XDSL

REMERCIEMENTS

Nous tenons remercier vivement notre promoteur Mr Kheroua qui na mnag aucun effort pour nous aider parvenir la ralisation de ce projet. Nous remercions galement Mr Tienti nous a aid enrichir nos connaissances dans le domaine du projet. Nos remerciements aussi lensemble du corps professoral de linstitut.

Abderrahmane et Dieng

Je ddie ce travail mon cher pre et ma chre mre. A mes chres tantes A mes chres surs et frres A mes chers oncles A mes chers grands-parents et tous les habitants de Wothie, de Walald et de Gollr A la mmoire de notre illustre Thierno Bassirou Aw et toute sa famille. A mon cher binme Abderrahmane Ahmat A tous les enseignants de lITO A tous les tudiants trangers dORAN ceux de lITO en particulier A tous mes compatriotes Mauritaniens vivant en Algrie ceux dORAN en particulier. Pour finir je ddie ce travail tous ceux qui maiment. DIENG OUMAR

Prambule

Lobjectif assign ce PFE est ltude de la technologie ADSL, et plus particulirement les aspects relatifs la transmission puis de raliser la simulation dun modem ADSL sous Matlab. Il est demand dautre part limplmentation dun modle de transmission numrique sappuyant sur la technique DMT et la modulation QAM. Le modle simule la transmission grande vitesse du downstream de donnes de l'extrmit d'oprateur de rseau (ATU-C) l'extrmit de client (ATU-R) sur la ligne tlphonique paire torsade existante. Cette dmonstration dcrit une mthode de simulation d'une ligne numrique asymtrique metteur rcepteur d'abonn Une mthode dvaluation de la qualit de la ligne pour simuler le systme dallocation des bits est dveloppe, en tenant compte dventuelles perturbations sur la ligne au moment de la transmission.

M.KHEROUA

SOMMAIREIntroduction gnrale Chapitre I. Boucle locale Introduction I.1. Dopage du rseau tlphonique : I.2. Dissipation d'nergie I.3. Diaphonie I.4. Pupinisation I.5. Perturbations lectromagntiques I.5.1. Affaiblissements I.5.2. Distorsion de phase I.5.3. Rflexions I.5.4. Dsadaptation I.6. Limitation en dbit I.7. Limitation en distance I.8. Le dgroupage I.8.1. Accs dgroup la boucle locale I.8.1.1. Accs totalement dgroup la boucle locale I.8.1.2. Accs partag la boucle locale I.8.2. La colocalisation Conclusion Chapitre II. LES TECHNOLOGIES xDSL Introduction II.1. Les diffrentes technologies de xDSL II.1.1. Transmissions symtriques II.1.1.1.HDSL (High bit-rate DSL) II.1.1.2. SDSL (Symetric DSL ou Single line DSL) II.1.1.3. SHDSL (Single-pair High-speed DSL) II.1.2. Transmissions asymtriques II.1.2.1. ADSL (Asymetric DSL) II.1.2.2. VDSL (Very High bit-rate DSL) II.1.2.3. RADSL (Rate Adaptative DSL) II.1.2.3. CDSL-Consumer DSL II.2. Les services offerts par les technologies xDSL Conclusion Chapitre III. LA TECHNOLOGIE ADSL Introduction III .1. Les problmes III.2. les solutions III.3. Principes de base de fonctionnement III.4. Spectre de frquence ADSL III.5. Architecture ADSL Les acronymes signifient : III.6. La norme ADSL 2 4 4 4 5 6 6 7 7 7 8 8 9 10 10 10 11 11 12 12 12 13 3 13 14 14 15 15 16 16 19 21 22 22 22 23 24 26 27 28 29

III.7. Comparaison des performances de lADSL celles des modems existants (V.90) :30 III.8. Les raisons dinvestir dans lADSL 32 LADSL en un clin dil III.9. ADSL face la solution ATM III.9.1. Les Caractristiques de lATM III.9.2. Les Intrts de lATM III.9.3. Les Inconvnients dATM III.9.4. ADSL et ATM III.9.5. Rseaux multiservices avec ADSL/ATM III.10. Trames ADSL III.10.1. Dtail dune trame III.10.2. Emission III.10.3. Rception III.11. Les Applications : III.12. La tlvision par ADSL III.13. la tlvision sur linternet par ADSL III.14. L'Internet par l'ADSL : Conclusion Chapitre IV. Techniques de modulations utilises Introduction IV.1.Codage de ligne IV.1.1. Modulation d'amplitude IV.1.2. Modulation de phase. IV.2. Quadrature Amplitude Modulation (QAM) IV.3. Carrierless Amplitude and Phase Modulation (CAP) IV.4. Discrete Multi Tone (DMT) IV.4.1. Les sous canaux IV.4.2. Lavantage de DMT IV.5. Comparaison entre CAP et DMT Conclusion Chapitre V. Les Equipements ADSL Introduction V.1. Le modem V.2. Le splitter / micro filtre V.2.1. Rle du splitter V.2.2. Rle du micro filtre V.3. Le DSLAM V.4. Configuration typique du DSLAM V.5. Configuration ADSL V.6. Equipements et raccordements V.6.1. Le modem ADSL de lusager V.6.2. Le filtre lintroduction de la maison V.6.3. La nouvelle ligne jusquau modem ADSL V.6.4. Le filtre lintroduction du central V.6.5. Le modem ADSL du central 32 33 33 33 35 35 36 37 39 41 44 44 45 46 47 49 51 51 51 52 52 54 55 55 57 59 60 61 62 62 62 62 63 63 64 64 67 70 71 71 71 71 72

Chapitre VI. Simulation 73 Introduction 73 VI.1. Aspect technique de lADSL 74 VI.2. Description du procd DMT 75 VI.2.2. Spcificit de la DMT 76 VI.2.3.1. Le codage QAM 77 VI.2.3.2. LIFFT 79 VI.2.3.4. Insertion du prfixe cyclique 81 VI.2.4.2. Lgalisation 82 VI.3. Prfixe cyclique 83 VI.3.1. Interfrences entre sous-porteuses 83 VI.3.2. Interfrences entre trames 85 VI.4. Evaluation canaux 87 VI.4.3. Limplmentation 90 VI.4.4.2. Rponses frquentielles estimes 91 VI.4.4.2.1. Cas sans bruit 92 VI.4.4.2.2. Cas avec bruit 93 VI.5. Allocation dynamique 95 VI.5.2. 2me tape : mise en place des quations 96 VI.5.3. 3me tape : calcul des puissances de chaque sous-porteuse 99 VI.5.4. 4me tape : dtermination du nombre de bits allous chaque sous-porteuse 99 VI.5.6. 6me tape : ajustement prcis du dbit 100 Conclusion Gnrale 103

Introduction gnrale

Introduction gnraleDepuis lavnement des technologies xDSL (Digital Subscriber Line), la paire torsade en cuivre a retrouv un intrt grandissant parmi les grandes entreprises de tlcommunication. Les diffrentes technologies xDSL ont une caractristique commune, elles permettent de faire passer des flux importants de donnes sur de simples lignes tlphoniques torsades. Une prsentation exhaustive des technologies xDSL sera prsente, en insistant sur laspect technique et en les comparant avec les diffrentes autres solutions similaires mises en oeuvre. Des exemples dapplications vont dmontrer lintrt rel de la part des industriels. Les technologies xDSL utilisent les structures existantes, permettant de transfrer les donnes entre lutilisateur et le rseau, sans ncessit un investissement astronomique de la part des oprateurs de tlcommunication. Ainsi, avec constamment plus dabonns tlphoniques qui deviennent des internautes, le rseau tlphonique est toujours plus satur par des appelles longues dures. La plupart des applications Internet actuelles demandent des dbits plus levs que les possibilits analogiques et des connexions de plus longues dures (oprations inlines). De plus, les communications Internet sont gnralement trs asymtriques. Par exemple, une machine cliente (non serveur) connecte sur Internet besoin dun dbit assez considrable en rception tandis quun dbit assez faible en mission. La technologie idale pour ce genre dapplication est lADSL Asymmetric Digital Subscriber Line) qui introduit des transmissions digitales et asymtriques sur des lignes dabonnes. Une transmission asymtrique prvoit deux flux (upstream mission et downstreamrception) de dbits diffrents, afin de mieux sadapter aux communications asymtriques. Ceci nous a pouss faire une tude plus dtaille sur la technologie ADSL qui actuellement occupe une place plus importante par rapport aux autres applications pour les utilisateurs du rseau tlphonique. Ce projet de fin dtude est subdivis en six chapitres. En chapitre I nous avons essay de faire une tude dtaille sur la boucle locale savoir son utilisation par la technologie xDSL et ses problmes galement. Dans le deuxime chapitre nous avons fait une tude gnrale des diffrentes technologies xDSL. Nous avons parl des modes de transmissions pour chaque technologie, des diffrents dbits offerts et des limitations en distance quon peut avoir en fonction de lune ou lautre dentre elles. 2 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Introduction gnrale Dans le troisime chapitre comme nous lavons nonc prcdemment nous avons fait une tude plus pousse sur la technologie ADSL. Elle est actuellement la plus utilise de toutes les technologies xDSL dans le domaine des tlcommunications vu ses avantages pour les utilisateurs et les fournisseurs de services ADSL. Dans le quatrime chapitre de ce projet nous avons parl des diffrentes techniques de modulations utilises par la famille xDSL, ADSL en particulier. Un complment de cette partie thorique se trouve dans le chapitre de la simulation de ce projet. Dans le sixime chapitre nous avons voqus les diffrents quipements utiliss par la technologie ADSL. Enfin, ce projet se termine par un chapitre simulation dune liaison ADSL et les rsultats ont t satisfaisants.

3 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Historique de la technologie xDSL

Historique de la technologie xDSLLes nouvelles applications issues du dveloppement dInternet (tlchargement, tltravail, ecommerce) ncessitent des performances de vitesse de tlchargement que lactuel rseau Internet ne peut offrir. Lmergence de nouvelles technologies (Fast Ethernet, ) a permis une amlioration sensible de lpine dorsale des rseaux, mais les derniers kilomtres de la boucle locale restent problmatiques. Diffrentes technologies ont alors vu le jour pour rsoudre ce problme (RNIS, Cble, Ligne spcialise, xDSL). Une technologie sest dabord dtache : le dploiement de fibre optique jusque chez labonn. Cependant linvestissement sest rvl trop onreux. Les ingnieurs tlphoniques se sont alors rendu compte quil tait possible de passer par la ligne tlphonique tout en augmentant le dbit de la connexion. Cest le principe de fonctionnement des technologies xDSL. En effet il a t dcouvert que la ligne tlphonique pouvait supporter des frquences allant de 0 plusieurs Mhz et que le tlphone nutilisait que les frquences allant jusqu 4 KHz. La solution retenue ft donc dutiliser la partie haute de la bande passante pour lutilisation dInternet. En utilisant la partie haute de la bande passante, on permet au tlphone (situ dans la partie basse) de fonctionner en mme temps, ce qui permet lutilisateur dtre connect Internet tout en pouvant appeler ou tre appel. Les technologies xDSL sont divises en deux catgories : Symtrique ou Asymtrique La technologie ADSL appartient la deuxime catgorie do son nom (Asymmetric Digital Subscriber Line en anglais ou Ligne Numrique Paire Asymtrique). Cette technologie est dite asymtrique car le flux descendant de donnes (downstream) est plus lev que le flux montant (upstream). Lutilisation de la ligne tlphonique pour lInternet haut dbit pose trois problmes diffrent. Il sagit des problmes de dissipation dnergie, de diaphonie et de pupinisation.

