Chapitre III : Applications de l’OSF (technologie Optique Sans Fil)
Titre 1: Méthodologie
L’objectif de ce chapitre est de vérifier dans quelle mesure les communications optiques sans fil peuvent être implémentées de façon efficace et rentable au sein de quelques types de réseaux sélectionnés. Nous tenterons donc de déterminer les circonstances qui rendent possible cette implémentation et, afin d’avoir une idée de l’ampleur du marché, la fréquence de survenance de ces circonstances favorables.
Essayons de comprendre le raisonnement suivi par un client potentiel d’optique sans fil qui a besoin de connecter entre eux deux points. Ce besoin n’existe pas par lui- même. Il provient de la volonté de mettre en œuvre une application au sein d’un certain type de réseau.
C’est cette application qui déterminera la nature de la connexion. C’est donc par l’analyse des applications sous-jacentes de quelques types de réseaux représentatifs que nous tenterons d’identifier en leur sein les connexions susceptibles d’avoir un profil «distance-bande passante» compatible avec l’optique sans fil et pour lequel l’optique sans fil est compétitif par rapport aux technologies hertziennes. Il faudra également tenir compte des besoins de ces connexions en terme de disponibilité.
Supposons que le client potentiel a maintenant identifié quelques connexions au sein de son réseau qui, par leurs profils «distance-bande passante» et leurs besoins de disponibilité, pourraient être implémentées en optique sans fil. Le premier travail à effectuer consiste alors à vérifier s’il y a bien ligne de vue entre les points reliés par ces connexions.
Cette inconnue doit être étudiée au cas par cas comme elle est indépendante de l’application ou du type de réseau et dépend uniquement de la topologie des lieux dans lesquels ce réseau est mis en œuvre. Nous devrons donc essayer de trouver un indicateur caractérisant les lieux et permettant de prédire la survenance ou l’absence de ligne de vue.
D’autres facteurs, qui dépendent du client potentiel lui-même, rentrent également dans la balance. Le choix d’utiliser des liens OSF dépendra par exemple de l’étendue actuelle du réseau du client. S’il possède déjà un réseau de fibre optique présent partout, il n’aura aucun besoin d’installer des dispositifs OSF (technologie Optique Sans Fil).
Par contre, si le client potentiel dispose de ressources financières limitées ou que sa stratégie implique un déploiement rapide de connexions, il optera plus facilement pour des liens OSF qui nécessitent un investissement initial faible et sont rapidement implémentables.
Les trois facteurs qui influencent les critères de sélection sont donc l’application sous- jacente du réseau, les caractéristiques des lieux dans lesquels il est déployé et les caractéristiques propres à son exploitant. Nous tenterons de déterminer pour chaque réseau les circonstances dans lesquelles ces facteurs sont favorables et l’étendue de la survenance de ces circonstances.
La Figure n°20 résume les facteurs qui déterminent les critères de sélection des technologies OSF (technologie Optique Sans Fil).
Figure n°20: Facteurs déterminant les critères de sélection des technologies OSF
Source : Valentin Bauwens
Lors de notre analyse des applications, nous nous concentrerons essentiellement sur l’étude des caractéristiques du réseau et de l’environnement. Les conditions de ligne de vue, de distance, de bande passante et de disponibilité qu’ils déterminent sont en effet déterminantes pour l’implémentation des liens OSF (technologie Optique Sans Fil). Comme le réseau et l’environnement dépendent l’un de l’autre, nous tenterons de comprendre la manière dont ils interagissent par le biais de simulations.
Titre 2: Sélection d’applications
Les technologies OSF (technologie Optique Sans Fil) ont des applications diverses auprès des entreprises, des institutions, ou encore dans l’armée. Cependant, comme l’objectif de notre étude est de juger dans quelle mesure les technologies optiques sans fil sont appropriées pour l’utilisation dans le réseau d’un opérateur de télécommunications, nous analyserons exclusivement des applications propres aux opérateurs.
Parmi ceux-ci, il est courant de faire la distinction entre:
- – Les opérateurs filaires: où l’utilisateur final accède au réseau par l’intermédiaire d’une technologie filaire. Ceux-ci incluent entre autres les réseaux de téléphonie fixe, les réseaux xDSL, les réseaux coaxiaux et les réseaux d’accès optiques.
- – Les opérateurs sans fil: où l’utilisateur final accède au réseau par l’intermédiaire d’une technologie sans fil hertzienne. Ceux-ci incluent entre autres les réseaux GSM, UMTS et WiFi.
Afin de remplir au mieux notre objectif, il convient d’analyser des réseaux dont l’utilisation est fortement répandue, c’est pourquoi, pour les réseaux filaires, nous opterons pour l’étude des réseaux ADSL ainsi que leur version plus rapide, les réseaux VDSL. En ce qui concerne les réseaux sans fil, nous choisirons d’étudier les réseaux GSM et leur nouvelle génération, les réseaux UMTS.
Titre 3: Réseaux xDSL
3.1 Architecture d’un réseau xDSL.
La technologie DSL (Digital Suscriber Line) est une technologie permettant de transmettre des informations digitales à des bandes passantes de plusieurs Mbps sur des lignes téléphoniques cuivrées existantes. Il existe plusieurs types de connexions xDSL. Parmi celles-ci, nous en étudierons deux:
- – La technologie ADSL (Asymetric Digital Suscriber Line): celle-ci est dite asymétrique car l’utilisateur peut recevoir une bande passante plus élevée que celle qu’il peut envoyer. Les bandes passantes reçues varient de 512 Kbps à 6 Mbps.
