Exposé De Communication

ors trouver des nouvelles technologies de transmission (CATV*, xDSL*…). Bien entendu, à chacune de ces nouvelles technologies correspond une nouvelle sorte de modem. La plupart des applications Internet actuelles demandent des débits plus élevés que les possibilités analogiques ainsi que des connexions de longue durée. De plus, les communications Internet sont généralement très asymétriques. Par exemple, une machine « client » (non serveur) connectée à Internet a besoin d’un débit assez considérable en réception, tandis qu’un débit faible en émission suffit. Nous faisons le constat que la technologie ADSL est adaptée à ces besoins, puisqu’elle offre un débit asymétrique et important. Le principe de l’ADSL est de multiplier le débit de données en utilisant un spectre de fréquences élargi sur de simples paires torsadées du réseau téléphonique. Cette technologie est née vers la fin des années 1980 aux Etats-Unis, au cœur des laboratoires Bell, dans le but initial de transmettre des données vidéo. Après avoir présenté les différentes utilisations des technologies xDSL*, ainsi que leurs caractéristiques techniques, nous nous focaliserons ensuite sur les différentes facettes de la technologie ADSL, c’est-à-dire que nous verrons d’abord son intérêt, puis le réseau sur lequel elle s’appuie, les protocoles utilisés et enfin les différentes modulations utilisées pour le transport des données Internet. Afin de ne pas alourdir l’étude, la définition des termes spécifiques marqués d’un astérisque (*) est donnée dans le glossaire en Annexe.

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I) LES DIFFERENTES UTILISATIONS DES TECHNOLOGIES XDSL ET LEURS CARACTERISTIQUES TECHNIQUES A) Utilisation Les technologies xDSL diffèrent par le type de modulation utilisé dans chacun des sens de transmission, réseau-abonné (downstream*) et abonné-réseau (upstream*), autorisant des débits et longueurs maximaux distincts. Ces technologies sont classées en deux familles d’application : débit asymétrique ADSL (Asymmetric DSL) pour l’accès à Internet ; débit symétrique SDSL (symmetric DSL) pour les liaisons à courte distance requérant des débits élevés dans les deux sens pour la vidéo conférence par exemple. Accès rapide à Internet : chaque année, des millions de personnes s’abonnent à un service leur permettant de se connecter à Internet, cette augmentation atteint jusqu’à 40% de connections supplémentaires par mois. On obtient avec les technologies xDSL un débit jusqu’à 50 fois supérieur à celui d’un modem RTC*. Vidéo-on-demand : Ce service permet au client de louer depuis chez lui le dernier film sorti, il lui suffit de sélectionner le film qu’il désire, et de le regarder, il peut faire une avance rapide, une pause, un retour en arrière…Ceci est possible du fait qu’un débit d’à peine plus d’un Mbit/s suffit pour transmettre du son et de l’image de bonne qualité grâce au codage Mpeg*. Vidéo conférence : Ce service demande un peu plus de ressources (dans le sens remontant) pour que les interlocuteurs puissent se voir et s’entendre en temps réel, on préconise donc un débit symétrique. B) Caractéristiques techniques des technologies xDSL Le terme xDSL désigne l’ensemble des technologies de lignes d’abonnés numériques dont les principales sont : l’ADSL : Asymmetric Digital Subscriber Line : ligne d’abonné numérique à débit symétrique. Type de modulation DMT et FDM, dont le principe sera énoncé dans la partie VI, débit asymétrique, bande passante de 25,875kbit/s à 1,104MHz, porteuses utilisées de n°6 à n°256, débit caractéristique : 8Mbit/s/640kbit/s, RTC supporté par filtrage. Applications : Internet, télétravail, TV par ADSL… - l’ADSL Lite (G-Lite) : Type de modulation DMT, débit asymétrique, vitesse adaptative (n x 32kbit/s ou débit fixe), bande passante de 25,875kHz à 552kHz, porteuses utilisées n°6 à n°128. débits typiques : 1544kbit/s/224kbit/s, pas besoin de filtrage pour utiliser le RTC. Applications : Internet, télétravail… le SDSL : Single pair symmetric DSL : ligne d’abonné numérique à débit symétrique sur une seule paire torsadée. -

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Type de modulation optionnelle : CAP, choix de la vitesse de transmission, largeur de bande de 0 à 500kHz (pas de service de téléphonie), débits typiques : 384kbit/s à 768kbit/s (et même jusqu’à 2304kbit/s). Applications : Internet, télétravail, TV par ADSL, vidéo conférence… - le VDSL : Very high speed DSL : ligne d’abonné numérique à très haut débit. Type de modulation optionnelle QAM et DMT, débit symétrique ou asymétrique, débit fixe, bande passante jusqu’à 10MHz, débits typiques : 13Mbit/s/13Mbit/s ou 26Mbit/s/2Mbit/s. POTS* (= RTC) et ISDN (= RNIS) supporté par filtrage. Applications : Télévision numérique, extensions LAN…

