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  • 1. Les technologies DSL DESS Réseaux (2001/2002) Université Claude Bernard Lyon1 UFR d’Informatique BOEUF Stéphane - DANELON Grégory ( Digital Subscriber Line )
  • 2. Plan <ul><li>Le contexte </li></ul><ul><li>L’existant : les technologies concurrentes </li></ul><ul><li>Le principe : support et codages </li></ul><ul><li>Les différentes technologies </li></ul><ul><li>Verdict : problèmes et intérêts </li></ul>
  • 3. Le contexte <ul><li>Contexte de la boucle Locale (last miles) </li></ul><ul><li>Évolution des besoins Internet et multimédia </li></ul><ul><li>Objectifs : </li></ul><ul><ul><li>Lien haut-débit entre un abonné quelconque et des opérateurs de service </li></ul></ul><ul><ul><li>Solution à court terme (en attendant la fibre optique) </li></ul></ul><ul><ul><li>Pas de travaux de génie civil (sinon aucun intérêt) </li></ul></ul><ul><ul><li> Utilisation de l’existant (RTC) </li></ul></ul>
  • 4. Plan <ul><li>Le contexte </li></ul><ul><li>L’existant : les technologies concurrentes </li></ul><ul><li>Le principe : support et codages </li></ul><ul><li>Les différentes technologies </li></ul><ul><li>Verdict : problèmes et intérêts </li></ul>
  • 5. L’existant : les technologies concurrentes <ul><li>Les Modems V90 </li></ul><ul><li>Le câble </li></ul><ul><li>Numéris </li></ul><ul><li>Lignes spécialisées </li></ul><ul><li>Faisceaux hertziens </li></ul><ul><li>Satellites </li></ul><ul><li>Câbles électriques </li></ul>
  • 6. Les technologies concurrentes (1) <ul><li>Les Modems V90 </li></ul><ul><ul><li>Accessible par tout le monde </li></ul></ul><ul><ul><li>Peu coûteux (nombreuses offres) </li></ul></ul><ul><ul><li>Débits faibles (56 kbits/s max.) </li></ul></ul><ul><li>Le câble </li></ul><ul><ul><li>Pas toujours accessible </li></ul></ul><ul><ul><li>Cher (tend à diminuer) </li></ul></ul><ul><ul><li>Restriction : limité au volume reçu et/ou émis </li></ul></ul><ul><ul><li>Accès à la télévision numérique </li></ul></ul><ul><ul><li>Débit élevé (dizaine de Mbits/s) </li></ul></ul>
  • 7. Les technologies concurrentes (2) <ul><li>RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services) </li></ul><ul><ul><li>Fiabilité de la connexion : l&apos;établissement de la communication prend une fraction de secondes </li></ul></ul><ul><ul><li>Stabilité de la transmission </li></ul></ul><ul><ul><li>Facturation au temps de connexion </li></ul></ul><ul><ul><li>Débit peu élevé (128 kbits/s max.) </li></ul></ul><ul><li>Ligne spécialisée </li></ul><ul><ul><li>Connexion permanente et illimitée </li></ul></ul><ul><ul><li>Cher : facturation selon la distance de la ligne </li></ul></ul><ul><ul><li>Débit très élevé (plusieurs centaines de Mbits/s) </li></ul></ul>
  • 8. Les technologies concurrentes (3) <ul><li>Faisceau hertzien </li></ul><ul><ul><li>Installation simple : pas de câble ! </li></ul></ul><ul><ul><li>Perturbations dues aux conditions climatiques </li></ul></ul><ul><ul><li>Dépend du relief (le récepteur doit être aligné sur l’émetteur) </li></ul></ul><ul><ul><li>Cher (réservé au PME) </li></ul></ul><ul><ul><li>Haut débit (jusqu’à 10 Mbits/s) </li></ul></ul><ul><li>Satellite </li></ul><ul><ul><li>Problème pour la voie montante (modem V90) </li></ul></ul><ul><ul><li>Débit en réception correct (1 Mbits/s) </li></ul></ul><ul><ul><li>Réservé aux entreprises (cher) </li></ul></ul>
  • 9. Les technologies concurrentes (4) <ul><li>Courants Porteurs </li></ul><ul><ul><li>Technologie prometteuse en phase d’expérimentation </li></ul></ul><ul><ul><li>Tout le monde peut être relié ! </li></ul></ul><ul><ul><li>Débit élevé (10 Mbits/s) </li></ul></ul><ul><li>Les technologies DSL … </li></ul>
