperLAN 2 et IEEE802.11a et g,qui sont très proches.

La norme Bluetooth (IEEE802.15.1) s’inscrit dans le cadre de LANradio développés en picocellules de 50 m de rayon permettant desdébits de 432 kbit/s (symétriques) ou 721 kbit/s (asymétriques)pour la version d’usage en interne (inférieure à 10 m). Cette pre-mière version de Bluetooth convient pour les applications vocalesou pour les périphériques informatiques, avec possibilité de para-métrer les profils d’emploi, en excluant les applications images.

Figure 17 – Distribution par bus USB

TV

Modem ettéléphone

PC desenfants

PC desparents

PCdomotique Set Top Box


5.2.4 Réseaux Ethernet conventionnels

Le LAN Ethernet est réalisé avec une topologie en bus ou en

Tableau 3 – Systèmes radiodomestiques (WLAN)

NomFréquence

(GHz) ModulationDébits(Mbit/s) Applications

IEEE802.11a 5,3 DMT/OFDM 6 à 54 35 à 60 mIEEE802.11b 2,4 D S S S 11 90 mIEEE802.11g 2,4 OFDM-CCK 54 15 m

HiperLAN 1 2,4 DMT/OFDM 24 40 m (intérieur)HiperLAN 2 5,3 6 à 54 25 à 150 mHiperLAN 3 25 5 kmHiperLAN 4 17 155 50 à 500 m

DECT 1,88 à 1,90 GFSK 1,15 Voix et données

Bluetooth 1.1 2,4FH

1 Voix et donnéesBluetooth 2.0 2,4 4, 10 ou 20 1 km

Portée


Les trois variantes de la norme IEEE802.15 définissent un cadrepour des équipements bon marché et de portée inférieure à 10 m :

— 802.15.1 Bluetooth à 1 Mbit/s à 2,4 GHz ;— 802.15.3 PAN à haut débit (de 20 à 55 Mbit/s) à 2,4 GHz ;— 802.15.4 PAN à bas débit (de 2 à 200 kbit/s) à 0,9 ou 2,4 GHz.

Deux normes relatives au PAN sont en cours de développement :Home RF et Home PNA.

Home RF a été développé pour établir des communications sansfil à 2,4 GHz entre ordinateur et appareils électrodomestiques à descoûts moins élevés que ceux du IEEE802.11. Home RF 1.0 présenteun débit de 1 Mbit/s et la version 2.0 aura un débit de 10 Mbit/s.Sur le même thème, le système « ZigBee » à 2,4 GHz est proposépar Philips et Honeywell.

Le Home PNA (Home Phone Networking Alliance ) [IN 8], réf [15],créé en 1998 par un groupe d’industriels, vise à établir un proto-cole de transmission domestique sur des paires téléphoniques nontorsadées avec prise RJ11 afin d’assurer des connexions entre lespériphériques informatiques et les systèmes informatiques de lamaison. La version Home PNA 1.0 utilise une bande de fréquencescomprises entre 5,5 et 9,5 MHz en CSMA/CD et délivre un débit de1 Mbit/s. La version 2.0 actuellement en étude met en œuvre laQAM sur deux bandes de fréquences distinctes pour fournir undébit de 10 Mbit/s avec un service vocal. L’interfonctionnement enmode duplex du Home PNA avec le RNIS et les systèmes xDSL està l’étude.

topologie en étoile sur paires torsadées de catégorie 5 (fils decuivre de 0,6 mm de diamètre), avec concentrateur ou commu-tateur. Ethernet est le LAN le plus ancien, le plus fiable, le plusrapide et le moins cher. Ethernet est un système de communicationpar paquets pour réseaux locaux qui utilise aussi du câble coaxial,de la paire torsadée ou de la fibre optique. Sur ondes radioélectri-ques, le débit de Ethernet sans fil, dans la bande des 2,4 GHz, estcompris entre 1 et 11 Mbit/s et ne dépasse pas une distance de100 m (tableau 3).