II) INTERET DE L’ADSL L’intérêt de la technologie ADSL est qu’elle tire partie des bandes de fréquence non utilisées par le téléphone. Ainsi, alors que la voix est transportée sur une bande de fréquence allant de 300 à 3400Hz (rappelons que la bande de fréquence audible va de 20Hz à 20kHz), le signal ADSL est transmis sur les plages de fréquences hautes, inaudibles, de 25,875kHz à 1,104MHz. L’utilisation de cette bande très large permet de transporter des données à des débits pouvant atteindre 8Mbit/s au maximum en réception et 768Kbit/s en émission (d’où le A de ADSL qui signifie asymétrique). Point intéressant pour l’utilisateur, les signaux voix et ADSL utilisant des plages de fréquences différentes, la même ligne téléphonique permet de téléphoner et de surfer sur Internet à débit très rapide simultanément. En résumé, les avantages de l’ADSL sont : • Asymétrie : la transmission asymétrique est particulièrement adaptée au téléchargement et aux services multimédia. • Partage des connexions : avec un tel débit, l’ADSL permet à plusieurs stations d’utiliser la même ligne, tout en conservant de bonnes performances. • Pas de surcharge du réseau téléphonique : En effet, les transmissions ADSL ne passent pas au travers des autocommutateurs téléphoniques, mais de switchs dédiés au trafic Internet. • Ligne téléphonique libre : lors de transmissions ADSL, le canal standard (réservé au téléphone fixe, fax…) reste disponible. • Ligne dédiée : contrairement à CATV (Community Antenna TeleVision = réseau télévisuel câblé), l’ADSL offre une ligne dédiée à chaque utilisateur. De ce fait, la sécurité est nettement supérieure.

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III) L’ARCHITECTURE DU RESEAU A) Le réseau ADSL : schéma de présentation

Figure 1 : le réseau ADSL

B) Le Modem Modulateur/Démodulateur Il convertit les données venant de la ligne ADSL en données exploitables par le PC (Personal Computer) de l’abonné et inversement. Le modem doit toujours être placé derrière un filtre qui sépare la bande de fréquence utilisée par la téléphonie et celle utilisée pour la transmission de données ADSL. Le modem est couramment appelé ATU-R (ADSL Transceiver Unit – Remote office end). C) Le DSLAM Digital Subscriber Line Access Multiplexer : Multiplexeur d’accès de lignes d’abonnés numériques Le DSLAM est le premier élément de la chaîne réseau (il se trouve au central téléphonique) rencontré par le signal sortant du modem de l’abonné. Il est constitué de cartesfiltres, de cartes-modems, et de cartes-réseau. Chaque carte-filtre et carte-modem contient un nombre donné d’équipements correspondant à autant d’abonnés. A la réception du signal provenant du client, le DSLAM va le filtrer. La partie « voix » est envoyée par la carte filtre vers le réseau commuté, la partie ADSL vers la carte modem.

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Figure 2 : principe du filtrage au niveau du DSLAM Au niveau de la carte modem, la partie haute du spectre de fréquence est démodulée. On se retrouve à ce stade avec le signal ATM tel qu’il était avant d’être modulé en ADSL côté client. Cette carte est couramment appelée ATU-C (ADSL Transceiver Unit – Central office = unité d’émission-réception du côté du central) et présente beaucoup de similitudes avec l’ATU-R (modem côté abonné). Les VC* (Virtual Channel = canaux virtuels) ATM* (Asynchronous Transfert Mode = mode de transfert asynchrone) créés dans l’ATU-C (modem coté réseau) sont multiplexés dans les VP* (Virtual Path = chemin d’accès virtuel) au niveau de la carte réseau. Un VP commencé dans un DSLAM est aiguillé sur la dorsale ATM jusqu’à un BAS* (Broadband Access Server) où les VP sont terminés et chacun des VC est traité individuellement pour permettre la connexion jusqu’au FAI*. Le DSLAM est un élément de concentration ATM qui a des limites en terme de VP et de VC, ces limites sont propres à chaque constructeur. En résumé, les principales cartes du DSLAM sont les cartes filtres, qui servent à séparer le signal téléphonique de la bande de fréquence de l’ADSL, les cartes modem font la modulation/démodulation du signal ADSL dans les sens abonné/réseau et réseau/abonné, les cartes réseau qui servent d’interface STM-1* (les trames synchrones de 155 Mbit/s qui circulent sur le réseau ATM). De façon générale, un DSLAM est composé par un châssis maître dans lequel on trouve la carte réseau, des cartes modem et des cartes filtres. Au fur et à mesure que le nombre d’abonnés sur ce DSLAM augmente, on rajoute des châssis esclaves au DSLAM (ils dépendent du châssis