Etude et Simulation dune Liaison xDSL

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Chapitre I

La Boucle Locale

Chapitre I. Boucle locale IntroductionPar dfinition, la boucle locale c'est le segment dun rseau de tlcommunications compris entre la prise chez labonn et le Commutateur de raccordement. Ce segment est aussi appel "le dernier kilomtre". L'ide de base des technologies DSL consiste repousser la barrire thorique des 300 - 3 400 Hz de bande passante, dont s'approchent les modems analogiques, notamment avec les techniques 56K. Ce qui n'est pas si simple car la dissipation d'nergie et la diaphonie posent problme. Pour remdier au problme des derniers kilomtres de la transmission, il a tout d'abord t envisag de dployer de la fibre optique jusque chez l'abonn. L'investissement s'est cependant rvl trop onreux. La rentabilit du systme tait donc compromise. Il fallait donc trouver une autre solution pour proposer des services assurant de hauts dbits moindre cot. La solution fut trouve par les tlphonistes : doper le rseau tlphonique existant. C'est le but des technologies xDSL.

I.1. Dopage du rseau tlphoniqueTechniquement, la procdure de dopage n'est pas trs complique. Elle consiste simplement mettre en uvre de nouvelles techniques de traitement du signal. Pour le DSL et ses drivs, la cl rside dans la modulation, autrement dit le processus par lequel un signal peut modifier les proprits d'un autre signal. Dans le cas du DSL, le signal du message modulant partir d'un modem metteur altre le signal HF (haute frquence) gnr par le signal de l'oprateur formant ainsi une onde composite, que l'on appellera onde module. Cette modification, l'onde module, permet au cble de cuivre ordinaire de se "dformer" et de travailler sur des amplitudes lectromagntiques plus grandes. Quand la transmission atteint sa destination, le modem rcepteur dmodule le message... et ainsi de suite. Une fois acquis le principe de modulation, il faut savoir comment on va modifier le signal HF. Avec le DSL, on utilise communment les techniques CAP ou DMT. Toutes deux utilisent la modulation QAM mais diffrent dans la manire de l'appliquer. Dans le premier cas, on gnre une onde module qui transporte les paramtres amplitude et phase avec des tats changeants que l'on stocke en partie avant rassemblage. Dans le cas de DMT, on divise les 4 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Chapitre I

La Boucle Locale

frquences disponibles dans 256 sous - canaux discrets. Ces diffrentes techniques de modulation autorisent des vitesses de transmission variant en fonction de la distance et de la qualit de la ligne locale.

Figure I.1. Schma de liaison ADSL I.2. Dissipation d'nergieUn courant lectrique passant au travers d'un conducteur dissipe une partie de son nergie sous forme de chaleur (pertes par effet Joule). Ces pertes augmentent avec la rsistance du cble. Celle-ci est fonction de la longueur du cble, de sa section et de sa rsistivit. Les technologies xDSL font passer des signaux haute frquence dans ces cbles. Cela a le dsavantage de crer un effet de peau qui a pour consquence d'augmenter dramatiquement la rsistance du cble, et donc d'attnuer le signal utile. Ceci a directement pour effet de limiter la longueur des boucles locales. Cependant, l'un des moyens de minimiser cette attnuation est d'utiliser des cbles moins sensibles l'effet de peau, donc de diamtre plus gros. Ce qui se traduit bien sur par un cot d'implantation plus lev.


Chapitre I

La Boucle Locale

I.3. DiaphonieLe couplage entre paires voisines induit un signal perturbateur qui augmente avec la frquence de ce signal. La diaphonie se manifeste aux deux extrmits de la ligne.

Figure I.1 : La diaphonie, paradiaphonie et tldiaphonie Dans un rseau tlphonique, de multiples paires de fils tlphoniques sont regroupes dans un mme cble. Des signaux transitant dans une paire torsade sont susceptibles de crer des interfrences (rayonnement lectromagntique) sur les autres paires du cble. C'est la diaphonie. Sachant que, du cot des centraux oprateurs, la concentration de cbles est trs forte, l'extension des technologies HF comme l' xDSL risque de crer de nombreuses perturbations entre signaux de mme caractristiques limitant ainsi le dbit obtenu.

I.4. PupinisationLaffaiblissement et la distorsion de phase peuvent tre compenss, dans la bande de frquences comprises entre 300 et 3400 Hz, par linsertion dinductances, gnralement de 88 mH, situes des intervalles rguliers. Cette mthode, appele pupinisation, a t largement utilise dans les rseaux analogiques. Elle limite la frquence de coupure aux environs de 4 7 KHz, rendant les lignes inutilisables pour les applications requrant des frquences plus leves.

Afin d'viter les parasites haute frquence et d'assurer un affaiblissement du signal indpendant de la frquence, les oprateurs tlphoniques ont disposs diffrents endroits de leur rseau des bobines d'auto-induction. Les technologies xDSL ont pour principe de laisser la bande des 300-3400 Hz libre et donc d'mettre sur des frquences levs. Ces bobines auront pour effet d'liminer le signal utile. Il est donc impossible de transmettre suivant une technologie xDSL sur une boucle locale quipe de bobines de pupinisation. 6 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Chapitre I

La Boucle Locale

I.5. Perturbations lectromagntiquesElles peuvent rsulter dinductions haute frquence (foudre, metteurs radio, circuits logiques,) ou basse frquence (harmoniques de la tension dalimentation, traction lectrique, moteurs, ).

I.5.1. AffaiblissementsIl augmente en fonction des paramtres suivants : Rsistivit du conducteur. Longueur de la ligne. Diminution du diamtre des conducteurs.Environ proportionnel la racine carre de la frquence

I.5.2. Distorsion de phaseLe temps de propagation du signal augmente environ proportionnellement avec la racine carre de sa frquence et entrane une distorsion des signaux transmis. Par consquent, des interfrences inter symboles vont se produire. Elles peuvent entraner des problmes de synchronisation et de reconnaissance dtats. La distorsion de phase peut tre corrige par lajout dun galiseur.

I.5.3. RflexionsLorsque le cble de transmission est constitu de plusieurs tronons de sections diffrentes, donc dimpdances caractristiques diffrentes. Il en rsulte des rflexions qui perturbent les signaux transmis.


Chapitre I

La Boucle Locale

I.5.4. DsadaptationElle provient des diffrences dimpdances entre les quipements terminaux et la ligne et provoque des rflexions sur les lignes de transmissions. Il en rsulte une transmission imparfaite de la puissance du signal et des rflexions qui polluent les lignes. Les lignes sont mises disposition par les oprateurs tlphoniques qui ne veulent absolument pas dtriorer leur qualit de service. Pour ce faire, ils exigent une adaptation quasi parfaite, ce qui imposent dnorme contrainte aux fabriquants dquipements (en particulier pour les concepteurs de filtres).

I.6. Limitation en dbitLe standard ADSL a t finalis en 1995 et prvoit: Un canal tlphonique avec raccordement analogique ou ISDN Un canal montant avec un dbit maximal de 640 800 kbits/s Un canal descendant avec un dbit maximal de 8192 kbits/s Le dbit binaire maximal qui peut tre atteint sur un canal de cuivre possdant un spectre de frquence stalant jusqu 1,1 Mhz est limit par son rapport signal sur bruit, selon la formule de Shannon :

C = B log 2 (1 + Avec :C : capacit maximale du canal de transmission B : largeur de bande du canal S/N : rapport signal sur bruit

S/N )

: facteur correcteur propre aux lignes xDSL pour lesquelles il vaut = 30.

Le bruit (bruit impulsionnel, bruit radio, diaphonie) est dautant plus prsent et drangeant que lon monte en frquence. Cela explique les limitations en dbit dADSL, qui ne saura donc jamais offrir un dbit suprieur 8Mbits/s en downstream.


Chapitre I

La Boucle Locale

I.7. Limitation en distanceComme pour toutes les technologies DSL, la distance de boucle entre le central dabonn de loprateur et labonn lui-mme ne doit pas dpasser certaines chelles afin de garantir un bon dbit des donnes. Cette limitation en distance est intimement lie au phnomne daffaiblissement du signal conduit dans le canal, qui lui-mme est en partie li aux hautes frquences dans lesquelles peut monter le signal ADSL. En effet, un courant lectrique passant au travers dun conducteur dissipe une partie de son nergie sous forme de chaleur, cest ce que lon appelle leffet Joule. Or ces pertes augmentent avec la rsistance du cble, qui elle-mme est fonction de la section, de la rsistivit et de la longueur de celui-ci. Les technologies xDSL et en particulier ADSL font passer des signaux haute frquence dans ces cbles, ce qui a le dsavantage de provoquer un effet de peau qui a pour consquence daugmenter dramatiquement la rsistance du cble, et donc dattnuer le signal utile. Les cbles utiliss pour ADSL dans la boucle locale sont, comme nous lavons vu, des conteneurs dun certain nombre de paires torsades de cuivre. Le diamtre de ces cbles est plus ou moins constant, et la rsistivit du cuivre est immuable sauf conditions extrmes. Il en ressort que le dernier facteur prpondrant lobtention dune certaine qualit de transmission est la longueur du cble lui-mme, ce qui explique pourquoi la distance entre labonn ADSL et le central dabonn auquel il est raccord doit rpondre aux critres quimpose ADSL en fonction du dbit offert. Ces restrictions de distance limitent loffre ADSL aux zones urbaines exclusivement.

Figure I .2 limitation en distance et en dbit


Chapitre I

La Boucle Locale

I.8. Le dgroupageLe dgroupage permet un oprateur dutiliser la boucle locale dun oprateur concurrent pour acheminer son propre trafic.

I.8.1. Accs dgroup la boucle localeDeux possibilits : un accs totalement dgroup un accs partag la boucle locale, celle-ci restant la proprit de FT (France Telecom), qui ne fait que la "louer" ses concurrents. Dans les deux cas, comment qualifier, garantir et maintenir la qualit de la ligne (description, documentation, intervention, accs aux sous-rpartiteurs) ?

I.8.1.1. Accs totalement dgroup la boucle localeLe bnficiaire dispose d'un accs la boucle locale de FT autorisant lusage de la totalit du spectre de frquences disponibles sur la paire torsade mtallique. Le client final nest alors plus un abonn de FT.