5.2.5 Interface ATM-25

Le mode de transmission asynchrone à 25 Mbit/s est utilisablepour des applications professionnelles ou domestiques (vidéoAAL5-VBR-rt, accès Internet AAL5 – UBR, parole AAL1 – CBR), enliaison avec xDSL. Un commutateur ATM local est au centre de ladistribution en étoile. Il assure le transfert des données de caté-gorie variable en mode connecté. Ce système d’interface, proposépar l’ATM Forum, semble particulièrement onéreux pour les traficsfaibles et moyens.

5.2.6 Passerelles PAN – Réseau d’accès

La transition entre réseau d’accès et réseau domestique doits’effectuer le plus simplement possible. Dans ce but, chaque sys-tème proposé par les industriels suppose utiliser l’emploi de lamême couche physique ou de passerelles logicielles communes.

Le groupe OSGi (Open Services Gateway initiatives ) a publié unensemble de spécifications permettant aux serveurs et aux passe-relles des réseaux de communications de fournir des services Javapar un simple téléchargement sur les réseaux domestiques de typeBluetooth, HAVi, Home PNA, Home RF, USB, LonWorks, etc. Lechamp d’activité de OSGi couvre aussi bien les interfaces de typeADSL, celui des modems câble que le secteur automobile et celuides jeux que la gestion des services distribués.

Le projet « e-Pasta » a été lancé par la communauté européenne(e-Protection of Appliances through Secured and Thrusted Access )afin de définir une méthodologie d’analyse pour évaluer le degréde sécurisation des produits et logiciels. Il comprend trois voletsqui se rapportent au fonctionnement local, au fonctionnement dis-tant et au chargement de services en mode distant.

Figure 18 – Portée et débits des systèmes radioélectriques

UMTSGPRSGSM

ZigBee

10 km

1 km

100 m

10 m

802.11a 802.11b

HiperLAN2

Bluetooth

HomeRF

10kbit/s kbit/s Mbit/s Mbit/s Mbit/s

10 100 Débit1100

Radiocellulaire

PANet

WLAN


5.2.7 Interfaces

Modem DSL – Selon la réalisation industrielle, un modem DSLpeut inclure (ou se connecter) à un bus Ethernet (MAC Ethernetpour LAN), à un bus USB 1,1 à 12 Mbit/s pour PC, ou à une cartePCI (Peripheral Component Interconnect ). Le modem DSL peutjouer soit le rôle de pont (adaptation de la voie de communicationà l’ordinateur), soit le rôle de routeur (traduction et commutationdes voies de données).

Interface USB externe – USB est une norme de bus universeltype série disponible sur les ordinateurs qui permet le transfert dedonnées jusqu’à 12 Mbit/s. Le modem USB est capable deconvertir les données ADSL en format USB. Un fonctionnementATM de bout en bout est également envisagé.

Carte modem PCI – La carte modem PCI (Peripheral ComponentInterconnect ) d’un ordinateur peut aussi jouer le rôle d’interface determinaison de réseau. Le bus PCI est une norme attachée auxconnexions des ordinateurs qui a remplacé le bus ISA (IndustryStandard Architecture ). Le bus PCI permet d’ajouter jusqu’à10 cartes d’extension à un ordinateur. Le système d’exploitation del’ordinateur doit être capable de gérer la carte modem.

Carte PCMCIA – Les ordinateurs portables sont équipés de cartes

5.3 Offres d’application

Parmi les offres d’application proposées sur les liaisons deréseau d’accès, le cas de l’accès à Internet et de la distribution dela télévision mérite d’être mentionné. En effet, l’existence ou lapossibilité d’une voie de retour permet de configurer des servicesinteractifs, et le cas échéant, des accès au réseau téléphonique.Sous cet aspect, une certaine convergence entre les applicationsmultimédias d’Internet et de la distribution de programmes télévi-suels apparaît, nuancée par les caractéristiques du support ou dusystème de réseau d’accès utilisés.

Deux formes d’interaction sont à considérer :— l’une où la réponse retourne à la source ;— l’autre qui est une pseudo-réaction, la réponse n’étant qu’une

réponse locale, qui est reçue dans la mémoire du terminal utilisé.

Deux modes de réponse peuvent être mis en œuvre :1) au moyen du téléphone, par appel à un service de réponse

vocale et tonalités Q. 23 ;2) au moyen du système de distribution d’images.

