Les technologies DSL BOEUF Stéphane - DANELON Grégory DESS Réseaux (2001/2002) Les technologies DSL ( Digital Subscriber Line ) BOEUF Stéphane - DANELON Grégory Université Claude Bernard Lyon1 UFR d’Informatique

L’existant : les technologies concurrentes 26/03/2017 Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Contexte de la boucle Locale (last miles) Le contexte Contexte de la boucle Locale (last miles) Évolution des besoins Internet et multimédia Objectifs : Lien haut-débit entre un abonné quelconque et des opérateurs de service Solution à court terme (en attendant la fibre optique) Pas de travaux de génie civil (sinon aucun intérêt)  Utilisation de l’existant (RTC) 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

L’existant : les technologies concurrentes 26/03/2017 Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

L’existant : les technologies concurrentes Les Modems V90 Le câble Numéris Lignes spécialisées Faisceaux hertziens Satellites Câbles électriques 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les technologies concurrentes (1) Les Modems V90 Accessible par tout le monde Peu coûteux (nombreuses offres) Débits faibles (56 kbits/s max.) Le câble Pas toujours accessible Cher (tend à diminuer) Restriction : limité au volume reçu et/ou émis Accès à la télévision numérique Débit élevé (dizaine de Mbits/s) 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

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 Stabilité de la transmission Facturation au temps de connexion Débit peu élevé (128 kbits/s max.) Ligne spécialisée Connexion permanente et illimitée Cher : facturation selon la distance de la ligne Débit très élevé (plusieurs centaines de Mbits/s) 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les technologies concurrentes (3) Faisceau hertzien Installation simple : pas de câble ! Perturbations dues aux conditions climatiques Dépend du relief (le récepteur doit être aligné sur l’émetteur) Cher (réservé au PME) Haut débit (jusqu’à 10 Mbits/s) Satellite Problème pour la voie montante (modem V90) Débit en réception correct (1 Mbits/s) Réservé aux entreprises (cher) 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les technologies concurrentes (4) Courants Porteurs Technologie prometteuse en phase d’expérimentation Tout le monde peut être relié ! Débit élevé (10 Mbits/s) Les technologies DSL … 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

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Les technologies diffèrent sur : Le principe (1) Les technologies diffèrent sur : Nombre de paires torsadées Distances Central Télécoms – Abonné Symétrie des canaux Débits différents Utilisation différentes 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Meilleure utilisation de la bande-passante 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 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Amplitude des impulsions Le principe (3) Codage 2B1Q 10 01 11 11 10 01 00 10 +3 +1 -1 -3 +2,5 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 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Quadrature Amplitude Modulation Le principe (4) Quadrature Amplitude Modulation Modulation de phase et d’amplitude Augmente le nombre d’états par symbole Augmente la bande passante Complexifie la modulation et la démodulation Passe-bande  Bande de fréquence spécifique  Séparation des canaux  libération de la ligne téléphonique. Jusqu’à 6 bits par symbole 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Carrierless Amplitude Modulation Le principe (5) Carrierless Amplitude Modulation Technique proche du QAM Garde en mémoire une partie du signal modulant Réassemblage sur le signal modulé Débit augmenté : jusqu’à 9 bits par symbole 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Le principe (6) Discrete MultiTone 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Discrete MultiTone Normalisé par l’ANSI T1.413 Le principe (7) Discrete MultiTone Normalisé par l’ANSI T1.413 256 porteuses (sous-canaux) de 4,3 kHz : 6 pour le canal téléphonique 32 pour le canal montant 218 pour le canal descendant Nombre de bits par porteuse variable en fonction des conditions de transmission Jusqu’à 15 bits par symbole Actuellement moins utilisé que CAP 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Annulation d’écho Le principe (8) 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 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Frequency Division Multiplexing 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 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Technologies symétriques (Full-Duplex) La symétrie Technologies symétriques (Full-Duplex) Central Télécoms Abonné Canal ascendant / descendant Technologies asymétriques (Simplex) Central Télécoms Abonné Canal descendant Canal ascendant 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