Figure I.3. Accs totalement dgroup la boucle locale de FT


Chapitre I

La Boucle Locale

I.8.1.2. Accs partag la boucle localeLe bnficiaire dispose d'un accs la boucle locale de FT autorisant lusage des frquences non vocales du spectre de frquences disponible sur la paire torsade mtallique, la boucle locale continue dtre utilise par FT pour fournir le service tlphonique. Le client continue de payer l'abonnement FT.

Figure I.4. Accs partag la boucle locale I.8.2. La colocalisationC'est l'obligation pour FT de fournir un local et les ressources techniques ncessaires lhbergement et la connexion des quipements techniques des oprateurs alternatifs. 400 sites au 01/01/04.

ConclusionEn conclusion, nous pouvons admettre quaux hautes frquences les problmes lis aux distances sont les plus contraignants (affaiblissement, diaphonie, distorsion de phase). Aux basses frquences, ce sont les difficults lies aux bruits impulsionnels qui dominent. En consquence, les paires torsades tlphoniques sont utilisables sans trop de difficult jusquaux environs de 1 MHz. Au-del, leur utilisation devient dlicate et elle ncessite des systmes de transmission trs performants.


Chapitre II.

Les Technologies xDSL

Chapitre II. LES TECHNOLOGIES xDSL IntroductionLADSL nest pas simplement une technologie qui permet doffrir un accs large bande Internet aux abonns rsidentiels et aux petites et aux moyennes entreprises. Elle fait partie des nombreuses technologies qui peuvent tre mises en uvre pour transformer la boucle locale analogique a une vritable ligne daccs numrique haut dbit et pour viter la saturation du rseau tlphonique. Ces technologies sont regroupes dans une famille que lon nomme bien souvent xDSL. Le x reprsente une des lettres de lalphabet l'xDSL regroupent tout ce qui permet de faire passer des flots de donnes grande vitesse sur de simples lignes tlphoniques torsades. Il existe diffrentes variantes : HDSL : High bit rate DSL SDSL : Single pair, ou symmetric DSL ADSL: Asymmetric DSL RADSL: Rate Adaptative DSL VDSL : Very high DSL

Les diffrences essentielles entre ces technologies sont : vitesse de transmission distance maximale de transmission variation de dbit entre le flux montant (utilisateur/rseau) et flux descendant (rseau/utilisateur) le caractre symtrique ou non de la liaison. Le point commun de ces technologies xDSL est quelles utilisent les paires de cuivre existantes de la boucle locale, linverse de la technologie alternative.

II.1. Les diffrentes technologies de xDSLParmi les diffrentes technologies xDSL, nous avons celles transmission symtrique et celles transmission asymtrique.


Chapitre II.


II.1.1. Transmissions symtriquesUne solution xDSL symtrique a la mme vitesse de transfert en download (Internet vers utilisateur) qu'en upload (utilisateur vers Internet). Ceci est primordial pour l'hbergement d'un site au sein de l'entreprise.

II.1.1.1.HDSL (High bit-rate DSL)HDSL offre un dbit de 1,544 Mbit/s (soit le dbit dun T1) aux Etats-Unis et dbit de 2,048 Mbit/s (soit le dbit dun lien E1) dans le plus part des autres pays. Les dbits montant et descendant sont identiques. A ces dbuts, la technologie HDSL ncessitait deux paires de cuivre et pouvait tre utilise sur un lien dune longueur maximale de 4,5 km. La version 2,048 Mbit/s ncessitait 3 paires de cuivre et fonctionnait sur une distance maximale de 4,5km galement. L'HDSL est particulirement bien adapt pour: le remplacement de lignes T1 et E1 (rseaux d'accs des oprateurs Tlcom) les rseaux locaux LAN les systmes intgrant des PABX (Autocommutateur d'entreprise) et la voix sur IP d'couler le trafic de faon symtrique mais ncessite deux ou trois paires de cuivre. alloue la mme largeur de bande dans le sens montant que dans le sens descendant. d'avoir un dbit de 2 Mbits/s, ce dernier pouvant tomber 384 kbits/s en fonction de la qualit de la ligne et de la distance (limite 4,5km).

II.1.1.2. SDSL (Symmetric DSL ou Single line DSL)Cest la version monoligne de HDSL, mais plus limite en distance. Le SDSL est tout fait adapt la visioconfrence, aux travaux en groupe sur rseaux LAN interconnects et est une solution pour le remplacement des T1/E1. Si le but de technologie xDSL est de rutiliser la bande locale analogique, il serait prfrable de navoir utiliser quune seule paire de cuivre. Cest le cas de la technologie SDSL qui fonctionne jusqu une distance de 3km. Le prcurseur de la technologie HDSL2 est le SDSL. Comme HDSL, SDSL supporte les transmissions symtriques sur T1 et E1, cependant, elle diffre de HDSL par trois points importants : la transmission se fait sur une paire torsade la longueur de la boucle locale est limite 3,6km le dbit est limit 768 kbits/s 13 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Chapitre II.


II.1.1.3. SHDSL (Single-pair High-speed DSL)La dernire solution symtrique SHDSL (Single-pair High-speed DSL) en date (2002) rassemble les technologies HDSL et HDSL2 et SDSL. Les taux de transfert (en charge utile) sont identiques dans les deux directions et peuvent varier de: 192 Kbits/s 2,3 Mb/s en mode deux fils (une paire) ; 384 Kbits/s 4,6 Mb/s en mode quatre fils (deux paires). Cette solution utilise toute la bande passante de la ligne tlphonique. Il n'est donc plus possible d'utiliser la ligne tlphonique en mme temps. L'utilisation de filtres n'est donc plus non plus ncessaire. Ces lignes permettent galement le passage de signaux tlphoniques "numriss" de type normal ou ISDN via des appareils spcifiques (PABX par exemple). L'autre spcificit d'une connexion SHDSL vient du dbit. La ligne est configure pour un dbit fixe (par exemple 2,3 Mb/s). Dans le cas o le modem ne peut atteindre cette vitesse, il n'y a pas de connexion. Ceci doit permettre un dbit fixe. Nanmoins, quelques fabricants autorisent une auto dtection de la vitesse par le modem des vitesses intrieures. La distance maximum est de 5 km sur une simple paire de cuivre.

II.1.2. Transmissions asymtriquesEn tudiant diffrents cas, on s'est aperu qu'il tait possible de transmettre les donnes plus rapidement depuis le central du rseau public vers l'utilisateur. Comme la concentration des cbles est plus importante lorsqu'on se rapproche du central, ces derniers gnrent donc plus de diaphonie proximit du commutateur. Les signaux provenant de l'utilisateur, plus attnus, sont plus sensibles au bruit caus par ces perturbations lectromagntiques. Il est donc prfrable de transmettre en basse frquence (ou sur une bande de frquence moins large) les donnes issues de l'utilisateur. L'ide est l'utilisation d'un systme asymtrique, en imposant un dbit plus faible de l'abonn vers le central. Les systmes utilisant cette technique ont t nomms ADSL. Il en existe au moins en deux variantes: le RADSL et le VDSL Ces solutions asymtriques sont assez caduques pour l'hbergement de site Internet importants par exemple. En effet, dans le cas d'un raccordement par ADSL asymtrique, la vitesse de transfert serveur Internet vers l'utilisateur est nettement suprieure la vitesse de transfert utilisateur vers serveur. Par contre, ceci peut tout fait fonctionner pour


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l'hbergement d'un petit site d'amateur ou de PME condition d'utiliser une adresse TCP fixe ou d'utiliser un programme de redirection d'adresse TCP.

II.1.2.1. ADSL (Asymmetric DSL)Cette technologie permet de numriser la partie terminale de la ligne de l'abonn et de faire supporter simultanment sur une paire de fils de cuivre le service tlphonique de base et des flux de donnes numriques trs haut dbit. Elle ncessite l'installation d'un filtre et d'un modem spcifique chaque extrmit du rseau (central tlphonique, quipement abonn). La technique de transmission asymtrique offre deux canaux destins aux donnes, avec un dbit maximal (de 8Mbit/s dans le sens rseau/abonn et de 640 kbit/s dans le sens inverse) variable selon le code en ligne utilis et la distance de raccordement. ADSL libre en outre un peu de bande passante pour conserver le canal tlphonique de 4 kHz. Cette technologie se trouve tre adapt au multimdia par Internet, le flux descendant (ou canal de diffusion) tant beaucoup plus important que le flux montant (ou canal dinteractivit). ADSL convient bien aux applications interactive du type vido la demande (VOD), aux services audiovisuels interactifs fournissant plusieurs canaux TV, et permet une interconnexion entre rseaux. ADSL prservant le canal de voix, il est donc possible de tlphoner tout en surfant sur le web.

II.1.2.2. VDSL (Very High bit-rate DSL)Le nouveau membre de la famille xDSL offre des dbits impressionnants. Mais sur une courte distance. Lorsquune seule paire de cuivre est utilise, on arrive une distance maximale dutilisation de lordre de 1,4 km. Cette distance est trs faible, cependant, elle peut tre augmente en utilisant de la fibre optique, du fournisseur jusqu' un ONU (Optical Network Unit) proche de l'utilisateur. A partir de cet ONU ce dernier peut tre connect en VDSL (voir figure ci-dessous). La technologie VDSL supporte galement le transport de cellules ATM (Asynchronous Transfert Mode). VDSL est la plus rapide des technologies xDSL. Elle est capable de supporter, sur une simple paire torsade, des dbits : descendants de 13 52 Mbits/s ascendants de 1,5 2,3 Mbits/s 15 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Chapitre II.


II.1.2.3.RADSL (Rate Adaptative DSL)La technologie RADSL (Rate adaptative) a t dveloppe pour rgler certains problmes des premires versions de lADSL, particulirement ceux lis lutilisation de la modulation CAP. En fait, au dbut de lADSL, une fois quune liaison ADSL tait mise en place sur la boucle locale, le dbit montant et descendant taient fixs une fois pour toutes. Mais le dbit, en particulier le dbit descendant, peut varier dun endroit a lautre et dune paire de cble une autre : typiquement par incrment de 32 ou 64 kbits/s. Par exemple, une ligne ADSL peut atteindre un dbit 640 kbits/s dans un appartement alors que celle du voisin natteindra que 576 kbits/s. La technologie RADSL est typiquement utilise lorsque les conditions de transmission de la liaison peuvent varier dans le temps. Elle permet datteindre le dbit maximal possible de la liaison quelles que soient les variables des conditions de ligne. Avec RADSL (Rate Adaptive DSL), la vitesse de la transmission est fixe de manire automatique et dynamique, selon la qualit de la ligne de communication. Aussi longtemps qu'il fut question de transfert de donnes vido, il fut hors de question de faire varier le dbit. Dans ce cas prcis, il est ncessaire de faire un traitement synchrone. Cependant, depuis l'chec du VDT (Video Dial Tone), qui a subit la concurrence de la TV cble et par satellite, d'autres applications sont apparues : les architectures client/serveur l'accs aux rseaux distance l'Internet et le multimdia

II.1.2.4. CDSL-Consumer DSLBien que proche de lADSL et de RADSL, la technologie CDSL est suffisamment diffrente pour que lon puisse en parler ici. Les performances en termes de dbit et de distance maximale dutilisation sont plus modestes que celle de lADSL et de RADSL, mais CDSL possde un avantage unique. La technologie CDSL ne ncessite pas dquipement splitter au niveau de labonn. La fonction de splitter install est de permettre labonn de continuer dutiliser les quipements dont il dispose dj, comme son tlphone et son fax.


