Option RIO - Septembre 2003 Bonjour, Cet exposé fait l’état de l’art d’une technologie assez peu répandue : la VoDSL (ou voix over DSL). La majorité du trafic actuel sur les réseaux concernent les données. Pourtant, le service voix est le plus rémunérateur pour les opérateurs. Un intérêt considérable est donc porté actuellement Aux nouvelles techniques de transmission de la voix, Et à la convergence de la voix et des données. Option RIO - Septembre 2003

Schéma architecture élémentaire VoDSL Principe xDSL Concept Schéma architecture élémentaire BLES VoMBN Comparatif Apports Inconvénients DSL Implémentations Plan de l’exposé L’exposé qui va suivre se divise en trois parties: La première à propos des technologies DSL La seconde à propos du service VoDSL Concept Schéma (présentation des équipements et du processus) La 3ème à propos des implémentations possibles de VoDSL Les architectures VoDSL: BLES et VoMBN Une présentation des différences entre ces deux archi Les apports et inconvénients de VoDSL Conclusion sur les apports, le futur et la mise au point de ce service

DSL = Digital Subscriber Line « Utiliser la boucle locale pour accès numériques haut-débit » Principe --> Technologie d’accès au média --> Support : paire cuivrée --> Lien entre abonné et opérateur xDSL Apports Haut-débit sur paire cuivrée (BP = 1,1 MHz) Cohabitation données et voix (ADSL notamment) Économies d’infrastructures 1 DSL signifie : ligne numérique d’abonné 2. C’est une technologie d’accès au média Comme peut l’être RNIS Technologie dont le support physique est la paire cuivrée Utilisée dans le service téléphonique traditionnel DSL correspond à la liaison reliant l’abonné directement à l’opérateur 3. En ce qui concerne les apports: Son atout majeur est le haut débit qu’elle procure sur cette paire cuivrée Elle exploite le MHz disponible grâce à des techniques de modulation de signaux Elle permet l’envoi simultané de voix analogiques et de données Cette technologie de haut-débit sur paire cuivrée représente donc une économie au niveau des infrastructures

xDSL = déclinaisons DSL Nombreuses, elles diffèrent par : Le caractère symétrique ou asymétrique, La vitesse de transmission, La distance maximale de raccordement, Le nombre de paires de cuivre utilisées, Le type de modulation appliquée. Exemples : ADSL, HDSL, SHDSL, RADSL, … Principe xDSL 1 xDSl représente donc les variantes déclinées de DSL 2 Plusieurs critères les différencient: SYM /ASYM: débit de l’abonné vers l’opérateur (sens montant) peut être < au débit descendant Symétrique: le débit est le même dans les deux sens VIT TRANSMISSION varie de quelques centaines de Kbps à plusieurs Mbps (52 Mbps pour VDSL) DIST MAX RACCORDEMENT: Pour des raisons d’atténuation des signaux sur la paire cuivrée une distance maximale est imposée à chaque technologie Cette distance implique des débits différents NOMBRE PAIRES Certaines technologies nécessitent une paire de cuivre, d’autres deux ou trois. Ce qui agit sur les débits fournis par la technologie TYPE MODULATION CAP et DMT Exemples HDSL: la première: 2 ou 3 paires, symétrique, débits de 2 Mbps sur 4 kms environ ADSL : la plus connue : 1 paire, asymétrique, débits jusqu’à 8 Mbps en montant et 640 Kbps en descendant / distance max de raccordement 5,5 kms de l’opérateur Les principales limites des techno DSL sont: La qualité de la paire télé qui peut faire tomber les débits L’éloignement de l’abonné par rapport à l’opérateur: a partir d’une certaine distance: pas de possibilité de connexion DSL SUPPLEMENT Il est bien sur nécessaire de mettre en place des équipements qui vont assurer le transport de la voix et des données, différencier ces services afin de les envoyer chacun vers le réseau ciblé Limites : qualité de la paire téléphonique et éloignement du central opérateur.