  • 10. Plan <ul><li>Le contexte </li></ul><ul><li>L’existant : les technologies concurrentes </li></ul><ul><li>Le principe : support et codages </li></ul><ul><li>Les différentes technologies </li></ul><ul><li>Verdict : problèmes et intérêts </li></ul>
  • 11. Le principe (1) <ul><li>Les technologies diffèrent sur : </li></ul><ul><ul><li>Nombre de paires torsadées </li></ul></ul><ul><ul><li>Distances Central Télécoms – Abonné </li></ul></ul><ul><ul><li>Symétrie des canaux </li></ul></ul><ul><li>Débits différents </li></ul><ul><li>Utilisation différentes </li></ul>
  • 12. Le principe (2) <ul><li>Réutilisation du réseau téléphonique existant sans gêner son fonctionnement normal. </li></ul><ul><li>Meilleure utilisation de la bande-passante </li></ul><ul><li>Sur de courtes distances, la paire torsadée supporte du haut débit et des signaux hautes fréquences </li></ul><ul><li>Performances basées sur les techniques de modulation et de codage </li></ul>
  • 13. Le principe (3) <ul><li>Codage 2B1Q </li></ul><ul><li>À 2 bits (2B) correspond 1 symbole quaternaire (1Q) </li></ul><ul><li>Bande de base  bande de fréquence de 0 à 3,4 kHz  canal téléphonique indisponible </li></ul>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
  • 14. Le principe (4) <ul><li>Q uadrature A mplitude M odulation </li></ul><ul><ul><li>Modulation de phase et d’amplitude </li></ul></ul><ul><ul><li>Augmente le nombre d’états par symbole </li></ul></ul><ul><ul><li>Augmente la bande passante </li></ul></ul><ul><ul><li>Complexifie la modulation et la démodulation </li></ul></ul><ul><ul><li>Passe-bande  Bande de fréquence spécifique  Séparation des canaux  libération de la ligne téléphonique. </li></ul></ul><ul><ul><li>Jusqu’à 6 bits par symbole </li></ul></ul>
  • 15. Le principe (5) <ul><li>C arrierless A mplitude M odulation </li></ul><ul><ul><li>Technique proche du QAM </li></ul></ul><ul><ul><li>Garde en mémoire une partie du signal modulant </li></ul></ul><ul><ul><li>Réassemblage sur le signal modulé </li></ul></ul><ul><ul><li>Débit augmenté : jusqu’à 9 bits par symbole </li></ul></ul>
  • 16. Le principe (6) <ul><li>D iscrete M ulti T one </li></ul>
  • 17. Le principe (7) <ul><li>Discrete MultiTone </li></ul><ul><ul><li>Normalisé par l’ANSI T1.413 </li></ul></ul><ul><ul><li>256 porteuses (sous-canaux) de 4,3 kHz : </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>6 pour le canal téléphonique </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>32 pour le canal montant </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>218 pour le canal descendant </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Nombre de bits par porteuse variable en fonction des conditions de transmission </li></ul></ul><ul><ul><li>Jusqu’à 15 bits par symbole </li></ul></ul><ul><ul><li>Actuellement moins utilisé que CAP </li></ul></ul>
  • 18. Le principe (8) <ul><li>Annulation d’écho </li></ul><ul><li>Chevauchement des 2 canaux </li></ul><ul><li>Caractéristiques du signal émis connues  Soustraction au signal reçu la perturbation due au signal émis </li></ul><ul><li>Perturbation si plusieurs transmissions à annulation d’écho simultanée dans un même câble </li></ul>
  • 19. Le principe (9) <ul><li>F requency D ivision M ultiplexing </li></ul><ul><li>Séparation des 2 canaux </li></ul><ul><li>Pas d’interférence entre les canaux </li></ul><ul><li>Utilise une bande passante plus grande  diminue la distance maximale de transmission </li></ul>
  • 20. La symétrie Technologies symétriques (Full-Duplex) Technologies asymétriques (Simplex) Central Télécoms Abonné Canal ascendant / descendant Central Télécoms Abonné Canal descendant Canal ascendant
  • 21. Plan <ul><li>Le contexte </li></ul><ul><li>L’existant : les technologies concurrentes </li></ul><ul><li>Le principe : support et codages </li></ul><ul><li>Les différentes technologies </li></ul><ul><li>Verdict : problèmes et intérêts </li></ul>