L’existant : les technologies concurrentes 26/03/2017 Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les techniques symétriques (1) High bit rate DSL Première technologie DSL déployée (fin 80) Parallèlement au développement du 2B1Q Full-Duplex (débit de 1,5 – 2 Mbits/s sur 2 ou 3 paires) "Longue distance"  (4,5 km) Deux composants spéciaux du DSLAM Un brouilleur (comme pour les modems analogiques) L’égaliseur auto-adaptatif : phase d’initialisation avant l’échange de données pour fixer l’annulateur d’écho la mise en place de la technique d’égalisation adaptative. 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les techniques symétriques (2) Single DSL Même principe que HDSL Full-Duplex (débit de 0,77 Mbits/s sur 1 paire) Distance moyenne (3,6 km) Solution simpliste : Faible débit Faibles coûts d’investissement (DSLAM) 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les techniques asymétriques (1) Asymmetric DSL Origine : 1995 pour la vidéo Communication téléphonique et transfert de données simultanés 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les techniques asymétriques (2) ADSL Séparation fréquentielle des canaux (FDM) 256 canaux de 4,3 kHz (32 et 218) Débit fonction de la distance : 5,5 Km  1,5 Mbits/s 2,8 Km  8,4 Mbits/s Exigences d’architecture Client-Serveur 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les techniques asymétriques (3) Ordinateur Modem ADSL Téléphone Filtre Abonné Internet RTC 1 paire torsadée Voix Connexion abonné avec réseaux voix-données Architecture ADSL 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les techniques asymétriques (4) Rate adaptative DSL Version évolutive de l’ADSL Pas forcement besoin d’un débit constant Adapte et optimise la vitesse aux conditions locales selon les paramètres (auto-configuration) 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les techniques asymétriques (5) ADSL-Lite Version allégée et spécialisée de l’ADSL Financièrement très intéressant Plus pratique (absence de filtre) 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les techniques asymétriques (6) Very high bit-rate DSL Gros débit (  50 Mbits/s) Très courte distance (300 m) Complète une infrastructure FTTC Reste encore des problèmes à résoudre Télécoms ONU Fibre optique Modem VSDL paire torsadée < 1500 m 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les techniques asymétriques (7) Des variantes : ISDN-DSL : DSL sur ISDN. 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 Rq : beaucoup de patronymes différents pour quasiment la même technologie 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Récapitulatif des technologies DSL Mode de transmission Fonctionnement du canal Débit (Mbits) min / max Distance maxi Codage Séparateur de canaux HDSL Symétrique Full Duplex (2 ou 3 paires) 1,544 à 2,048 4,5 Km CAP, 2B1Q Annulation d’échos SDSL (1paire) 0,768 3,6 Km ADSL Asymétrique Descendant 1,5 à 6 5,4 Km CAP, DMT Annulation d’échos, FDM Ascendant 0,016 à 0,64 RaDSL 0,6 à 7 CAP FDM 0,128 à 1 VDSL 13 à 51 1,3 Km 1,5 à 2,3 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

L’existant : les technologies concurrentes 26/03/2017 Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les problèmes : Le verdict (1) Difficultés liées au support lui-même Câble de cuivre pas toujours de bonne qualité Diaphonie Dissipation Pupinisation Difficultés liées au principe Pas de couverture nationale (distance maximale) Pas d’équité dans la qualité de service Difficultés d’ordre financier et géopolitique Equipement initial onéreux (DSLAM ≈ 1800 €) Abonnement conséquent pour le particulier Problème de concurrence (ART et associations de consommateurs) 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les avantages : Utilisation de l’existant (réutilisation du RTC) Le verdict (2) Les avantages : Utilisation de l’existant (réutilisation du RTC) Ouverture facile de nouvelles lignes (pas de travaux de génie civil) Possibilité avec certain codage de garder la ligne téléphonique libre (ADSL,…) Accès pour l’utilisateur moyen à du haut-débit Prix acceptable pour une entreprise, plusieurs postes connectés sur une seule ligne… 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Les applications Boucles locales résidentielles Le verdict (3) Les applications Boucles locales résidentielles Interconnexions de PABX Accès haut-débit à Internet (en tant qu’utilisateur) Applications multimédia « de qualité » Interconnexion de réseaux locaux Travail à distance Interrogation de bases de données distantes Compléter une infrastructure FTTC 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Technologies à utiliser maintenant Particuliers : très intéressant Conclusion Technologies à utiliser maintenant Particuliers : très intéressant Enfin du haut débit ! Prix raisonnable Pas de travaux PME : intéressant Partage de connexion Débit satisfaisant Grands comptes : peu intéressant Débit insuffisant (ascendant) Partage de connexion avec un faible nombre de postes Arrivée de la fibre optique  investissement à long terme 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002

Comparaison des performances Schématiquement Comparaison des performances 10/01/2002 DESS Réseaux 2001/2002