Chapitre II.


II.1.2.5. IDSL-ISDN DSLCette technologie utilise les deux canaux B et le canal D du RNIS classique comme une seule liaison 144 kbits/s. Dans cette configuration, ce lien BRI nest plus connect au commutateur dabonns mais un quipement xDSL. La technologie IDSL utilise une paire de cuivre classique et fonctionne jusqu une distance de 5,5 km. Le RNIS tait prvu pour numriser la boucle locale analogique il y a quelques annes et fut ainsi la premire technologie DSL. Rappelons que lmergence de toutes ces technologies xDSL a t provoque par la bande passante limite de la boucle locale analogique et des liens BRI RNIS. La demande croissante en termes de bande passante a fait natre les technologies HDSL, puis ADSL et enfin VDSL.


Chapitre II.


Tableau de Synthse des technologies xDSLLes technologies xDSL Technologie Dfinition Dbit Dbit PC Mode de Internet -> Distance Nombre > Internet transmission PC maximale paires (Upload) (Download) 1,544 Mbits/s 2,048 Mbits/s 1.544 Mbits/s 768 Kbits/s 1,544 Mbits/s 2,048 Mbits/s 1,544 Mbits/s 3,6km de

HDSL

High data Symtrique rate DSL High data Symtrique rate DSL 2 Single DSL line Symtrique

2 ou 3 suivant le dbit souhait 1 1

HDSL 2 SDSL

3,6 km

768 Kbits/s 3,6 km 192 Kbits/s 2,3 Mb/s (une paire), 5 km 384 Kbits/s to 4.6 Mbits/s (deux paires) 5,4 km 5,4 km

SHDSL

Single-Pair High-Speed DSL

Symtrique

- 192 Kbits/s 2,3 Mbits/s (une paire), - 384 Kbits/s to 4,6 Mbits/s (deux paires)

1 ou 2 suivant le dbit souhait

ADSL RADSL

Asymmetric 128 Kbits/s 16-640 Asymtrique DSL 9 Mbits/s Kbps Rate Adaptive DSL 0,6Asymtrique Mbits/s 7 128 kbits/s-1 Mbit/s 1.544-2.3 Mbits/s

1 1

VDSL

Very high 15-53 Asymtrique data DSL Mbits/s

1,3 km

1

II.2. Les services offerts par les technologies xDSLDe multiples services, de nouvelles applications sont dsormais accessibles aux usagers (avant lutilisation des technologies xDSL, ils taient souvent difficilement concevables) : La vido la demande (VoD) permet daccder tout programme vido qui vous intresse et ceci nimporte quel moment. La VoD permet par exemple de regarder les extraits dun film rcent, avant de se dcider daller le voir au cinma. 18 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Chapitre II.


Les technologies xDSL permettent de jouer en rseau, les jeux tant accessibles depuis un serveur. xDSL favorise le dveloppement du commerce en ligne. Regarder un spot du lieu de ses prochaines vacances, couter des extraits de musiques de qualit CD ou regarder des vidos de qualit MPEG2 permet dattirer le futur acheteur de le faire dcider. La vido confrence avec une grande qualit dimages, amliore les communications. xDSL permet le vrai tltravail. Lemploy travaille de chez lui, sur un rseau LAN virtuel avec dautres tltravailleurs et ceci avec tous les avantages dun rseau local : accs un serveur dapplications, partage de fichiers De plus, xDSL permet dinterconnecter des rseaux LAN entre eux. Des universits, des laboratoires peuvent ainsi relier leurs rseaux LAN locaux entre eux de manire transparente. Tl mdecine : un service client/serveur permet daccder une base de donnes sur les patients, les diagnostics, les donnes graphiques produites par rayons X Les docteurs peuvent apporter de meilleurs soins leurs patients en travaillant en collaboration avec dautres docteurs. Le dossier mdical dun patient peut tre transfr un spcialiste pour consultation. En cas durgence, un hpital peut retrouver lhistorique mdical du patient.

II.3. Croissance du xDSLLe DSL demeure un des secteurs conomiques ayant la croissance la plus rapide au monde, se dirigeant vers un march grand public global de 200 millions d'abonns vers la fin de 2005, et ce en dpit du ralentissement conomique actuel. Comparativement, le DSL est galement la principale technologie daccs large bande, saccaparant lui seul 56.5% du march large bande grand public mondial, suivi des modems cbls (38%) et de l'Ethernet-gigabit (4,7%), selon des donnes fournies par Point Topic. (Tom Starr, prsident du Forum DSL international).


Chapitre II.


Figure II.1. Croissance rgionale du DSL large bande en abonns (%) de 2002 2003 (19 Septembre, 2003)

FigureII.2. Nombre dabonns en millions: les 10 pays en tte de liste du palmars DSL (19 Septembre, 2003)


Chapitre II.


ConclusionTout dabord, les technologies xDSL ne sont dployes qu la demande de client. Un fournisseur de services ne doit pas investir des millions dans une infrastructure et attendre que les clients sabonnent aux services disponibles. Des investissements initiaux sont bien srs ncessaires, mais il reste minime par rapport aux autres technologies. Les technologies xDSL ne ncessitent pas de modifications logicielles des commutateurs dabonns existants. Dans la plupart des cas, un quipement splitter dirige les communications vocales vers les commutateurs dabonns et tous les autres services sont supports par des serveurs et routeurs spars. Le march de ces technologies xDSL est vaste. Il sagit des abonns rsidentiels, des petites socits et mme certaines grandes organisations. Ces technologies prsentent des diffrences entre elles mais elles offrent toutes les mmes services. Seul exception : certaines sont mieux adaptes aux services vido que dautres. Une chose intressante est le fait que certaines technologies xDSL peuvent sinterfacer diffrents types dquipements clients. Comme des ordinateurs, des rseaux locaux, des tlviseurs, etc. Les technologies xDSL permettent de fournir une infrastructure au transport de cellules ATM. Cest le cas en particulier des technologies VDSL et ADSL. Cela est trs important car lATM est devenu le standard international pour les services large bande comme le RNIS large bande. On peut mme dire que les technologies xDSL sont adaptes lATM, surtout ADSL, RADSL et VDSL.


Chapitre II.


Chapitre II. LES TECHNOLOGIES xDSL ............................................................................. 12 Introduction .............................................................................................................................. 12 II.1. Les diffrentes technologies de xDSL.......................................................................... 12 II.1.1. Transmissions symtriques.................................................................................... 13 II.1.1.1.HDSL (High bit-rate DSL) .............................................................................. 13 II.1.1.2. SDSL (Symetric DSL ou Single line DSL) .................................................... 13 II.1.1.3. SHDSL (Single-pair High-speed DSL) .......................................................... 14 II.1.2. Transmissions asymtriques ................................................................................. 14 II.1.2.1. ADSL (Asymetric DSL)................................................................................. 15 II.1.2.2. VDSL (Very High bit-rate DSL) .................................................................... 15 II.1.2.3. RADSL (Rate Adaptative DSL) ........................... Erreur ! Signet non dfini. II.1.2.3. CDSL-Consumer DSL.................................................................................. 16 II.2. Les services offerts par les technologies xDSL........................................................... 18 Conclusion................................................................................................................................ 21


Chapitre III

La Technologie ADSL

Chapitre III. LA TECHNOLOGIE ADSL IntroductionA l'heure actuelle, la plupart des applications utilisant les services de transmissions numriques sont asymtriques. La vido la demande, le tl-achat, l'accs Internet, l'accs distance des rseaux locaux, les services multimdias () requirent des hauts dbits dans le sens descendant (vers l'abonn), mais relativement peu dans le sens ascendant. La technologie ADSL apparat donc comme la plus intressante utiliser de la famille DSL.

III .1. Les problmesLes lignes tlphoniques en existence relient aujourd'hui le monde entier ensemble dans un rseau de transmission de gant. Ces lignes tlphoniques semblent comme elles seraient un choix logique pour un raccordement l'Internet pour n'importe qui avec l'accs de tlphone dans le monde. Le problme est la ligne physique elle-mme. La ligne de cuivre tordue a t dveloppe un sicle prcdent et n'est pas proportionne pour les quantits croissantes de donnes qui doivent tre transmises au-dessus de l'Internet. D'autres techniques coteuses prendront du temps pour se mettre en application, et ne seront pas disponibles pendant des annes pour venir. Dans l'intrim, il est ncessaire de dvelopper une technologie pour augmenter la vitesse de la transmission de donnes au vieux service tlphonique plat existant (POTS). Un problme important avec des POTS couple. Quand un signal est introduit dans une direction, et un autre signal est introduit dans une autre direction, l'interfrence se produit entre les lignes. Afin de rsoudre cette interfrence, le taux de transmission doit tre rduit. Si, cependant, la majorit de donnes entraient dans une direction, le problme de l'accouplement est sensiblement rduit et le taux de transmission de donnes peut tre considrablement augment. Puisque la majorit du trafic d'Internet est un directionnel (des donnes sous forme de graphiques et de pages d'enchanement tant communiqus un utilisateur), une technologie pourrait tre conue en utilisant cet coulement continu des donnes. Il doit y avoir une allocation pour une certaine transmission dans l'autre direction (demandes de TCP/IP, rponses, etc.), mais on peut assumer que la majorit du trafic est dans une direction. 22 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Chapitre III

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L'ADSL est conu pour la transmission descendant de grande vitesse, avec des vitesses modres pour la transmission ascendante. C'est une solution possible au problme avec les vitesses d'Internet qui peuvent tre mises en application dans une priode courte.