VoDSL = Voice over DSL Le principe est de numériser la voix, Voix numérisée, traitée, paquetisée pour envoi sur support DSL --> Voice (and Data) over DSL Concept Schéma VoDSL permet Plusieurs communications voix avec transfert de données haut-débit simultané sur support unique, Allocation dynamique des ressources, Service téléphonique comparable au RTC/RNIS (DSL Forum) Interopérabilité avec équipements traditionnels. Le principe est de numériser la voix, de la traiter (détection des silences par exemple) et de la paquetiser afin de l’envoyer sur le lien DSL de la même manière que les données. VoDSl permet donc : Plusieurs communications voix et le transfert de données simultanés sur support unique (grâce aux apports des technologies DSL) Allocation dynamique des ressources: grâce à la paquetisation des comm voix Un service VoDSL doit fournir selon les recommandations du DSL Forum Un service de qualité comme en RTC Ainsi que la possibilité d’utiliser des equipements trad Les contraintes du service sont principalement le temps réel Qualité de l’écoute Ajoutons que VoDSl pas une technique standard mais se base sur plusieurs standards Que nous décrirons au niveau des architectures et implémentations Contraintes Temps réel & qualité de restitution

Schéma d’une architecture élémentaire LAN CIRCUITS RTC DSLAM PAQUETS Internet, WAN, … IAD xDSL Paquets voix Paquets données 010011100111 VoDSL DSLAM VoDSL Fonction DSL : mux des accès DSL VoDSL : démux Voix et Données IAD VoDSL Connexion des téléphones, LAN Numérisation, traitement, paquetisation voix Modem/routeur DSL (Firewall, VPN…) Technologie DSL Symétrique : SDSL, G.SHDSL jusqu’à 16/24 comm. Asymétrique : ADSL de 1 à 4 communications Voici une présentation de l’architecture VoDSL IAD: équipement situé chez l’abonné Permet: La connexion directe de téléphones analogiques La connexion de rezo local IAD numérise, traite (annulation d’écho, détection de silence), et éventuellement compresse la voix (généralement selon les codecs G.711 - 64 kbps PCM, G.723.1 et G.726 - 32 kbps ADPCM ou G.729AB) afin d’offrir plus de communications simultanées La voix numérique est ensuite paquétisée selon la technique choisie puis multiplexée (prioritisée cependant) avec le flux de données avant d’être transmise par DSL. Paquetisation ( ATM, IP donc on parle de VoATM ou VoIP On sépare bien les paquets du support, les paquets peuvent être transportés dans IP ou ATM et on parle alors de VoIP ou VoATM Voix dans paquets IP ou ATM et envoyés over DSL) On peut y brancher un PABX Technologie DSL Les paquets voix et données sont envoyés sur le lien DSL Le choix de la technologie DSL est ici important: il conditionne le nombre de communications possibles D’ailleurs, les variantes symétriques semblent plus adaptées La voix nécessite un nombre de voix montantes = descendantes DSLAM Il permet d’agréger (multiplexer) plusieurs canaux DSL. Assure la séparation des paquets de voix et données avant leur transport sur le backbone Pourquoi VoDSL/xDSL en bas du schéma ? Parce que la technique perd son identité VoDSL une fois la boucle locale quittée En effet après DSLAM, on trouve: le RTC ou un un réseau de données. l’architecture de VoDSl sans prendre en compte le côté opérateur. Le transport après le DSLAM est : Soit voix vers RTC et données vers rézo paquets Soit rezo de paquets uniquement (avec connexion possible au RTC) Les équipements intervenant dans le traitement des flux après le DSLAM seront présentés par Alexis Contraintes: Gommées en RTC En paquet: Technologie transport conditionne la qualité de voix offerte Pour avoir qualité comme dans RTC donc en paquet il faut assez de bande passante pour traiter les paquets et offrir un service temps réel

