Chapitre 2 Les technologies xDSL Technologies de transmission Haut-Débit Proposé par : Anouar Bouazza ( Digital Subscriber Line )

Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe des xDSL : support et codages Les différentes technologies xDSL Verdict xDSL : problèmes et intérêts 2

Le contexte Le Bas Débit ne satisfait plus les internautes Évolution des besoins Internet et multimédia Objectifs : Lien haut-débit entre un abonné quelconque et des opérateurs de service Lien haut-débit entre un abonné quelconque et des opérateurs de service Solution à court terme (en attendant le Très Haut Débit) Solution à court terme (en attendant le Très Haut Débit) Pas de travaux de génie civil (sinon aucun intérêt) Pas de travaux de génie civil (sinon aucun intérêt)  Utilisation de l’existant 3

Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts 4

L’existant : les technologies concurrentes Les Modems V90 Le Câble RNIS Les Lignes Spécialisées Les Faisceaux Hertziens Les Satellites Courants Porteurs en Ligne 5

Les technologies concurrentes (1) Les Modems V90 Accessible par tout le monde Accessible par tout le monde Peu coûteux (nombreuses offres) Peu coûteux (nombreuses offres) Débits faibles (56 Kbits/s max.) Débits faibles (56 Kbits/s max.) Le Câble Pas toujours accessible Pas toujours accessible Cher (tend à diminuer) Cher (tend à diminuer) Restriction : limité au volume reçu et/ou émis Restriction : limité au volume reçu et/ou émis Accès à la télévision numérique Accès à la télévision numérique Débit élevé (dizaine de Mbits/s) Débit élevé (dizaine de Mbits/s) 6

Les technologies concurrentes (2) RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services) Fiabilité de la connexion : l'établissement de la communication prend une fraction de secondes Fiabilité de la connexion : l'établissement de la communication prend une fraction de secondes Stabilité de la transmission Stabilité de la transmission Facturation au temps de connexion Facturation au temps de connexion Débit peu élevé (128 Kbits/s max.) Débit peu élevé (128 Kbits/s max.) Les Lignes Spécialisée (LS) Connexion permanente et illimitée Connexion permanente et illimitée Cher : facturation selon la distance de la ligne Cher : facturation selon la distance de la ligne Débit très élevé (plusieurs centaines de Mbits/s) Débit très élevé (plusieurs centaines de Mbits/s) 7

Les technologies concurrentes (3) Les Faisceaux Hertziens Installation simple : pas de câble ! Installation simple : pas de câble ! Perturbations dues aux conditions climatiques Perturbations dues aux conditions climatiques Dépend du relief (le récepteur doit être aligné sur l’émetteur) Dépend du relief (le récepteur doit être aligné sur l’émetteur) Cher (réservé au PME) Cher (réservé au PME) Haut Débit (jusqu’à 10 Mbits/s) Haut Débit (jusqu’à 10 Mbits/s) Le Satellite Problème pour la voie montante Problème pour la voie montante Débit en réception correct (1 Mbits/s) Débit en réception correct (1 Mbits/s) Réservé généralement aux entreprises (installation coûteuse) Réservé généralement aux entreprises (installation coûteuse) 8

Les technologies concurrentes (4) Courants Porteurs en Ligne (CPL) Technologie prometteuse en phase d’expérimentation Technologie prometteuse en phase d’expérimentation Tout le monde peut être relié ! Tout le monde peut être relié ! Débit élevé (10 Mbits/s) Débit élevé (10 Mbits/s) Les technologies xDSL … 9

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Le principe (1) Les technologies diffèrent sur : Nombre de paires torsadées Nombre de paires torsadées Distances Central Télécoms – Abonné Distances Central Télécoms – Abonné Symétrie des canaux Symétrie des canaux  Débits différents  Utilisation différentes 11

Le principe (2) Réutilisation du réseau téléphonique existant sans gêner son fonctionnement normal. Meilleure utilisation de la bande-passante Sur de courtes distances, la paire torsadée supporte du haut débit et des signaux hautes fréquences Performances basées sur les techniques de modulation et de codage 12

Le principe (3) Codage 2B1Q ,5 V +0,83 V -0,83 V -2,5 V Bits de données Symboles quaternaires Amplitude des impulsions  À 2 bits (2B) correspond 1 symbole quaternaire (1Q)  Bande de base  bande de fréquence de 0 à 3,4 kHz  canal téléphonique indisponible 13

Le principe (4) Quadrature Amplitude Modulation Modulation de phase et d’amplitude Modulation de phase et d’amplitude Augmente le nombre d’états par symbole Augmente le nombre d’états par symbole Augmente la bande passante Augmente la bande passante Complexifie la modulation et la démodulation Complexifie la modulation et la démodulation Passe-bande  Bande de fréquence spécifique  Séparation des canaux  libération de la ligne téléphonique. Passe-bande  Bande de fréquence spécifique  Séparation des canaux  libération de la ligne téléphonique. Jusqu’à 6 bits par symbole Jusqu’à 6 bits par symbole 14