III.2. les solutionsLe concept de l'ADSL a t l'origine conu par Bellcore en 1989. Les compagnies de tlphone taient intresses par la technologie sur demande de vido (VoD) comme source additionnelle de revenu. VoD enverrait excdent de vido les lignes tlphoniques existantes pour le divertissement, une alternative la location visuelle. Les concepteurs originaux de l'ADSL se sont rendus compte que la transmission serait la plupart du temps asynchrone (les signaux vido tant envoys l'utilisateur). En tirant profit de la nature asynchrone de ce signal, ils pourraient raliser une sortie plus leve d'un signal. Tlphonez l'intrt par la suite perdu de compagnies en employant l'ADSL pour la vido sur demande. Les locations d'industrie et de film du cble TV ont eu la majorit du part de march, et l'analyse du march a montr le petit intrt du consommateur en recevant la vido au-dessus des lignes tlphoniques. Par ce temps, cependant, une nouvelle technologie s'tait dveloppe qui exigerait les lignes tlphoniques existantes d'excdent d'accs grande vitesse. L'Internet, et spcifiquement le World Wide Web, devenaient rapidement une partie de vie quotidienne. Pendant que le World Wide Web se dveloppe et volue, la conception d'enchanement devient plus complexe. Les graphiques, les diagrammes, l'animation et le bruit deviennent communs sur beaucoup de web sites. Tous ces dispositifs ont comme consquence de plus grandes pages pour tlcharger de l'Internet. Le besoin dcal un accs plus rapide d'Internet. Plusieurs options ont t proposes pour cet accs, FTTC (fibre au bord), FTTN (fibre au noeud), FTTH (fibre la Chambre), et HFC (coaxial hybride de fibre). Toutes ces ralisations ont t bases sur remplacer les lignes tlphoniques existantes par des lignes plus avances. Ces options taient court terme dues peu lucratif considr aux grands frais gnraux d'installer de nouvelles lignes tlphoniques. L'ADSL avait t conu donnent l'accs grande vitesse sur ces lignes tlphoniques existantes.


Chapitre III

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Figure III.1. Utilisations de la paire cuivre, de la fibre optique et du cble coaxial en local Les compagnies ont commenc regarder l'ADSL comme alternative court terme remplacer le vieux service tlphonique plat existant (POTS). Le diagramme ci-dessus compare le nombre de lignes tlphoniques de cuivre en existence compar au nombre de lignes de fibre et de coaxial prvues pour tre en existence jusqu' l'anne 2000. Il est vident que les lignes de cuivre domineront lindustrie de tlcommunications bien dans le 21me sicle.

III.3. Principes de base de fonctionnementADSL ne concerne que la couche physique et traite les signaux mis entre deux points, essentiellement sur le lien entre labonn et son central auquel lon se rfre sous la fameuse appellation de dernier kilomtre . Lide dutiliser linfrastructure dj en place des paires tlphoniques reliant pratiquement chaque foyer un central de son oprateur national tait fort intressante dun point de vue conomique, mais il sest trouv quil y avait aussi encore beaucoup faire avec une simple paire de cuivre torsade, dont lutilisation qui en tait faite avec le tlphone laissait normment de marge qui jusque l tait encore totalement inexploite. En effet, le service de tlphonie analogique traditionnel que nous connaissons (POTS: Plain Old Tlphone Service) opre dans une bande de frquence relativement restreinte stalant entre 300Hz et 3400Hz. Cela laisse une trs large bande de frquence au-dessus de la limite des 3400Hz de la voix compltement inexploite, et cest dans cette plage de frquences que


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sest immisc ADSL, en laissant par la mme occasion le service POTS totalement intact et non perturb. Ds lors, ADSL sest ouvert laccs des dbits largement suprieurs ceux qui taient alors offerts travers la ligne tlphonique avec un modem 56 kbits/s ou mme ISDN et ses 64 kbits/s, et ce sans installer le moindre cble supplmentaire entre le domicile de labonn et les installations centrales. Il suffit simplement de filtrer les deux types de communications aux deux extrmits de la ligne dabonn: domicile au niveau de la prise tlphonique, et quelques kilomtres de l au niveau du rpartiteur du central dabonn auquel la ligne est raccorde. Pour exploiter au mieux toute la bande passante disponible sur une paire tlphonique, dont le spectre de frquence est compris entre 0 et 1,104 MHz, ADSL pratique la division de la largeur de bande totale en 256 sous-canaux distincts espacs de 4,3125 kHz. Les canaux infrieurs sont gnralement rservs au POTS, ainsi les canaux 1 6 (jusqu 25,875 kHz) sont en principe laisss pour la tlphonie analogique, et dans le cas dune ligne numrique ISDN, ce sont les canaux 1 28 (jusqu 125 kHz) qui sont laisss intacts pour la transmission de la voix. Les canaux restants sont donc entirement ddis lADSL, qui les spare en deux groupes distincts ddis au flux montant dune part, et au flux descendant de lautre. La division de la largeur de bande totale en sous-canaux distincts et gaux est obtenue grce une technique de modulation propre ADSL que nous tudierons plus en dtail dans le chapitre VI, il sagit de la modulation dite DMT (pour Discrete Multi Tone). Dautres techniques comme FDM (Frequency Divison Multiplexing) ou EC (Echo Cancellation) permettent la rpartition des plages rserves lupstream et au downstream parmi les canaux qui ont t crs. En gnral, on utilise les canaux infrieurs pour le dbit upstream car les quipements des utilisateurs ont une puissance dmission plus faible que lquipement install au central donc en mettant dans les frquences infrieures, le signal subira une plus faible attnuation et on utilise les canaux suprieurs pour le dbit downstream car les quipements situs au central sont fortement perturbs par les appareils de transmission en frquences leves donc il apparat plus efficace dmettre dans les canaux suprieurs afin de bnficier dun meilleur rapport signal/bruit. Mais le spectre de frquences de la paire de cuivre est limit. En effet, en hautes frquences, les problmes lis la distance sont les plus contraignants (affaiblissement, diaphonie, 25 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

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distorsion de phase). De plus, au-del de 1 Mhz, les difficults lies aux bruits impulsionnels deviennent dlicates, car les perturbations deviennent trop grandes pour permettre un flux stable et cela ncessite des systmes de transmission trs performants. En contrepartie, la technologie ADSL profite dune nouvelle gnration de processeurs DSP (Digital Signal Processor) plus puissants et aptes excuter une transmission simultane et des corrections indispensables aux dbits fournis, de manire rduire les effets du bruit sur la ligne, qui sy trouve de plus en plus vulnrable, plus les signaux qui lempruntent montent en frquence. Cela permet une meilleure utilisation de la paire tlphonique et des performances accrues, mais il nen reste pas moins quADSL possde aussi ses limites.

III.4. Spectre de frquence ADSLLe spectre de frquences ADSL hberge trois canaux : un canal de diffusion haut dbit dans le sens rseau-abonn pour recevoir des donnes (dbit de plusieurs Mbit/s), un autre canal de diffusion dans le sens abonn-rseau pour mettre, qui ne demande pas un dbit important : par exemple 640 kbit/s pour interagir sur cette diffusion et transmettre des donnes de la part de lutilisateur, et un canal rserv une communication tlphonique classique. La base du systme est constitue dun multiplexeur daccs ADSL qui multiplexe les flux voix provenant des rseaux de commutation de circuit et le flux vido en provenance du rseau haut dbit. Chez lutilisateur, une terminaison numrique ADSL achemine le flux voix vers le poste tlphonique et le flux vido vers le rcepteur de tlvision. Les modems effectuent un traitement spcifique du signal pour rduire linfluence du bruit et supprimer les chos parasites. Ces techniques permettant datteindre un dbit de plusieurs Mbits/s sur une distance de quelques kilomtres.


Chapitre III

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Figure III.2. Spectre de frquence spcifique la technologie ADSL

III.5. Architecture ADSLMalgr la confusion sur les rapports entre SDSL, xDSL, et ADSL, une chose est sure: ADSL est le plus normalis de tous, en termes de documentation disponible, valuations de service, et spcifications ouvertes. La figure ci-dessous montre la structure lmentaire dun systme ADSL. Bien que le schma puisse sembler un peu complexe, larrangement gnral des composants ADSL est direct. Entre les interfaces, divers blocs fonctionnels sont dfinis. Ils peuvent tre rassembls par des vendeurs dquipement ADSL en des produits qui fournissent les fonctions ncessaires. Les fabricants sont libres dapporter les options ou les amliorations qui sont ncessaires. Le fonctionnement interne de ces composants est dfinir par les fabricants.


Chapitre III

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Figure III.3. Architecture ADSL

Les acronymes signifient :ATU-C : (ADSL Termination Unit - Central office): unit de transmission ADSL, ct rseau. ATU-R (ADSL Termination Unit - Remote): unit de transmission ADSL, ct abonn. DSLAM DSL: multiplexeur daccs au DSL POTS-C: interface entre RTC et splitter, cot rseau (POTS - plain old telephone service). POTS-R: interface entre RTC et splitter, ct abonn. T-SM: T-interface terminale de labonn. U-C: interface U sur la boucle locale ct rseau U-C2: interface U sur le splitter ct rseau U-R: interface U sur la boucle locale ct abonn U-R2: interface U sur le splitter ct abonn VA: interface sur ATU-C, ct noeud daccs de ATU - C VC: interface du fournisseur des services ct noeud daccs commutateur Une des caractristiques importantes de lADSL est le fait quil supporte le service analogique de voix (plain old telephone service, ou POTS). Un dispositif spcial appel splitter impose la voie analogique de 4KHz entre le commutateur et lquipement analogique de labonn.


Chapitre III

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Beaucoup de services sont imagins pour le systme ADSL, incluant la transmission large bande et la diffusion numrique (vido et accs Internet), ainsi que la gestion du rseau. Tous ces services sont accds en dehors du commutateur RTC, rsolvant ainsi le problme dencombrement du commutateur. Beaucoup de liaisons ADSL sont gres par un noeud daccs aux services install dans le central de tlcommunications. Ce noeud daccs est parfois appel DSLAM (DSL module daccs). Bien quun DSLAM puisse certainement alimenter laccs de service aux lignes ADSL, une architecture complte dun DSLAM est beaucoup plus complexe que celle illustre sur le schma. Certaines des interfaces prsentes sur le schma sont optionnelles. Linterface T-SM entre le ATU-R et le module de service pourrait dans certains cas tre le mme que linterface T, surtout si le module de service est intgr dans lATU-R. Si linterface T-SM existe, on peut desservir plusieurs types de priphriques incluant les rseaux locaux. Par exemple, un ATUR pourrait avoir les deux connecteurs: 10Base-T Ethernet et V.35. Les diverses interfaces U ne pourraient pas exister si le splitter tait une partie intgrante du ATU-C, ou si le splitter disparatrait entirement. Cest la nouvelle tendance parmi les vendeurs dquipement, mais cela empche lutilisation des tlphones analogiques sur la mme ligne. Les interfaces V pourraient tre logiques plutt que physiques, ce qui est surtout vrai de linterface VA si le DSLAM o accde lADSL excute certaines tches de commutation. Enfin, les installations de ADSL dans les locaux de client peuvent prendre diverses formes. Cela peut tre aussi simple quune paire de fils raccorde aux priphriques, tels quun poste de TV ou un ordinateur personnel, et aussi complexe quun rseau local Ethernet

III.6. La norme ADSLG.dmt La norme ITU 992.1, ou G.dmt, ou encore full-rate ADSL, reprend le principe de la modulation DMT standardise par lANSI et en a fait un standard mondial. Cette modulation est de loin la plus rpandue actuellement, et spcifie des dbits jusqu 864 Kbps en flux montant, et 8 Mbps en flux descendant. Il existe aussi une adaptation de G.dmt pour les accs ISDN qui porte le nom de G.992.1 Annex B.