BLES – Broadband Loop Emulation Service Réseau de circuits VoATMoDSL Passerelle Voix Données AAL5 LAN IAD DSLAM Réseau(x) de paquets Voix AAL2 C5 Switch Commutateur de classe 5 : réserve/commute temporellement les circuits (1 par communication) au sein du RTC Passerelle Voix : assure la compatibilité voix et signalisation pour le RTC (PCM/TDM) PRINCIPE Méthode d’implémentation la plus populaire Émuler la boucle locale traditionnelle (avec un grand nombre de comm. sur une seule ligne toutefois). Les comm. sont donc paquets uniquement sur la boucle locale. Après le DSLAM les paquets de voix sont convertis en circuits traditionnels RTC. Aurélia l’a introduit précédemment, VoDSL est en réalité un empilement de protocoles et médias. C’est donc les choix opérateurs qui conditionne l’empilement adopté.  ATM est la technologie de cœur de réseau la plus utilisée aujourd’hui  la plus souvent utilisée pour le transport des données DSL.  VoDSL/BLES s’appuie donc sur les spécifications ATM. BLES est recommandée par l’ATM Forum PROCESSUS Jusqu’à l’IAD Le signal numérique est converti en cellules ATM type AAL2 (ATM Adaptation Layer 2) ; les données sont, quant à elles, converties en cellules ATM type AAL5 – RFC 1483   De l’IAD au DSLAM Les deux trafics sont véhiculés par deux PVC ATM (Permanent Virtual Connections) pour transport par DSL jusqu’au DSLAM de proximité.   On parle donc bien de Voice over ATM over DSL pour la voix (et data over ATM over DSL pour les données) Arrivé au DSLAM il y séparation des deux pvc Après le DSLAM  Les cellules AAL2 sont orientées vers le RTC. PASSERELLE VOIX Opère la conversion voix paquets  voix numérique S’assure de la compatibilité de la voix/signalisation avec les normes RTC : codage PCM pour multiplexage TDM (IT) Elle n’offre pas de services particuliers ou supplémentaires. CLASSE 5 SW Commutateur de circuits/commutateur IT des réseaux téléphoniques. Assigne 1 IT à une comm. Ces deux équipements passerelle et C5 sont complémentaires dans l’optique d’interopérabilité VoDSL/RTC mais gestion séparée Le reste de la communication téléphonique se déroule de façon classique et transparente que ce soit pour un abonné RTC ou un abonné VoDSL. Les cellules AAL5 de données sont routées vers un réseau de commutation par paquets (Internet par exemple)  Performances/avantages Solution séduisante pour les opérateurs RTC qui disposent déjà de l’infrastructure de C5 et éventuellement DSL Nous avions dit que Les contraintes de la VoDSL sont le temps réel : ici pas de pbs car RTC. Il suffit d’une garantie de débit sur la liaison DSL pour assurer un service de qualité Inconvénients tarifs moins chers Uniquement sur boucle locale Sur longues distances: retombe dans même schéma que RTC : coûts infrastructures importants Coûts de mise en œuvre + gestion ATM/RTC Cependant attention aux pb d’interconnexions:il arrive que l’op DSL et l’op téléphonique soit différents…la qualité du peering est essentielle Voix DSL ATM AAL2