Les applications peuvent concerner :— l’évaluation de l’audience (clips vidéo, publicité) ;— les pages d’informations personnelles en télétexte ;— les jeux vidéo, le téléachat, la télévision à péage, le téléensei-


PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Asso-ciation) qui leur permettent d’être reliés au réseau par une inter-face existante (NIC, Network Interface Card, ou autre) du typeEthernet ou DSL.

Interface IEEE1394 – Elle permet le raccordement d’un grandnombre d’équipements par un bus et une suite de cascade decâblages qui régénèrent le débit sur une nouvelle interface.

5.2.8 Équipements pour PAN

Des équipements complémentaires sont parfois nécessaires auxréseaux personnels de façon à assurer la sécurité ou la gestion dedonnées.

Serveur Proxy – C’est un serveur ou un ordinateur ordinaire quise place entre le réseau local et le réseau d’accès afin d’assurer lesfonctions de sécurité. La plupart d’entre eux effectuent la traduc-tion d’adresses (NAT) et gèrent le protocole de configuration dyna-mique (DHCP, Dynamic Host Configuration Protocol ).

Sécurité (NAT, DHCP) – La sécurité des connexions doit être par-ticulièrement étudiée dans le cas de liaison permanente au réseau.La traduction d’adresses (NAT, Network Address Translation ) estassurée par un Proxy qui convertit l’adresse publique Internet enadresse privée interne au réseau PAN et réciproquement. Les dif-férentes classes d’adressage d’Internet (A, B, C) ou des adressagesspéciaux peuvent être utilisées. La visioconférence est ralentie parce procédé. L’emploi du protocole DHCP permet une attributiondynamique d’une adresse IP temporaire par un serveur à partird’une base enregistrée dans des mémoires.

Pare-feux [H 2 268], réf [16] – Un pare-feu est un équipement ouun logiciel qui effectue une certaine protection sur les intrusions enprovenance des réseaux externes. Ils restreignent les accès,contrôlent les échanges et peuvent causer des retards dans lestransactions. IPSec (IP Security ) fait partie de la livraison de IP ver-sion 6, mais ne sera en fonction qu’en 2005.

Gestion de réseau [IP 3 000], réf [17] – Les fournisseurs d’infor-mations doivent pouvoir être en mesure de gérer leur réseaux derelations. Ils utilisent souvent SNMP (Simple Network Manage-ment Protocol ) qui peut être transporté par Internet Protocol.SNMP est similaire à NetView d’IBM.

gnement, etc.

La pseudo-interactivité se dirige vers :— la radiodiffusion multimédia ;— la télévision multiprogramme (par satellite, par exemple) avec

choix de l’heure de diffusion (guide électronique des programmes) ;— le télépaiement ;— le commerce électronique sur Internet, etc.

Pour réussir un projet global, un large consensus entre lesexploitants de réseau responsables de la gestion informatiquelocale et les industries de loisirs est nécessaire dans un cadreréglementaire bien défini et stable. L’analyse de l’offre et des expé-rimentations multimédias en cours montre qu’il existe une richearborescence de choix de systèmes disponibles sur le marché,ainsi qu’en témoigne le graphique de la figure 19 dédié auxservices vidéo.

Figure 19 – Choix des services multimédias distribués

Téléachat, IVODTélé-enseignement

Consultation médicaleSOHO, Télé-domotique

Jeux vidéo, Accès Internet

VisiophoneVisioconférence

IRLE, SOHOLS, PABX

SERVICEScommutés

SERVICES VIDÉOdistribués

SERVICESVIDÉO

CATVTV + Téléphone

Pay Per ViewNVoD

asymétriques symétriques

SERVICESINTERNET

CATV : Community Antenna TelevisionLS : Liaison spécialisée


Les informations sont multiplexées sur la ligne d’abonné (parole,supervision, données vers le Central et données vers l’abonné).

La variété des choix actuellement proposés en réseau d’accès eten réseaux domestiques ne semble pas faciliter la mise en œuvrede solutions susceptibles d’ouvrir un marché de masse. La diver-sité des choix techniques en distribution télévisuelle DVB-MHP surles réseaux d’accès ne peut que conduire à des réalisations diffé-rentes d’interactivité.