  • 22. Les techniques symétriques (1) <ul><li>H igh bit rate DSL </li></ul><ul><ul><li>Première technologie DSL déployée (fin 80) </li></ul></ul><ul><ul><li>Parallèlement au développement du 2B1Q </li></ul></ul><ul><ul><li>Full-Duplex (débit de 1,5 – 2 Mbits/s sur 2 ou 3 paires) </li></ul></ul><ul><ul><li>&amp;quot;Longue distance&amp;quot;  (4,5 km) </li></ul></ul><ul><ul><li>Deux composants spéciaux du DSLAM </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>Un brouilleur (comme pour les modems analogiques) </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><li>L’égaliseur auto-adaptatif : </li></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>phase d’initialisation avant l’échange de données pour fixer l’annulateur d’écho </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>la mise en place de la technique d’égalisation adaptative. </li></ul></ul></ul></ul>
  • 23. Les techniques symétriques (2) <ul><li>S ingle DSL </li></ul><ul><ul><li>Même principe que HDSL </li></ul></ul><ul><ul><li>Full-Duplex (débit de 0,77 Mbits/s sur 1 paire) </li></ul></ul><ul><ul><li>Distance moyenne (3,6 km) </li></ul></ul><ul><ul><li>Solution simpliste : </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Faible débit </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Faibles coûts d’investissement (DSLAM) </li></ul></ul></ul></ul>
  • 24. Les techniques asymétriques (1) <ul><li>A symmetric DSL </li></ul><ul><ul><li>Origine : 1995 pour la vidéo </li></ul></ul><ul><ul><li>Communication téléphonique et transfert de données simultanés </li></ul></ul>
  • 25. Les techniques asymétriques (2) <ul><li>ADSL </li></ul><ul><ul><li>Séparation fréquentielle des canaux (FDM) </li></ul></ul><ul><ul><li>256 canaux de 4,3 kHz (32 et 218) </li></ul></ul><ul><ul><li>Débit fonction de la distance : </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>5,5 Km  1,5 Mbits/s </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>2,8 Km  8,4 Mbits/s </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><li>Exigences d’architecture Client-Serveur </li></ul></ul>
  • 26. Les techniques asymétriques (3) Architecture ADSL Ordinateur Modem ADSL Téléphone Filtre Abonné Filtre Modem ADSL Internet RTC 1 paire torsadée Voix Connexion abonné avec réseaux voix-données
  • 27. Les techniques asymétriques (4) <ul><li>R ate a daptative DSL </li></ul><ul><ul><li>Version évolutive de l’ADSL </li></ul></ul><ul><ul><li>Pas forcement besoin d’un débit constant </li></ul></ul><ul><ul><li>Adapte et optimise la vitesse aux conditions locales selon les paramètres (auto-configuration) </li></ul></ul>
  • 28. Les techniques asymétriques (5) <ul><li>ADSL-Lite </li></ul><ul><ul><li>Version allégée et spécialisée de l’ADSL </li></ul></ul><ul><ul><li>Financièrement très intéressant </li></ul></ul><ul><ul><li>Plus pratique (absence de filtre) </li></ul></ul>
  • 29. Les techniques asymétriques (6) <ul><li>V ery high bit-rate DSL </li></ul><ul><ul><li>Gros débit (  50 Mbits/s) </li></ul></ul><ul><ul><li>Très courte distance (300 m) </li></ul></ul><ul><ul><li>Complète une infrastructure FTTC </li></ul></ul><ul><ul><li>Reste encore des problèmes à résoudre </li></ul></ul>Télécoms ONU Fibre optique Modem VSDL Modem VSDL paire torsadée &lt; 1500 m
  • 30. Les techniques asymétriques (7) <ul><li>Des variantes : </li></ul><ul><ul><li>I SDN- DSL : DSL sur ISDN. </li></ul></ul><ul><ul><li>C onsumer DSL : Version très proche de l’ADSL-Lite </li></ul></ul><ul><ul><li>Il existe également des implémentations de DSL (codage et modulation) avec des supports type satellites et sans-fils </li></ul></ul><ul><ul><li>Rq : beaucoup de patronymes différents pour quasiment la même technologie </li></ul></ul>