Chapitre III G.Lite

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La norme ITU 992.2, ou G.Lite, est une version allge de G.dmt, et qui spcifie lusage dATM comme protocole de couche basse. La norme dfinit une nouvelle architecture matrielle au niveau des modems, en prconisant lutilisation de filtres distribus et intgrs directement sur les quipements connects la paire de cuivre, ainsi il ny a plus de sparateur central mais des micro-filtres en amont de chaque tlphone, modem ou fax. Cest la raison pour laquelle il est aussi fait rfrence ce standard sous la dnomination de splitterless. Le dbit maximum avec G.Lite est de 512 Kbits/s en flux montant et de 1,5 Mbits/s en flux descendant. G.hs La norme ITU 994.1, ou G.hs, intervient lors de la phase de pr-activation dune session sur ADSL, et correspond au protocole de contrle de flux que lont peut retrouver dans PPP (hs tient pour handshake), qui va permettre aux modems DSL qui sont de chaque ct de la ligne de ngocier plusieurs paramtres propres au mode de connexion qui sera adopt, et de se synchroniser entre eux. Parmi les paramtres ngocis il est question de la vitesse qui sera retenue, ainsi que des considrations propres au service et aux particularits requises par lapplication. La recommandation G.994.1 est actuellement partie intgrante des procdures de practivation pour G.992.1 (G.dmt) et G.992.2 (G.Lite).

III.7. Comparaison des performances de lADSL celles des modems existants (V.90)Une comparaison nest ici pertinente que si lon sintresse deux produits visant un march concurrentiel. Les modems dvelopps par la technologie X2 par 3Com, ou K56flex par Rockwell respecte la norme V.90 dfinie selon lIUT-T, permettant un transfert de donnes maximal de 56 kbit/s dans le sens rseau/abonn et moins dans le sens inverse. La technologie ADSL est particulirement bien adapte sur ce segment de march. Les modems ADSL pourront transporter des donnes de tailles importantes contenant aussi bien de la vido, du son etc. De part son asymtrie, cette technologie permet des dbits adapts la charge de travail demande, soit un dbit de 8Mbit/s dans le sens rseau/abonn et de 640 kbit/s dans le 30 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Chapitre III

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sens inverse. De plus elle dispose dun canal pour les communications tlphoniques dans une bande passante de 4kHz tout fait adapte cet usage. Ainsi lutilisateur peut se connecter Internet et recevoir un appel sur sa propre ligne tlphonique. Un modem classique respectant la norme V.90 se trouve donc pnalis par un dbit restreint (au maximum 56 kbit/s et encore si le fournisseur daccs est dot dune infrastructure supportant le dbit thorique maximal de ces modems) ce qui se traduit par des connexions plus coteuses aussi bien pour le particulier que pour les PME/PMI, car le cot est proportionnel la dure de connexion. La qualit de transmission nest pas aussi confortable que celui-ci des modems ADSL (des composants analogiques quipent encore des modems classiques tandis que lon vise le tout numrique pour les modems ADSL). Ce dernier met en place des techniques numriques et de correction derreurs de plus en plus labores permettant des performances optimales avec une qualit bien suprieure. Au vu des rsultats, il est certain que ces super modems vont diminuer la facture de lutilisateur et surtout il va permettre un service de bien meilleure qualit. La fabrication de ces super modems en vue dune consommation de masse va permettre une diminution du prix de revient unitaire. Cependant l'ADSL rencontre deux problmes. D'une part, des perturbations sont engendres par la ligne de cuivre, d'autre part la vitesse du procd dcrot avec la distance: la vitesse est de 8 Mbit/s sur une ligne de moins de deux kilomtres, elle passe 1 Mbits/s sur une ligne de cinq six kilomtres. Les performances des systmes dpendent du profil et de ltat de la ligne de cuivre. Celle-ci n'tant pas constitue d'un seul cble continu, mais de plusieurs tronons relis entre eux, cest au moment du passage ce point de jonction que le signal transmis peut se dgrader et rduire la vitesse de transmission. En prime, deux lignes tlphoniques installes trop proches l'une de l'autre ont tendance se parasiter. Avant de dployer les modems ADSL, les oprateurs doivent donc tester la qualit de leur rseau afin dvaluer les caractristiques exactes des lignes d'abonns et, ventuellement, de corriger les erreurs rencontres. Reste que tous ces problmes sont en passe d'tre rsolus : la quasi totalit des oprateurs a en effet lanc des exprimentations afin de tester la viabilit conomique des services et de rsoudre les problmes techniques qui subsistent. Les inconvnients des modems ADSL, si lon peut dire, proviennent galement des dlais ncessaires inhrents la mise en place dune nouvelle technologie.


Chapitre III

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III.8. Les raisons dinvestir dans lADSLLADSL fournit un accs trs rapide lInternet et aux rseaux locaux distance : 100 fois plus vite quun modem 56 kbit/s ( la norme V.90). LADSL permet de faire du temps rel, du multimdia interactif et de la diffusion de vido de qualit broadcast pour des services tels que la vidoconfrence, la diffusion la vole de clips sonores et vido sur Internet, laccs aux services de vido la demande ou de formation distance. LADSL donne accs simultanment au vocal et aux donnes, et il nest plus ncessaire de ddier la ligne de labonn lun de ces services. Sur les modems classiques, la connexion Internet privait lutilisateur de la ligne tlphonique par exemple. LADSL est une liaison prive et scurise, lutilisateur ntant plus commut pour aller de son installation son destinataire. Il est galement une liaison permanente, always on line , qui ne ncessite plus de composer un numro et dattendre la connexion.

LADSL en un clin dilType de spcification Dbit Modulation Distance maximale Valeur de la spcification 640 Kbits/s de l'abonn vers le rseau ; 6 8 Mbits/s du rseau vers l'abonn CAP et DMT (DMT est en passe de s'imposer) 4 Km sur des paires en cuivre de type 24G

ADSL une technologie adapte au multimdia Applications Accs distance Internet Vido confrence sur PC Video la demande Jeux vidos interactifs Dbits requis 14,4 Kbits/s a 6 Mbits/s 500 Kbits/s a 1,5 Mbits/s 128 Kbits/s 1,5 Mbits/s 3 Mbits/s 6 Mbits 128 Kbits/s 6 Mbits/s

Comparatif de vitesse de tlchargement par type de technologie Type de connexion 6 Mbits/s ADSL 1,5 Mbits/s 1 Mbits/s cble 128 Kbits/s RNIS Modems 56 Kbits/s Temps de tlchargement 10 secondes 40 secondes 1 minute 7 minutes 18 minutes


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III.9. ADSL face la solution ATMATM est la contraction d'Asynchronous Transfer Mode : mode de transfert asynchrone. Le terme asynchrone qualifie le mode de transfert des informations par opposition au RTC (Rseau Tlphonique Commut) ou RNIS (Rseau Numrique intgration de Services) qui sont des rseaux synchrones. En d'autres termes, cela signifie que dans un rseau ATM, la source et la destination ne sont pas synchronises. Concrtement, cela implique qu'en l'absence de trafic, il n'y a pas de donnes de synchronisation qui sont vhicules sur le rseau. Cette technologie permet le transport et l'change de donnes gnres par des applications multimdia ou d'quipement tels que le tlphone, les ordinateurs, les camras vido, etc. ATM est une technologie LAN, MAN, WAN.

III.9.1. Les Caractristiques de lATMLes caractristiques d'ATM sont : Technologie de commutation base sur des cellules Cellules de 53 octets (48 octets de donnes et 5 octets d'en-tte) : compromis entre 32 octets (europens) et 64 octets (amricains) Aucun contrle d'erreurs mis part un contrle rudimentaire sur l'en-tte Technologie oriente connexion (comme RNIS, Transpac) oppos Ethernet et Token Ring qui eux ne sont pas orients connexion permet de faire le lien entre un rseau orient et non orient connexion en utilisant certains mcanismes prise en compte de la qualit de service au niveau des ngociations (notion de contrat entre l'usager et le rseau visant obtenir une certaine qualit de service).

III.9.2. Les Intrts de lATMLes intrts d'ATM sont : Technologie pour voix-donnes-images (ngociation de QoS, Quality of Service) support d'une large gamme de dbits (du Mbit/s au Gbit/s) technologie sans limite gographique (LAN, MAN, WAN) processus de normalisation unique (ATM Forum) bande minimale garantie chaque connexion 33 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

Chapitre III

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ATM supporte diffrentes qualits de services aptes satisfaire au mieux les besoins du trafic dapplication de toute nature (notion de multiservice et multimdia). le multiplexage statistique dATM permet un partage optimal de la bande passante qui est allou la demande la tarification de lusage dune infrastructure ATM peut tre base sur le trafic effectif La notion de connexion virtuelle permet dassurer une certaine qualit de service de bout en bout. Technologie en mode connect, les donnes ne sont achemins dans le rseau quaprs tablissement dune voie virtuelle (VCC Virtual Channel Connection), ce circuit peut tre tabli de faon soit bidirectionnel (un mode point point (unicast)) soit unidirectionnel (un mode point multipoint) Il existe deux types de circuits virtuels : lun permanent, lautre commut : les PVC (Permanent Virtual Circuit) sont tablis pour des connexions de longue dure par ladministrateur du rseau (procdure non normalise). Les paramtres de la connexion sont dtermins lors de ltablissement de celle-ci selon les caractristiques du contrat de service souscrit. Les SVC (Switched Virtual Circuit) sont tablis la demande (appel par appel) et sont librs explicitement aprs utilisation. La qualit du service est ngocie chaque connexion, ce dernier SVC est toujours bidirectionnel. Bien que ce soit une technologie oriente connexion, lATM peut toutefois muler un mode de fonctionnement non connect.

III.9.3. Les Inconvnients dATMLe temps dtablissement dune connexion (SVC) peut tre prohibitif pour un flux de donne de faible volume (notion de dure). Les applications doivent connatre lavance leur besoin en qualit de service. ATM ne supporte pas les connexions multicast multicast, trs peu dapplications peuvent sexcuter directement sur ATM et tirer pleinement parti de ses potentialits; les API ATM commencent seulement merger, de plus les applications TCP/IP doivent tre modifier pour pouvoir tourner sur ATM et exploiter judicieusement les ressources.