6. Émergent visible en 2002

6.1 Choix de systèmes de réseaux d’accès

Les expériences se multiplient alors que de nouveaux compo-sants et de nouvelles techniques de modulation apparaissent. Lesdiverses normes proposées ne semblent pas prêtes d’être figées.Tous les développements auront un impact important sur les offresdes exploitants et autres systèmes en compétition (figures 20, 21et 22) [7].

Figure 20 – Comparaisons des portées et débits des systèmes

6 Mbit/s

40 Mbit/s

VDSL HFC

ADSL Distance du central (km)4 10 20

155 Mbit/s

2,5 Gbit/s

Débitdescendant

HFC

PONPON

FSOWFSOW


L’ADSL concerne potentiellement 700 millions de lignesd’abonné dans le monde (France, 18 millions). C’est aujourd’hui lesystème de réseau d’accès le plus avancé dans les réalisationsopérationnelles. Il concerne actuellement 25 millions d’utilisateursdans une cinquantaine de pays et implique une centaine d’exploi-tants. La Corée du Sud (3,3 millions), les États-Unis (3 millions) etl’Allemagne (2 millions) sont actuellement en tête du déploiementde l’ADSL. La France dispose de 0,5 million de lignes ADSL à la finde 2001. Actuellement, l’ADSL intéresse les petites et moyennesentreprises pour le raccordement de leur réseau local. Demain,l’ADSL à haut débit ouvrira le marché des résidentiels.

Bien que plus hétérogènes, les réseaux câblés sont plus déve-loppés aux États-Unis qu’en Europe. La pénétration de cettetechnologie dans les foyers est inférieure à 27 % en Europe (contre70 % aux États-Unis) et les accès à Internet ne concernent encoreque 2,5 % des abonnés. L’évolution trop rapide des normesDOCSIS retarde la transformation des réseaux. Les architecturesHFC semblent délicates à mettre au point lorsque le nombred’abonnés varie dans la zone de distribution. La France compte3,2 millions de prises installées qui sont utilisées seulement par18,5 % des abonnés pour la télévision numérique et par 5 % pourl’accès à Internet.

Les liaisons radioélectriques sont en cours de déploiement(GPRS et satellite bidirectionnel en bande Ka). Le LMDS connaît undémarrage difficile en Europe (10 000 raccordements à la fin de2001).

Les réalisations industrielles du multiplexage de longueurd’onde sur fibre optique sont susceptibles de modifier encore leséléments économiques de réalisation. Le marché de la fibreoptique est aujourd’hui celui du réseau métropolitain. Plusieurssolutions sont en concurrence sur le plan économique pour le rac-cordement des entreprises.

Côté réseau, l’ATM [E 7 180], réf [18] ne peut actuellement four-nir que des circuits virtuels permanents au rythme d’un seul parabonné, ce qui semble encore coûteux pour la plupart des abon-nés. Des services télévisuels en IP en multicasting sont égalementen expérimentation.

Au total, à la fin de 2001, 70 % de raccordements d’abonné enEurope sont réalisés en technique analogique, 10 % en RNIS, 8 %de raccordements concernent le câble, 10 % l’ADSL et moins de2 % sont relatifs à des accès radioélectriques de divers types. Selonle cabinet Gartner, en octobre 2001, 2,1 % des foyers européenssont raccordés en haut débit et 1,35 % le sont par ADSL.

6.2 Voix et services de données

Une convergence se dessine en faveur des techniques qui per-mettent l’usage simultané d’un vingtaine de canaux vocaux et desservices numériques interactifs. Certaines techniques effectuent laséparation des canaux par un simple filtrage alors que d’autresnumérisent la parole, soit selon G.711 ou la compressent en VoIP,ou selon la technologie ATM (AAL-2). La pluralité des solutions[TE 7 510], réf [19] ne facilitent pas l’ouverture de marché demasse, mais elle permet des opportunités parfois intéressantespour la concurrence. L’UIT-T étudie actuellement les méthodes detransport des signaux vocaux sur ADSL (G.voice), y compris lasignalisation et la gestion des services.

Le concept du traitement de la parole au sein d’un réseau dedonnées par paquets en IP est au cœur du projet de nouvelle géné-ration de réseau (NGN, New Generation Network ) et des solutionséconomiques sont activement recherchées pour égaler le niveaude qualité de service du RTPC classique.