Voice over Multiservices Broadband Network IAD DSLAM Réseau de circuits Internet MBN IP, ATM ou mixte POP ISP GW RTC VoIP over ATM over DSL VoATM over DSL (VoIP over DSL) LAN RFC 1483 DSL ATM AAL5 Voix IP UDP RTP PRINCIPE Ici c’est une implémentation qui risque de devenir standard dans les prochaines années VoMBN : utiliser seulement des réseaux par paquets pour tout le trafic/ on utilise plus de commutateur de classe 5 mais des routeurs IP ou comm ATM Le DSLAM n’a pas besoin d’être intelligent : il transmet de la même façon les différents flux. VoMBN offre différentes morphologies : ce qui sera utilisé comme couche protocolaire (à la fois sur boucle locale et backbone) dépend des choix de l’opérateur. PROCESSUS Très comparable à BLES au départ  exemple ici d’une communication VoIP avec transport sur DSL basé sur ATM IP est la technique de paquetisation de la voix retenue et l’opérateur gère ses échanges DSL par ATM (l’AAL retenue pour les échanges IP est AAL5). Le réseau MBN emprunté est ensuite de type ATM ou IP. *Encapsulations successives : on comprend bien que ce genre d’implémentations n’est pas réellement qualitatif (tmps de traitements) On préféra pour de meilleures perf un opérateur qui utilise une techno homogène : VoATM est ce qui offre le plus de sûreté (mais aussi le plus cher) et VoIP le plus de souplesse (mais pour une qualité proche temps réel : Diffserv, MPLS, surdim BP, …VoIP souffre tjs des temps encap successifs) Performances/avantages Solution séduisante pr les opérateurs données qui souhaitent inclure la voix Avantage sur les longues distances en terme d’infrastructure et donc coûts Inconvénients Gestion de réseaux (BP)/ gestion des encapsulation de la voix Attention au temps réel : QoS sur réseaux IP reste problématique Manque de recommandations/standards pour ce type d’implémentation Interconnexions douteuses : si passage par deux voire plus MBN Cœur de réseau : routeurs IP, commutateurs ATM

Tableau : BLES vs VoMBN BLES VoMBN Principe Boucle Locale + RTC Réseau voix par paquets « bout en bout » Protocoles Voix Voice over ATM/AAL2 over DSL --> Puis RTC Voice over ATM/AAL2 over DSL Voice over IP over ATM over DSL Voice over IP over DSL (propriétaire) --> Puis MBN Protocoles données Data over ATM/AAL5 over DSL Data over IP over DSL QoS Excellente Bonne sous conditions BLES VoMBN Tableau Apports Voici pour conclure sur les architectures physiques un petit tableau récapitulatif PRINCIPE BLES : utilisation conjointe de boucle locale sur DSL puis RTC VoMBN : utilisation sur la plus longue distance possible de réseaux par paquets QUALITE BLES : ATM/RTC pour la voix = méthode maîtrisée et qualitative (ATM réputé pour sa QoS –pertes infimes, latence- et son adaptation multiservices) VoMBN : De bonnes voire excellentes performances quand les techno de réseaux sont homogènes (100% VoATM, 100% VoIP) et que le dimensionnement est adapté Inconv.

Apports VoDSL Côté opérateur Nouvelle offre aux clients DSL, packaging ROI sur DSL accéléré Convergence des flux sur un réseau BLES VoMBN Tableau Côté client Voix et données sur un support unique (peu coûteux) Qualité de la voix Intermédiaire unique Transparence du service Tarifs bas Apports OPERATEURS VoDSL permet d’offrir de nouveaux services aux clients données DSL Packager des offres voix+data Accélérer le retour sur investissement des infrastructures DSL Economiser en faisant converger les flux CLIENTS Le client dispose d’un support unique pour ses communications voix et ses connexions haut-débit à Internet par exemple La qualité de la voix est identique au RTC et le service est transparent Facturation/maintenance par intermédiaire unique Espoir de tarification basse Inconv.

Inconvénients VoDSL BLES Manque de standardisation et de maturité des solutions Mode de tarification indéterminé (concurrence) Problèmes liés au mode paquet (IP en particulier) Qualité des interconnexions entre opérateurs VoMBN Tableau Apports INCONVENIENTS Manque standardisation et maturité : VoDSL souffre particulièrement de ces deux problèmes Les deux partis, opérateurs et clients, ont du mal à se repérer et à choisir une solution plutôt qu’une autre ce qui peut nuire au marché Les modes de tarifications sont encore à déterminer des problèmes de concurrence déloyale et/ou une guerre économique sont à prévoir Pbs liés au mode paquet: IP: Best effort (peu fiabilité) Interconnexions Problèmes résident dans les interconnexions entre opérateurs: Il faut accords préalables sur les capacités de transport, la QoS… Conclusion énorme marché potentiel et prochaine killer application du monde télécommunication Inconv.

Merci de votre attention ! Option RIO - Septembre 2003