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ATM nintgre pas les services de scurits, ceux-ci devant tre assurs par les applications. La taille de len-tte est importante vis--vis de la charge utile (overhead denviron 20 %), une cellule ATM se compose dun en-tte de 5 octets et dune charge utile de 48 octets

III.9.4. ADSL et ATMLes fournisseurs des services Internet sont trs intresss par la technologie ADSL. Ceci pour deux raison : lADSL offre dune part un accs a haut dbit Internet et dautre part laccs large bande. Les services large bande ncessitent une importante bande passante et des temps de transfert non seulement faible mais aussi constant. Larchitecture de lInternet est pour instant caractrise par une bande passante limite certains endroits et des temps de transfert quon ne peut en aucun cas qualifier de faibles ni des constants. Pourtant, accder Internet en utilisant lADSL et le protocole TCP/IP reste une bonne ide et les gens sont prts payer cher pour disposer dun accs plus rapide internet. Mais tous les services large bande ne sont pas et ne serons pas accessibles par des rseaux TCP/IP. Par exemple, les utilisateurs qui ont tents de tlphoner par Internet ont bien vite compris que le transport de la voix par le protocole TCP/IP nest pas spcialement adapt. Une nouvelle version de ce protocole (Ipv6) devrait apporter des amliorations dans ce domaine. Des fournisseurs de services ont aussi commenc dlivrer des services diffusion vido par Internet TCP/IP nest pas adapt ce usage. Pour le moment, les serveurs ATM sont mieux adapts ces services sophistiqus. Cela ne signifie pas que ATM est un systme dexploitation mais seulement que les serveurs en question sont capables denvoyer et recevoir des cellules ATM un dbit important, de 155 Mbit/s par exemple. Linfrastructure est dj disponible, la technologie est bien matrise et tout fait adapte au transport simultan diffrentes types dinformations (voix, vido, donnes par exemple). LATM a t dvelopp dans un sens, comme un protocole devant supporter des services large bande. Lorsquil est utilis pour le RNIS large bande, ATM est gnralement support par des rseaux en fibre optique de type SONET (synchronous Optical Network). On retrouve ce type de support dans les rseaux cur ddis la voix ou aux donnes de bon nombre doprateurs et il semble logique de les utiliser pour la technologie ADSL. de


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III.9.5. Rseaux multiservices avec ADSL/ATMOn appel rseau multiservices , un rseau qui transporte sur un mme support, diffrents services et flux dinformations associs. Ce type de rseau a toujours t lobjectif des oprateurs de tlcommunications. Cela permet de mutualiser les quipements, de rduire les cots des maintenances et de supervision puisque loprateur na plus grer quun seul rseau. Le standard international des rseaux multiservices est le RNIS large bande. Ces rseaux utilisent des commutateurs et des cellules ATM pour le transport des informations et sappuient sur les liens physiques SONET, en fibre optique. Il est possible de constituer un rseau multiservices en utilisant la technologie ADSL. La figure III.5 montre comment cela peut tre ralis. Tous les terminaux de labonn (ordinateur personnel, tlviseur, chane, etc.) sont connects un commutateur ATM par des cbles cat-5 25 Mbit/s. Ce commutateur ATM chez labonn peut tre intgr lATU-R. Evidement, les cellules ATM sont transmises lintrieur des trames ADSL sur la liaison. Elles possdent une taille fixe de 53 octets (soit 424 bits). Il y a plus des symboles 7 E comme auparavant pour le protocole PPP ou dautre protocoles de transmissions de donnes. En revanche, des cellules ATM spciales idle cells sont insres lorsque aucune donne utilisateur nest transmettre. Ce processus est appel ATM cell rate decoupling et permet de conserver un dbit constant sur la liaison ADSL mme lorsque cette dernire nest pas utilise par labonn. ISP25 Mb Ps ATM Nud daccs ADSL ATU-C ATU-C ATU-C (DSLAM) Autres Services Autres systmes 155 Mb Ps ATM sur Fibre optique SONET (RNIS Large bande Intgr ? ATU-R Com. ATM Tlviseur PC

Com. ATM

Figure III.5. Rseau multiservices ATM et ADSL


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Du ct du fournisseur de services, laccs aux rseaux large bande et services se fait par lintermdiaire dun commutateur ATM 155 Mbits/s et des liaisons en fibre optique SONET. Ces rseaux large bande ont tout point conforme la norme RNIS large bande et ses spcifications. Cette norme est gnralement trs bien respecte par les oprateurs car elle provient de lorganisme international UIT en charge depuis bien des annes de la normalisation des services tlphoniques. Le rseau multiservices bas sur le RNIS large bande et lATM peut tre mis en place grce lADSL sans que lon soit oblig dinstaller de fibre optique jusqu domicile de labonn. Larchitecture prsente dans la figure 20 utilisant une liaison ADSL et protocole TCP/IP na pas t normalise par lIUT mais cela ne lempche pas dtre une solution trs intressante.

III.10. Trames ADSLLes donnes sont transmises sous la forme de super-trames contenant 68 trames ADSL. Chaque super-trame contient une trame supplmentaire avec signaux de synchronisation. Chaque trame ADSL contient deux parties : le tampon rapide (fast buffer) et le tampon entrelac (Interleaved buffer). Le tampon rapide commence avec loctet rapide qui contient dans les trames 1,34 et 35 des bits vocation administrative, il est cltur par un CRC et des bits de corrections derreurs (Forward Error Correction). Le tampon entrelac ne contient que des donnes. En plus des codes treillis au niveau de la modulation, le code de correction derreur est du type Reed-Solomon. La longueur du code varie en fonction des bits assigns dans les deux tampons de la trame.Les donnes transmettre sont groupes en trames de 246 ms, soit 4000 trames par seconde. 69 trames sont regroupes pour former une multitrame de 17 ms. Chaque trame est compose des champs suivants :

Fast Data : Ce champ sert au transport des donnes sensibles au retard. Lquipement traite ces donnes dans des files dattente spcialises. Leur transport est prioritaire afin de garantir un dlai de transmission minimal. FEC : Le champ FEC (Forward Error Correction) contient les informations de dtection et de correction des erreurs des donnes Fast Data.


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Interleaved Data : Ce champ est utilis pour le transport des donnes peu sensibles au retard. Lentrelacement est une technique de protection des donnes permettant de les rendre moins sensibles au bruit. Lentrelacement est combin avec un code permettant de corriger les erreurs de transmission.

Une multitrame chaque 17ms

Trame 0

Trame 1

Trame 2

.......

Trame 34

Trame 35

. Trame

66

Trame Sync 67

Fast Byte

Fast Data

FEC

Interleaved Data

Un trame ADSL chaque 246s Figure III.6. Structure de trame DSL Les trames 2 33 et 36 67 sont utilises pour le transport des donnes. Les autres trames ont des fonctions particulires : Trames 0 et 1 : transport des donnes de dtection derreurs (CRC) de la multitrame. Trames 34 et 35 : transport des bits dindication et de configuration pour la gestion de la liaison. Trames 68 : trame de synchronisation. La taille des trames varie en fonction du dbit de la ligne. Il ny a donc pas de taille fixe pour les trames et multitrames. Seule la dure est constante.


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III.10.1. Dtail dune trameOn a 4 canaux possibles en downsteam simplex et 3 en full duplex. Pour le full duplex, on a diffrentes cadences possibles qui doivent tre un multiple de 32 kbps, dont une de 0 dans une ou deux directions. Donc on peut choisir si lon veut : simplex en upstream ou en downstream. duplex. Dans beaucoup dimplmentations on utilise juste AS0 en downstream simplex et LS0 en upstream simplex.

Tableau 4 : Canaux logiques de donnes et leurs cadences possibles

Fast byte AS0 bytes

AS1 bytes AS2 bytes

AS3 bytes

LS0 bytes LS1 bytes LS2 bytes AEX byte LEX by

Figure III.7. Dtail de la partie rapide dun canal downstream

Fast byte

LS0 bytes

LS1

bytes

LS2 bytes

LEX byte

Figure III.8. Dtail de la partie rapide dun canal upstream

sync byte AS0 bytes

AS1 bytes AS2 bytes

AS3 bytes

LS0 bytes LS1 bytes LS2 bytes AEX byte LEX by

Figure III.9. Dtail de la partie entrelacement dun canal downstreamSync byte LS0 bytes LS1 bytes LS2 bytes LEX byte

Figure III.10. Dtail de la partie entrelacement dun canal upstream 39 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

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Remarques : Le Fast byte et le sync. Byte sont utiliss pour le contrle. Les bytes AEX et LEX sont utiliss comme byte de rserve par le canal AS respectivement LS. On ajoute encore deux mots pour la correction derreur (Reed Solomon), un pour le canal AS et un pour le canal LS. Exemple : La structure dune trame pour la transmission de 3 * 2 Mbits/s (AS0 - AS2 = 3 * 64 octets / trame * 8 bits / octet * 4000 trames/s) en downsteam et 64 kbit/s (LS0 = 2 octets * 8 bits /octet * 4000 trames/s) en upstream.

Interleaved DATA

Fast

byte

AS0

AS1

AS2

LS0

Overhead

1 octet

64 octets

64 octet

64 octets

2 octets

2 octets

Figure III.11. Exemple de trame pour la transmission de 3 * 2 Mbit/s Chaque trame peut tre code et module dans un canal DMT de 4kHz. LADSL permet notamment le transport de donnes TCP/IP, ATM et X.25. .Le dlai de transmission est compris entre 2 et 60 ms, avec une moyenne de 20 ms. Il est donc compatible avec les services interactifs multimdias.

III.10.2. EmissionSchma bloc Tous les blocs verts (Vitesse des trames, Encodeur constellation, IFFT, P/S, DAC, Mise en forme) reprsentent, les blocs pris en considration lors de nos simulations.


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Vitesse des Trames

Bite entree

C R C

Trellis

Enco deurCons tellati on

X0 X1. . .