Figure 21 – Efficacité économique des systèmes de réseau d’accès

UMTS

GPRSLMDS

GSM

DPL DECTDSL

Fibre

Satellite

Câble HFC

Faibles

Élevées

ÉlevéesEfficacité économique

et facilité d'emploi

Souplesseen débits

Fiabilitédu service


V.90V.92

PMRGPRS

V.300

VSAT

Liaisonscommutées

Liaisonspermanentes

SuperPON

EPON

LMDS PONVDSL

G. Lite

SHDSL

IDSL

FSOW

HAPS

RNIS

UMTS

X.25

Relayage de trame

ADSL

64 kbit/s 144 kbit/s 1 Mbit/s 10 Mbit/s 100 Mbit/s


6.3 Installation d’abonnés

Pour les besoins des services multimédias, l’installationd’abonné suppose à terme une nouvelle définition qui permetted’associer l’ordinateur, le téléviseur et le poste téléphonique etleurs accessoires dans le contexte des services multimédias déli-vrés par les liaisons filaires et radioélectriques. Des différencesimportantes dans les prestations offertes commencent à apparaîtreen fonction des types de raccordement et des modes d’interactivitémis en œuvre.

6.4 Rôle du centre d’accès

Le centre d’accès qui reçoit toutes les liaisons numériques, etabrite les routeurs (edge routeurs ), les multiplexeurs (DSLAM) etles équipements de tête de réseau nécessaires à la diffusion desprogrammes télévisuels interactifs, joue un rôle de plus en plusimportant entre cœur de réseau et réseau d’accès. Il peut, de sur-croît, abriter les équipements qui associent les réseaux de commu-nication radioélectrique au réseau terrestre (TRAN et UTRAN). Lecentre d’accès (appelé aussi « zone frontière ») recueille et dis-tribue les flux associés au trafic des abonnés et doit assurerl’acheminement montant et descendant de quatre types de trans-actions :

— le flux vocal et sa signalisation propre qui sont liés au RTPCactuel ;

— le flux en protocole IP qui est associé aux serveurs des ISP ;— le flux du CDN (Content Delivery Network ) qui porte sur pro-

tocole IP le « streaming media » et celui de la vidéo sur IP ;— le flux des réseaux d’entreprises (liaisons louées et réseau

privé virtuel) sur protocoles ATM, X.25 ou relayage de trame.

La gestion du centre d’accès fournit quatre catégories d’indicesessentiels à l’exploitation d’un réseau de transport :

— les besoins nouveaux d’agrégation en cellules ATM ou enrelayage de trame ;

— les besoins nouveaux en transport des paquets IP ;

— le besoin en création de nouveaux services ou en réaména-gement de services ;

— la gestion des abonnés et leur facturation.

À cet effet, et pour répondre à ces besoins, des industriels pro-posent de nouvelles plates-formes de multiplexage statistiques etde gestion de trafic. Les plates-formes d’accès multiservices etmultifonctions (MMAP, Multifunction Multiservices AccesPlatform ) améliorent l’exploitation et la gestion des liens IP entreréseau d’accès et réseau métropolitain, grâce à leur souplessed’agrégation des débits numériques. Elles sont en effet adaptéesaux interfaces et à la gestion du MIC/PCM plésiochrone, de l’ATM,des interfaces optiques, du DSLAM de l’ADSL et aux multi-plexeurs d’insertion – extraction de la SDH. Des logiciels spécifi-ques leur permettent de s’adapter aux différents routeurs dumarché. Ils peuvent aussi fournir des indications utiles relativesaux besoins d’extension des différentes artères associées aucentre d’accès.

7. Conclusion

Le réseau d’accès devient l’élément essentiel à la distributiondes services numériques. Entreprises et résidentiels bénéficientaujourd’hui d’une gamme importante de systèmes qui présententchacun des caractéristiques et des performances originales, sus-ceptibles de mettre en œuvre des méthodes d’interactivité diffé-rente. Il devrait en résulter des offres de services relativementdifférentes.