  • 31. Récapitulatif des technologies DSL 1,5 à 2,3 Ascendant FDM CAP, DMT 1,3 Km 13 à 51 Descendant Asymétrique VDSL 0,128 à 1 Ascendant FDM CAP 5,4 Km 0,6 à 7 Descendant Asymétrique RaDSL 0,016 à 0,64 Ascendant Annulation d’échos, FDM CAP, DMT 5,4 Km 1,5 à 6 Descendant Asymétrique ADSL Annulation d’échos CAP, 2B1Q 3,6 Km 0,768 Full Duplex (1paire) Symétrique SDSL Annulation d’échos CAP, 2B1Q 4,5 Km 1,544 à 2,048 Full Duplex (2 ou 3 paires) Symétrique HDSL Séparateur de canaux Codage Distance maxi Débit (Mbits) min / max Fonctionnement du canal Mode de transmission Technologie
  • 32. Plan <ul><li>Le contexte </li></ul><ul><li>L’existant : les technologies concurrentes </li></ul><ul><li>Le principe : support et codages </li></ul><ul><li>Les différentes technologies </li></ul><ul><li>Verdict : problèmes et intérêts </li></ul>
  • 33. Le verdict (1) <ul><li>Les problèmes : </li></ul><ul><ul><li>Difficultés liées au support lui-même </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Câble de cuivre pas toujours de bonne qualité </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Diaphonie </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Dissipation </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Pupinisation </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><li>Difficultés liées au principe </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Pas de couverture nationale (distance maximale) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Pas d’équité dans la qualité de service </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><li>Difficultés d’ordre financier et géopolitique </li></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Equipement initial onéreux (DSLAM ≈ 1800 €) </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Abonnement conséquent pour le particulier </li></ul></ul></ul></ul><ul><ul><ul><ul><li>Problème de concurrence (ART et associations de consommateurs) </li></ul></ul></ul></ul>
  • 34. Le verdict (2) <ul><li>Les avantages : </li></ul><ul><ul><li>Utilisation de l’existant (réutilisation du RTC) </li></ul></ul><ul><ul><li>Ouverture facile de nouvelles lignes (pas de travaux de génie civil) </li></ul></ul><ul><ul><li>Possibilité avec certain codage de garder la ligne téléphonique libre (ADSL,…) </li></ul></ul><ul><ul><li>Accès pour l’utilisateur moyen à du haut-débit </li></ul></ul><ul><ul><li>Prix acceptable pour une entreprise, plusieurs postes connectés sur une seule ligne… </li></ul></ul>
  • 35. Le verdict (3) <ul><li>Les applications </li></ul><ul><ul><li>Boucles locales résidentielles </li></ul></ul><ul><ul><li>Interconnexions de PABX </li></ul></ul><ul><ul><li>Accès haut-débit à Internet (en tant qu’utilisateur) </li></ul></ul><ul><ul><li>Applications multimédia « de qualité » </li></ul></ul><ul><ul><li>Interconnexion de réseaux locaux </li></ul></ul><ul><ul><li>Travail à distance </li></ul></ul><ul><ul><li>Interrogation de bases de données distantes </li></ul></ul><ul><ul><li>Compléter une infrastructure FTTC </li></ul></ul>
  • 36. Conclusion <ul><li>Technologies à utiliser maintenant </li></ul><ul><li>Particuliers : très intéressant </li></ul><ul><ul><li>Enfin du haut débit ! </li></ul></ul><ul><ul><li>Prix raisonnable </li></ul></ul><ul><ul><li>Pas de travaux </li></ul></ul><ul><li>PME : intéressant </li></ul><ul><ul><li>Partage de connexion </li></ul></ul><ul><ul><li>Débit satisfaisant </li></ul></ul><ul><li>Grands comptes : peu intéressant </li></ul><ul><ul><li>Débit insuffisant (ascendant) </li></ul></ul><ul><ul><li>Partage de connexion avec un faible nombre de postes </li></ul></ul><ul><ul><li>Arrivée de la fibre optique  investissement à long terme </li></ul></ul>
  • 37. Schématiquement <ul><li>Comparaison des performances </li></ul>

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