Le principe (5) Carrierless Amplitude Modulation Technique proche du QAM Technique proche du QAM Garde en mémoire une partie du signal modulant Garde en mémoire une partie du signal modulant Réassemblage sur le signal modulé Réassemblage sur le signal modulé Débit augmenté : jusqu’à 9 bits par symbole Débit augmenté : jusqu’à 9 bits par symbole 15

Le principe (6) Discrete MultiTone 16

Le principe (7) Discrete MultiTone Technique Normalisée par l’ANSI Technique Normalisée par l’ANSI 256 porteuses (sous-canaux) de 4,3 kHz : 256 porteuses (sous-canaux) de 4,3 kHz : 6 pour le canal téléphonique 6 pour le canal téléphonique 32 pour le canal montant 32 pour le canal montant 218 pour le canal descendant 218 pour le canal descendant Nombre de bits par porteuse variable en fonction des conditions de transmission Nombre de bits par porteuse variable en fonction des conditions de transmission Jusqu’à 15 bits par symbole Jusqu’à 15 bits par symbole Actuellement moins utilisée que CAP (Carrierless Amplitude and Phase modulation) 17

Le principe (8) Annulation d’écho  Chevauchement des 2 canaux  Caractéristiques du signal émis connues  Soustraction au signal reçu la perturbation due au signal émis  Perturbation si plusieurs transmissions à annulation d’écho simultanée dans un même câble 18

Le principe (9) Frequency Division Multiplexing  Séparation des 2 canaux  Pas d’interférence entre les canaux  Utilise une bande passante plus grande  diminue la distance maximale de transmission 19

Central Télécoms Abonné Canal ascendant / descendant Central Télécoms Abonné Canal descendant Canal ascendant La symétrie Technologies symétriques (Full-Duplex) Technologies asymétriques (Simplex) 20

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Les techniques symétriques (1) High bit rate DSL Première technologie DSL déployée (fin 80) Première technologie DSL déployée (fin 80) Parallèlement au développement du 2B1Q Parallèlement au développement du 2B1Q Full-Duplex (débit de 1,5 – 2 Mbits/s sur 2 ou 3 paires) Full-Duplex (débit de 1,5 – 2 Mbits/s sur 2 ou 3 paires) "Longue distance" (4,5 km) "Longue distance" (4,5 km) Deux composants spéciaux du DSLAM Deux composants spéciaux du DSLAM Un brouilleur (comme pour les modems analogiques) Un brouilleur (comme pour les modems analogiques) L’égaliseur auto-adaptatif : L’égaliseur auto-adaptatif : Phase d’initialisation avant l’échange de données pour fixer l’annulateur d’écho Phase d’initialisation avant l’échange de données pour fixer l’annulateur d’écho La mise en place de la technique d’égalisation adaptative. La mise en place de la technique d’égalisation adaptative. 22

Les techniques symétriques (2) Single DSL Même principe que HDSL Même principe que HDSL Full-Duplex (débit de 0,77 Mbits/s sur 1 paire) Full-Duplex (débit de 0,77 Mbits/s sur 1 paire) Distance moyenne (3,6 km) Distance moyenne (3,6 km) Solution simpliste : Solution simpliste : Faible débit Faible débit Faibles coûts d’investissement (DSLAM) Faibles coûts d’investissement (DSLAM) 23

Les techniques asymétriques (1) Asymmetric DSL Origine : 1995 pour la vidéo Origine : 1995 pour la vidéo Communication téléphonique et transfert de données simultanés Communication téléphonique et transfert de données simultanés 24

Les techniques asymétriques (2) ADSL Séparation fréquentielle des canaux (FDM) Séparation fréquentielle des canaux (FDM) 256 canaux de 4,3 kHz (32 et 218) 256 canaux de 4,3 kHz (32 et 218) Débit fonction de la distance : Débit fonction de la distance : 5,5 Km  1,5 Mbits/s 5,5 Km  1,5 Mbits/s 2,8 Km  8,4 Mbits/s 2,8 Km  8,4 Mbits/s Exigences d’architecture Client-Serveur Exigences d’architecture Client-Serveur 25

Les techniques asymétriques (3) Ordinateur Modem ADSL TéléphoneFiltre Abonné Filtre Modem ADSL Internet RTC 1 paire torsadée Voix Connexion abonné avec réseaux voix-données Architecture ADSL 26

Les techniques asymétriques (4) Rate adaptative DSL Version évolutive de l’ADSL Version évolutive de l’ADSL Pas forcement besoin d’un débit constant Pas forcement besoin d’un débit constant Adapte et optimise la vitesse aux conditions locales selon les paramètres (auto-configuration) Adapte et optimise la vitesse aux conditions locales selon les paramètres (auto-configuration) 27

Les techniques asymétriques (5) ADSL-Lite Version allégée et spécialisée de l’ADSL Version allégée et spécialisée de l’ADSL Financièrement très intéressant Financièrement très intéressant Plus pratique (absence de filtre) Plus pratique (absence de filtre) 28