- – La technologie VDSL (Very high data rate Digital Suscriber Line): celle-ci est asymétrique comme l’ADSL, mais les bandes passantes reçues sont beaucoup plus élevées: elles varient entre 13 et 50 Mbps. Considéré comme le successeur de l’ADSL, il s’agit du standard xDSL le plus récent et donc, le moins répandu.
De par les bandes passantes élevées offertes, le nouveau standard permettrait l’offre, par les lignes téléphoniques actuelles, de nouveaux services tels que la vidéo à la demande55. Remarquons que Belgacom compte investir 300 millions d’euros en trois ans afin d’offrir des services VDSL à 46% de population belge d’ici fin 200656. Des tests sont actuellement en cours à Gand et à Mons.
Figure n°21: Architectures des réseaux téléphoniques et xDSL
Source : Valentin Bauwens
La figure n°21 A) représente un réseau moderne de téléphonie fixe utilisant la technologie DLC (Digital Loop Carrier). Dans ce système, les signaux analogiques provenant des téléphones des utilisateurs sont transportés sur un réseau de cuivre, appelé boucle locale, jusqu’à un point d’agrégation. A cet endroit, le signal analogique est converti en un signal digital par un appareil appelé Digital Loop Carrier (DLC).
Il est ensuite envoyé sur un réseau digital qui dessert les différents DLC de l’opérateur de téléphonie fixe. Ce réseau digital peut être constitué de cuivre ou de fibre optique. Il est représenté sur la figure n°21 A) par le segment vertical passant par le DLC. Ce réseau s’agrège une fois de plus au niveau du Central Office (CO), point de présence du réseau central de l’opérateur. Le réseau central est toujours un réseau optique
Supposons que l’opérateur de téléphonie fixe décide d’offrir des services xDSL à ses clients connectés sur la boucle locale. Dans le cas où la connexion entre le DLC et le CO est optique, il utilisera le même réseau optique et la même boucle locale pour transporter le trafic internet. Cette situation est représentée par la figure n°21 B). La différence essentielle avec la situation précédente réside dans le fait que l’information ne circule plus sur la boucle locale sous forme analogique mais sous forme digitale.
C’est pourquoi un dispositif doit être installé au niveau du DLC pour envoyer l’information sous forme digitale sur la boucle locale jusqu’au modem des abonnés xDSL. Ce dispositif est le DSLAM ou Digital Suscriber Line Access Multiplexer. Il peut desservir simultanément plusieurs centaines d’utilisateurs xDSL dans un rayon maximal inversement proportionnel à la bande passante offerte par utilisateur.
Dans le cas où la connexion entre le DLC et le CO n’est pas optique, une fibre optique devra être installée entre ces deux points, car la distribution d’un service xDSL nécessite des bandes passantes élevées sur cette section du réseau, incompatibles avec un réseau cuivré57. La Figure n°21 C) représente cette situation.
Remarquons que dans l’Union Européenne, un règlement communautaire impose le dégroupage de la boucle locale. Cela implique que l’opérateur historique, propriétaire de la boucle locale, est obligé d’en autoriser l’accès à des concurrents en échange d’une rétribution raisonnable. Ceux-ci peuvent donc amener leur propre fibre optique jusqu’au DSLAM à partir duquel ils distribuent leurs services sur la boucle locale de l’opérateur historique.
Bien qu’il puisse utiliser la boucle locale de l’opérateur historique, l’opérateur concurrentiel doit encore construire son propre réseau de fibre optique desservant les DSLAM58. Il se retrouve alors dans la même situation que l’opérateur historique dans la figure n°21 C).
3.2 Sélection d’une connexion adéquate pour l’OSF
Figure n°22: Connexion entre le CO et un DSLAM
Nous choisirons d’étudier, comme candidat potentiel à l’implémentation par OSF, la connexion entre le Central Office, situé sur le réseau central optique de l’opérateur, et un DSLAM distribuant des signaux xDSL sur un segment distant de la boucle locale.
Pour un opérateur historique au réseau vétuste ou un opérateur concurrentiel désireux d’offrir en premier des services xDSL, la possibilité d’effectuer cette connexion par OSF (technologie Optique Sans Fil) peut en effet s’avérer très intéressante étant donné la rapidité et la flexibilité d’implémentation que présente cette solution par rapport aux solutions filaires59.
Le choix d’étudier la connexion CO-DSLAM est d’autant plus fondé que la technologie xDSL exige pour cette connexion une portée et une bande passante compatibles avec l’optique sans fil:
- – La portée maximale d’un DSLAM sur la boucle locale n’est que de quelques kilomètres. La distance entre le CO et le DSLAM sera donc du même ordre de grandeur.
- – Les bandes passantes par client xDSL sont de l’ordre de quelques Mbps et plusieurs dizaines de clients partagent un même DSLAM. Les bandes passantes requises par un DSLAM pourraient donc être supportées par des technologies OSF (technologie Optique Sans Fil).
En ce qui concerne la disponibilité, les technologies OSF permettraient certainement de satisfaire les clients xDSL avec lesquels l’opérateur n’est presque jamais lié par un contrat de qualité de service. Pour une disponibilité de 99,9 %, le ralentissement induit par un système OSF (technologie Optique Sans Fil) serait de l’ordre de 1 seconde par 17 minutes de téléchargement, ce qui devrait constituer une nuisance négligeable pour l’utilisateur.
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55 DSL Forum (2001), «VDSL tutorial, Fiber-Copper access to the information highway»
56 L’Echo (4 mars 2004), «300 millions d’euros pour Broadway d’ici 3 ans»
57 International Engineering Consortium, «Remote DSLAM Solutions» http://www.iec.org/online/tutorials/adsl_dlc/topic04.html
58 Eurofiber, «Building a DSL access network with Dark Fiber», white paper59 Fsona (2002), «DSL Backhaul», application brief