Figure 22 – Débits du réseau d’accès


Tableau de sigles

ADSL Asymmetric data rate Digital Subscriber LineAMRC Accès multiple par répartition de codeAMRT Accès multiple par répartition dans le tempsANSI American National Standards InstituteAO/DI Always On Dynamic ISDNAPON ATM PONART Autorité de Réglementation des TélécommunicationsASIC Circuits intégrés spécifiquesATM Asynchronous Transfer ModeCATV Cable Access TelevisionCATV Distribution télévisuelle par câbleCAP Carrierless Amplitude and Phase ModulationCBR Constant Bit RateCCK Convolution Code KeyingCDN Content Delivery NetworkCIR-CBR Committed Information Rate – Constant Bit RateCMTS Cable Modem Terminaison SystemCSMA/CD Carrier Sense Modulation Access/Collision Detection

HTTP HyperText Transfert ProtocolIDSL IDSL Data rate Subscriber Line

IDSL ISDN Data rate Subscriber Line

IEEE Institute of Electrical and Electronics EngineersIP Internet ProtocolIPSec IP SecurityIRLE Interconnexion de réseaux locauxISA Industry Standard ArchitectureISO Organisation mondiale de normalisationISP Internet Services ProviderIVoD Interactive Video on DemandLAN Local Area NetworkLL Liaison louéeLMDS Local Multipoint Distribution ServiceMAC Media Access ControlMAN Metropolitan Area NetworkMAQ Modulation d’amplitude en quadratureMCM Multi-Carrier Modulation

Tableau de sigles (suite)


DAVIC Digital Audio Visual Council (groupe de normalisationaméricain)

DCME Digital Circuit Multiplexing EquipmentDECT Digital European Cordless TelephoneDHCP Dynamic Host Configuration ProtocolDMT Discrete Multitone ModulationDOCSIS Data Over Cable Service Interface SpecificationDPL Digital Power LineDQPSK Differential Quadrature Phase Shift KeyingDSL Digital Subscriber LineDSLAM Digital Subscriber Line Access MultiplexerDSSS Direct Sequence Spread SpectrumDVB Digital Video BroadcastingDVB-RCT Digital Video Broadcasting-Return Channel TerrestrialDVB-T Digital Video Broadcasting – TerrestrialEPON Ethernet Passive Optical NetworkETSI European Telecommunications Standards InstituteFITL Fiber in the LoopFM Modulation de fréquenceFR Frame RelayFSAN Full Service Access NetworkFSOW Free Space Optical WirelessFTTC Fiber To The CurbFTTH Fiber To The HomeFTTHC Fiber To The Home CouncilGFSK Gaussian Frequency Shift KeyingGPRS General Packet Radio ServiceGSM Global System for Mobile communicationsHAPS High Altitude Plateform ServiceHAVi Home Audio Video interoperabilityHDLC High-level Data Link ControlHDSL High data rate Digital Subscriber LineHFC Hybrid Fiber Coaxial

HiperLAN High performance LANHome PNA Home Phone Networking AllianceHome RF Home Radio Frequency

MCNS Multimedia Cable Network System

MEO Middle Earth Orbital satellite

MF Modulation de fréquenceMHEG Multimedia and Hypermedia Expert GroupMHP Multimedia Home PlatformMIC Modulation par impulsion et codageMMAP Multifunction Multiservices Access PlateformMMDS Multichannel Multimedia Distribution ServiceMPEG Moving Picture Expert GroupNAT Network Address TranslationNGN New Generation NetworkNIC Network Interface CardNVoD Near Video on DemandOFDM Multiplexage à répartition en fréquence orthogonaleOLT Optical Line TerminaisonONU Optical Network UnitOSGi Open Services Gateway initiativePABX Private Area Branch ExchangePAMR Public Access Mobile RadioPAN Private Area NetworkPBX Public Branch eXchange (autocommutateur

d’abonné)PCMCIA Personal Computer Memory Card International Asso-

ciationPCI Protocol Control InformationPLC Power Line CommunicationsPMR Professionnal Mobile RadioPNA Phone Networking AlliancePON Passive Optical NetworkPOS Passive Optical SplitterPPP Point-to-Point ProtocolQAM Modulation d’amplitude en quadratureRADSL Rate Adaptative Digital Subscriber LineRAN Radio Access Network