X0

Codeur

I F F T

X1

. . .

p/s

D A C

X63

X63

Mi se for m e Is

X(t) Sign al temp orel

Figure III.12. Schma bloc simplifi de lmission CRC et Trellis codeur Ces parties permettent la dtection voir mme la correction derreur de transmission. La partie CRC ajoute de la redondance linformation. Les codes CRC sont des codes cycliques trs utiliss dans le monde des tlcommunications. Encodeur constellation Ce bloc a pour but de coder le message binaire transmettre dans les diffrents subchannels. Afin dmettre de nouvelles trames, ce bloc a videmment besoin de connatre la priode des trames (priode dune trame = 246 ms), ainsi que le nombre de bits que code chaque subchannel. Lors de lmission dune trame, lencodeur prend une tranche du message mettre, de longueur gale la somme de bits que peut coder lensemble des subchannels, et la code sur un subchannel, en fonction de sa capacit de codage. En rsum, ce bloc code une partie de linformation sur un ensemble de nombres complexes. Ces derniers restent fixes pendant la priode dune trame (cest dire 246 ms). Aprs cela une nouvelle partie de linformation sera code son tour sur cet ensemble de nombres, et ainsi de suite IFFT () Cette fonction permet de calculer les chantillons de la trame transmettre. Nous avons dj soulev quune trame comportait un nombre dchantillons gal deux fois le nombre de


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subchannel. Donc une trame upstream comporte 64 chantillons (donc 64 chantillons en 246 ms). P/S La IFFT () retourne directement la valeur des chantillons de la trame, cependant il existe un lger problme. La IFFT () retourne tous les chantillons en parallle, il faut donc les placer en srie afin de trouver un signal temporel (connaissant le nombre dchantillons et le temps dune trame, il est alors trivial de calculer la dure quil faut mettre entre chaque chantillon). Synchronisation Pour la fiabilit, une trame connue de synchronisation est insre toutes les 69imes trames, de sorte garantir la cadence. DAC Nos signaux tant numriques et le media analogique, il est obligatoire de transformer tous les signaux numriques en des signaux analogiques avant de les transmettre sur le media. Ce bloc transforme le signal numrique en un signal carr. Mise en forme Vu le spectre infini que prsentent les signaux carrs ainsi que la bande passante limite offerte par les mdias, il est impratif dintroduire une mise en forme afin de limiter la bande passante des signaux mettre. Si la mise en forme satisfait les deux critres de Nyquist, elle assure galement un passage par zro du signal lors des transitions (ceci est toujours vrai pour des signaux deux tats, dans notre cas, noublions pas que nous avons plusieurs niveaux). Plus simplement, le filtre de mise en forme adapte les signaux au canal. Remarque Il reste passablement dautres blocs et spcialits concernant lmission et la rception. Cependant, nous nous permettons de les laisser un peu de cot afin de nous focaliser sur les plus importants.


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III.10.3. RceptionVitesse Des symboles Y0 X0 Decod eur constel lation

Y (t)Signal Temporel Reu

A D C

S / p

Y1.

. .

F F T

X1

. . .X 63

Trallis decoder

Y63

bit e en so rti e

Figure III.13. Schma bloc simplifi de la rception Etant donn que beaucoup de blocs ralisent exactement la fonction inverse des blocs de la partie mission, nous dtaillerons uniquement la partie dcodeur constellation, tant la seule qui ncessite quelques explications. Les blocs pris en considration lors de la simulation sont galement en vert (ADC, S/P, FFT, Dcodeur constellation). Dcodeur constellation Comme chaque coefficient retourn par la FFT (), code une tranche du message mis, il suffit de dcoder ces coefficients les uns aprs les autres, selon la constellation adquate (nombre dtat de la constellation est gal deux puissance n, n tant le nombre de bits que code le subchannel). Afin de fournir le signal numrique mis, il faut connatre quelle est la dure entre chaque chantillon du signal numrique reconstitu. Cette dure a dj t calcule.

III.11. Les Applications :Il existe trois types d'application pour la technologie ADSL qui sont : Applications communes Applications Internet (max asymtrique) Visio-Confrence ( 384kbps symtrique) VoIP (Voix sur IP) (64 kbps garanti symtrique)

Applications professionnelles Telecommuting (1Mbps asymtrique) 43 Etude et Simulation dune Liaison xDSL Applications prives

Chapitre III jeux en rseau (pas de rgles, asymtrique) Vido la demande (2 Mbps asymtrique) Applications Data Internet traditionnel Indiffrent (mail, wab ) Vison-confrence VoIP telecommuting Jeux en rseau vido Vido la demande Audio Tlphonie Son Hifi 64 kbits/s 150 Kbits/s > = 1,5 Mbits/s Dbit ncessaire type

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Asymtrique Symtrique

> = 384 kbps De 4 kbits/s 64 Symtrique kbits/s ~ 1 mbits/s Pas de rgles Asymtrique Asymtrique

Asymtrique

Symtrique Asymtrique

III.12. La tlvision par ADSLLes services audiovisuels la demande sur la ligne de tlphone via l'ADSL. Regardez ce que vous voulez, quand vous voulez, comme vous voulez Il suffit de demander le programme et de commander ! C'est le principe de la tlvision sur l'ADSL. Avec le pilotage et le chargement de contenus domicile, le client pourra tout moment visionner, soit en mode de consommation immdiate (dit streaming c'est- - dire envoi des images au fil de l'eau), soit en mode diffr et programm (par tlchargement) des programmes tels que : La Vido la demande : un catalogue riche comprenant non seulement des films nouveaux et grands classiques, mais galement des contenus qui n'ont pas ncessairement


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accs aux canaux de diffusion compte tenu de leur impact conomique, comme par exemple des programmes ludo- ducatifs, scientifiques, etc. La TV la demande : une slection de programmes diffuss par les chanes TV, disponible tout moment, en dehors des contraintes horaires de la grille de Programmes. Le client pourra dcider de suspendre tout moment et reprendre quand il le Souhaite le visionnage d'une mission.

Comment a marche ?Pour recevoir des programmes, le matriel ncessaire chez le particulier est proche de celui requis pour la tlvision par satellite. Le systme est simplement compos du tlviseur, reli un dcodeur numrique quip d'un disque dur, le set top box. (STB), et connect au modem ADSL via une prise tlphonique. Les programmes commands sont collects chez les diffrents diteurs de programmes. Les donnes rcoltes transitent par un serveur, avant codage et dcodage, puis sont achemines en haut dbit par le rseau ADSL jusqu' leur destination finale. La technique de numrisation utilise offre une grande qualit d'image et de son, quivalente celle du DVD.

III.13. la tlvision sur linternet par ADSLMais la technologie ADSL offre galement des possibilits pour la tlvision sur l'Internet. Contrairement la "tlvision sur ADSL", il ne s'agit pas de placer la tlvision sur un canal spcifique, mais au contraire de bnficier de toute la bande passante disponible pour passer indiffremment la vido et les donnes. La norme ADSL prvoit 8 mb/s en voie descendante (en fait plutt 5,5 mb/s utiles) qui n'avaient pas t utiliss jusque l en France.Ainsi, il est possible d'offrir des dbits bien plus importants que les offres ADSL actuelles, offrant la place des donnes consommatrices de bande passante comme la tlvision. Le dgroupage total qui permet galement de rcuprer le canal normalement ddi la tlphonie permet d'augmenter encore un peu ce dbit (en particulier pour la voie montante qui est le parent pauvre de l'ADSL).


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La difficult pour la tlvision sur l'Internet ne se situe pas l o l'on pense : dans la grande majorit des agglomrations, la ligne tlphonique qui relie le foyer au central tlphonique dispose de la bande passante suffisante. Il faut surtout viter les encombrements du rseau entre le serveur de streaming vido situ n'importe o sur la plante et le rpartiteur tlphonique local. La tlvision ADSL, qui limite l'offre un bouquet de chanes, utilise le rseau de l'oprateur et le mode multicast pour acheminer sa centaine de programmes jusqu'aux autocommutateurs. Mais la tlvision sur l'Internet peut passer par les rseaux de diffrents oprateurs, rendant difficile une approche en terme de qualit de service. Quant au multicast, il n'est pas encore trs rpandu sur l'Internet du fait de la difficult d'en trouver un modle conomique Pourtant, plusieurs experts pensent que l'augmentation des dbits dans les curs de rseaux permettra de supporter l'mergence de la tlvision sur Internet.

III.14. L'Internet par l'ADSLUne ligne tlphonique, l'ADSL (Asymtric Digital Subscriber Line) ou Ligne d'abonn numrique asymtrique, et voil l'INTERNET haut dbit, (jusqu' 1 Mbits par seconde), tout en gardant sa ligne tlphonique libre pour recevoir ou envoyer des messages tlphoniques. L'ADSL est une nouvelle (nouvelle, nouvelle, c'est vite dit...En fait il s'agit d'une technologie vieille de 10 ans, dveloppe pour la tlvision la carte, et ractualise pour INTERNET) technologie de transfert de donnes qui permet une augmentation considrable du dbit sur les rseaux tlphoniques classiques (paire de cuivre arrivant sur votre prise tlphonique). En effet, conue l'origine pour transporter uniquement de la voix, la paire tlphonique retrouve une seconde jeunesse, grce cette technologie. Tout le monde le sait, la voix oscille dans une plage de frquences comprise entre 300Hz et 4KHz environ, sur le rseau tlphonique. C'est la frquence galement utilise par les MODEMs pour la transmission de donnes sur le mme rseau, mme si des artifices permettent d'augmenter le dbit de ceux-ci jusqu' 56 KHz pour les derniers la norme V90. Nous dvelopperons plus tard les diffrents artifices, ayant permis cette augmentation rgulire du dbit, et j'insiste, je parle bien du dbit et non de la rapidit de modulation depuis les tout premiers MODEM 300 Bauds (si, si vous avez bien lu..!), en passant par ceux du MINITEL deux vitesses (oui, dj l'asymtrie pointait son nez). Pour mmoire citons simplement les plus importants: augmentation de la valence du signal, compression des donnes ). 46 Etude et Simulation dune Liaison xDSL

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Comment a marche ?La bande de frquences disponible sur une paire de cuivre est suprieure 1 MHz Quel gchis ..! La technologie ADSL prvoit le dcoupage de cette bande en trois tranches (quatre diront les puristes) : La bande comprise entre 300 KHz et 700 KHz est utilise dans le sens montant (transfert des informations et des requtes de l'utilisateur vers le fournisseur d'accs INTERNET - FAI). La bande comprise entre 800 KHz et 1,1 MHz est utilise dans le sens descendant (transfert des pages WEB, ou images, ou vido.. du FAI ou du serveur vers l'utilisateur). La bande 0 8 KHz est rserve la tlphonie classique (analogique ou numrique), ce qui autorise la tlphonie simultanment avec la consultation INTERNET!!!! La bande passante restante est utilise pour les besoins du service (transmission des informations de contrle propre ADSL). Chaque bande de frquence est dcoupe (selon le protocole ADSL) en tranches de 4 KHz chacune. Chacun des canaux ainsi dfinis gre son propre flux de donnes de 8 bits/Hz, soit en thorie 32 Kbits/s. Le protocole ADSL prvoit ainsi la rservation de 25 canaux dans le sens montant, et 256 canaux dans le sens descendant. Le dbit montant maximum sera donc de 32x25, soit 800 Kbits/s, et le dbit descendant maximum ainsi calcul sera de 32x256, soit 8,2 Mbits/s. La qualit de service est inversement proportionnelle la distance qui spare le client de son central tlphonique de rattachement, tout comme pour la tlphonie classique. Cette distance est en moyenne de 6 kilomtres, et le dbit maximum acceptable est donc (je vous ferais grce des calculs savants permettant de l'tablir) limit 1 Mbits/s. Le protocole ADSL prvoit un contrle permanent de la qualit de transmission de chaque canal, et un repli du trafic du canal dont la qualit se dgraderait au point de compromettre les performances du systme, sur l'un ou l'autre des canaux peu chargs.

Quels quipements ?Le rseau doit tre quip d'interfaces ADSL et de sparateur voix - donnes chez l'oprateur. Ct utilisa

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