Les techniques asymétriques (6) Very high bit-rate DSL Gros débit (  50 Mbits/s) Gros débit (  50 Mbits/s) Très courte distance (300 m) Très courte distance (300 m) Complète une infrastructure FTTH Complète une infrastructure FTTH Reste encore des problèmes à résoudre Reste encore des problèmes à résoudre Télécoms Optical Network Unit Fibre optique Modem VSDL Modem VSDL paire torsadée < 1500 m 29

Les techniques asymétriques (7) Des variantes : ISDN-DSL : DSL sur Integrated Services Digital Network ISDN-DSL : DSL sur Integrated Services Digital Network Consumer DSL : Version très proche de l’ADSL- Lite Consumer DSL : Version très proche de l’ADSL- Lite Il existe également des implémentations de DSL (codage et modulation) avec des supports type satellites et sans-fils Il existe également des implémentations de DSL (codage et modulation) avec des supports type satellites et sans-fils Remarque : beaucoup de patronymes différents pour quasiment la même technologie 30

Récapitulatif des technologies DSL Technologie Mode de transmission Fonctionnement du canal Débit (Mbits) min / max Distance maxi Codage Séparateur de canaux HDSLSymétrique Full Duplex (2 ou 3 paires) 1,544 à 2,0484,5 Km CAP, 2B1Q Annulation d’échos SDSLSymétrique Full Duplex (1paire) 0,7683,6 Km CAP, 2B1Q Annulation d’échos ADSLAsymétrique Descendant1,5 à 6 5,4 Km CAP, DMT Annulation d’échos, FDM Ascendant0,016 à 0,64 RaDSLAsymétrique Descendant0,6 à 7 5,4 KmCAPFDM Ascendant0,128 à 1 VDSLAsymétrique Descendant13 à 51 1,3 Km CAP, DMT FDM Ascendant1,5 à 2,3 31

Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe des xDSL : support et codages Les différentes technologies xDSL Verdict xDSL : problèmes et intérêts 32

Le verdict (1) Les problèmes : Difficultés liées au support lui-même Difficultés liées au support lui-même Câble de cuivre pas toujours de bonne qualité Câble de cuivre pas toujours de bonne qualité Diaphonie Diaphonie Dissipation Dissipation Pupinisation Pupinisation Difficultés liées au principe Difficultés liées au principe Pas de couverture nationale (distance maximale) Pas de couverture nationale (distance maximale) Pas d’équité dans la qualité de service Pas d’équité dans la qualité de service Difficultés d’ordre financier et concurrence Difficultés d’ordre financier et concurrence Equipement initial onéreux (DSLAM ≈ 2000 €) Equipement initial onéreux (DSLAM ≈ 2000 €) Abonnement conséquent pour le particulier Abonnement conséquent pour le particulier Problème de concurrence (les technologies mobiles) Problème de concurrence (les technologies mobiles) 33

Le verdict (2) Les avantages : Utilisation de l’existant (réutilisation du RTC) Utilisation de l’existant (réutilisation du RTC) Ouverture facile de nouvelles lignes (pas de travaux de génie civil) Ouverture facile de nouvelles lignes (pas de travaux de génie civil) Possibilité avec certain codage de garder la ligne téléphonique libre (comme pour l ’ADSL) Possibilité avec certain codage de garder la ligne téléphonique libre (comme pour l ’ADSL) Accès pour l’utilisateur moyen à du haut-débit Accès pour l’utilisateur moyen à du haut-débit Prix acceptable pour une entreprise, plusieurs postes connectés sur une seule ligne… Prix acceptable pour une entreprise, plusieurs postes connectés sur une seule ligne… 34

Le verdict (3) Les applications : Boucles locales résidentielles Boucles locales résidentielles Interconnexions de PABX (Private Automatic Branch Exchange) Interconnexions de PABX (Private Automatic Branch Exchange) Accès haut-débit à Internet (en tant qu’utilisateur) Accès haut-débit à Internet (en tant qu’utilisateur) Applications multimédia « de qualité » Applications multimédia « de qualité » Interconnexion de réseaux locaux Interconnexion de réseaux locaux Travail à distance Travail à distance Interrogation de bases de données distantes Interrogation de bases de données distantes Compléter une infrastructure FTTH Compléter une infrastructure FTTH 35

Conclusion Technologies permettant l’accès Haut-Débit Particuliers : très intéressant Enfin du haut débit ! Enfin du haut débit ! Prix raisonnable Prix raisonnable Pas de travaux Pas de travaux PME : intéressant Partage de connexion Partage de connexion Débit satisfaisant Débit satisfaisant Grands comptes : peu intéressant Débit insuffisant (en ascendant) Débit insuffisant (en ascendant) Partage de connexion avec un faible nombre de postes Partage de connexion avec un faible nombre de postes Arrivée de la fibre optique  investissement à long terme Arrivée de la fibre optique  investissement à long terme 36

Schématiquement Comparaison des performances 37 (RNIS, en anglais ISDN Integrated Services Digital Network)

Merci de votre attention 38