RCC Return Channel CableRCS Return Channel Satellite


RCT Return Channel TelephoneRNIS Réseau numérique à intégration de servicesRTPC Réseau téléphonique public commuté


UART Universal Asynchronous/synchronous Receiver Transmitter

UAWG Universal ADSL Working Group



SAN Storage Area Network (réseau de stockage d’informa-tions)

SDH Synchronous Digital HierarchySDLC Synchronous Data Link ControlSDSL Single Digital rate Subscriber LineSHDSL Symmetric High bit rate Digital Subscriber LineSMS Short Message ServiceSNMP Simple Network Management ProtocoleSOHO Small Office Home OfficeSTB Set Top Box – adaptateur assurant l’accès et le déco-

dage TVTCP Transmission Control ProtocolTDMA Time Division Multiple Access (AMRT)TPON Telephony on a Passive Optical NetworkTRP Terminaison de réseau passiveTRAN Terrestrial Radio Access Network (pour le GSM)TV TélévisionTVHD Télévision à haute définition

UBR Unspecified Bit RateUDSL Universal Digital Subscriber LineUIT-T Union internationale des télécommunicationsUMTS Universal Mobile Telecommunications SystemUSB Universal Serial BusUTRAN UMTS Terrestrial Access NetworkUTRAN UMTS Terrestrial Radio Access NetworkVBR Variable Bit RateVDSL Very high data rate Digital Subscriber LineVLAN Virtual Local Area NetworkVPN Virtual Private Network (réseau privé virtuel)VSAT Very Small Aperture TerminalWAN Wide Area NetworkWAP Wireless Access ProtocolWDM Multiplexage par répartition en longueur d’ondeWLAN Wireless Local Area NetworkxDSL Famille des techniques DSL

Références bibliographiques

[1] BATTU (D.). – Modems et dispositifs d’adapta-tion aux réseaux de données. E 7 620. TraitéTélécoms (1997).

[2] CLAVIER (J.). – Théorie de l’information.E 3 082. Traité Électronique, fév. 1998.

[3] SARI (H.). – Transmission des signaux numé-riques. E 7 100. Traité Télécoms, juin 1995.

[4] GUILLOIS (J.-P.). – Compression des données.Compression des images. E 5 340. Traité Télé-coms, nov. 1998.

[5] GAGNAIRE (M.). – Boucles d’accès aux débits.Dunod (2001).

[6] BATTU (D.). – Le nouveau guide des mo-dems. Hermès Sciences (1999).

[7] BATTU (D.). – Initiation aux Télécoms. Dunod,2002.

[8] JOINDOT (M.) et JOINDOT (I.). – Fibres opti-ques pour télécommunications. E 7 110.Traité Télécoms, mai 1999.

[9] JOINDOT (M.) et JOINDOT (I.). – Systèmes detransmission sur fibre optique. TE 7 115.Traité Télécoms, août 2001.

[10] DUTHILLEUL (F.). – Réseau optique passif.TE 7 119. Traité Télécoms, août 2001.

[11] CELLMER (J.). – Système UMTS. TE 7 368.Traité Télécoms, mai 2002.

[12] NAJMAN (M.). – Télévision numérique terres-tre. TE 6146/47/48. Traité Télécoms, nov. 2002.

[13] FREY (R.). – Réseau numérique à intégrationde service (RNIS). TE 7 470. Traité Télécoms,août 1999.

[14] TREZENTOS (D.). – Standard pour réseausans fil : IEEE 802.11. TE 7 375. Traité Télé-coms, mai 2002.

[15] DUTHILLEUL (F.). – Technologie HOME PNA.IN 8. Recherche et innovation, 2002.

[16] LAURENT-MAKNAVICIUS (M.). – Sécuritéd’Internet. H 2 268. Traité Informatique,nov. 2001.

[17] WILLM (O.). – Administration de réseauxinformatiques. IP 3 000. Traité Réseaux,nov. 2001.

[18] COUDREUSE (J.P.). – Réseaux ATM. E 7 180.Traité Télécoms, nov. 1998.

[19] TOUTAIN (F.). – Téléphonie Internet. TE 7 510.Traité Télécoms, nov. 2000.

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