Réseaux d'accès. I) Organisation des réseaux. Internet. Internet = réseau de réseaux.

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1 Réseaux d'accès On veut faire de la téléphonie sur IP ( Internet Protocol ). Sauf si on se limite au LAN, ou entre sites à des LL ou à du TDM, on devra utiliser l'infrastructure d'internet. I) Organisation des réseaux Internet Internet = réseau de réseaux. IX = On relie les réseaux par des IX ( Internet exchange ) = Point d échange, Protocoles de routage = Peering. ( ou GIX Global Internet exchange ) Un réseau correspond - à une plage d adresses IP ( voir ripe.net ) - à une infrastructure Illustration: Le réseau d'un opérateur L infrastructure d un réseau peut être décrite en 3 couches : Réseaux de transport = BACKBONE ou Dorsale : Il regroupe au niveau national les différents réseaux de collecte régionaux. Réseaux de collecte Réseau régional pour collecter les flux des appareils connectés aux abonnés et les faire passer sur la dorsale. Réseaux d accès ou desserte Connecter les abonnés Source: Illustration "tracert Pour un habitant de Belfort proche de l'utbm abonné à Free => Réseau Free puis Réseau Renater 1 18 ms 34 ms 32 ms FREEBOX [ ] 2 43 ms 55 ms 46 ms a.b.c.d 3 46 ms 55 ms 50 ms = DSLAM Belfort Strolz 4 48 ms 50 ms 51 ms mulhouse-6k-1-v806.intf.routers.proxad.net [ ] 5 63 ms 56 ms 62 ms strasbourg-6k-1-v804.intf.routers.proxad.net [ ] 6 61 ms 54 ms 54 ms strasbourg-crs8-1-be1001.intf.routers.proxad.net [ ] 7 58 ms 84 ms 70 ms th2-crs16-1-be1101.intf.routers.proxad.net [ ] 8 51 ms 61 ms 57 ms aub-6k-1-po21.intf.routers.proxad.net [ ] 9 58 ms 63 ms 51 ms renater.routers.proxad.net [ ] ms 71 ms 66 ms te paris1-rtr-001.noc.renater.fr [ ] ms 79 ms 71 ms ms 71 ms 68 ms te dijon-rtr-011.noc.renater.fr [ ] ms 65 ms 80 ms te besancon-rtr-011.noc.renater.fr [ ] ms 57 ms 56 ms sequanet-vl100-te besancon-rtr-011.noc.renater.fr [ ] ms 94 ms 98 ms * * * Délai d'attente de la demande dépassé ( l'université bloque les requêtes tracert ) 1/4 Boucle locale cuivre

2 Exemples de réseaux de transports: Renater Illiad ( Free ) Neuf Cegetel ( SFR ) Completel OVH 2/4 Boucle locale cuivre

3 II) Boucle locale cuivre Constitution 3 parties: Transport = NRA ( Nœud de Raccordement d'abonnés ) SR ( Sous-répartiteur ) Distribution = SR PC ( Point de Concentration ) Branchement = PC DTI chez l'abonné ( Dispositif Terminal d'installation ) Problème: 31 millions de lignes conçues pour les signaux téléphoniques = 300 Hz 3400 Hz Câbles métalliques en paire torsadée pas chère Atténuation si on monte en fréquences Évolutions On déplace les éléments actifs au plus près des abonnés = Fibre jusqu'au SR Sous répartiteur Ligne cuivre plus courte => Atténuation plus faible => Montée en débit Le nom du NRA ( Noeud de Raccordement d'abonnés ) qui correspond a changé: NRA-HD ( Haut Débit ) -> NRA-ZO ( Zone d'ombre ) -> NRA-MED ( Montée en Débit ) 3/4 Boucle locale cuivre

4 On réduit ainsi l'atténuation totale pour aller à l'abonné = Fibre jusqu'au NRA + petite ligne cuivre ( petite atténuation ). On augmente alors - les débits d'où le terme MED Montée en Débit - les abonnés éligibles au service Haut Débit ( le THD suppose la fibre jusqu'au bout ou le câble ) 4/4 Boucle locale cuivre

5 xdsl: Evolution du réseau ( DSL = digital subscriber line = boucle locale numérique ) Boucle locale faite pour la voix: Hz. avec cœur de réseau limité => 2 fils paire torsadée. ( Basses fréquences, pas de problème d'atténuation ) DSL = digital subscriber line = boucle locale numérique. La limitation du coeur de réseau est dépassée ( fibre ), on peut utiliser la ligne au maximum de ses performances => Bande passante de l'ordre du MHz => Liaison multimédia: VOIX, DONNEES, IMAGES. Chaque ligne est un cas particulier ( longueur, qualité, environnement ) => xdsl doit s'adapter et se configurer en conséquence. Liaison téléphonique Liaison téléphonique et ADSL Le schéma de la page suivante présente l'évolution du câblage dans la cas de l'adsl. J. Millet 1

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7 On fait passer sur la boucle locale analogique un signal numérique = La modulation insère le signal numérique d'information dans des sous-porteuses analogiques. Eléments d une liaison ADSL DSLAM ( DSL Access Multiplexer ) xtu-c xdsl Transceiver Unit Central Office Filtre = Splitter = Séparateur xtu-r xdsl Transceiver Unit Remote Il concentre le trafic données de plusieurs abonnés xdsl vers le coeur du réseau de données de l opérateur. équipement côté opérateur pour un abonné = modem serveur. Filtre pour séparer les trafics voix et données ( fréquences différentes ). - filtre distribué si on met seulement 1 ou 2 en parallèle. - filtre maitre sinon ( 2 câblages séparés voix/data chez l'abonné ) équipement côté usager = modem client MODEM/Routeur xdsl = xtu-r le plus simple et courant ou Box = Residential Gateway Passerelle entre WAN et abonné ( souvent en LAN ) Capacité à gérer 3 flux multimédia Voix ( Téléphonie ) / Données = Internet / Image = Télévision DSLAM: Remarques par rapport au schéma du chapitre précédent - Les premiers DSLAM intégraient les bancs de filtre => empêchait le dégroupage total ( DSLAM d'un autre opérateur ). - Sur la boucle locale, on distingue La voix traditionnelle Signal en ligne distinction selon les fréquences La voix = Téléphonie sur IP Les données IP Données = Internet Images = Télévision, VoD,... distinction selon identifiants dans entête de trames ( VP,PC en ATM, TAG de VLAN en Ethernet ) - Ne pas confondre Téléphonie TDM qui va vers un réseau en commutation de circuit ( RTC, RNIS ) Téléphonie sur IP qui passe par le DSLAM puis le réseau IP en commutation de paquet avec QoS. J. Millet 3

8 xdsl: Les différents réseaux xdsl Liaisons asymétriques: familles ADSL et VDSL -> Plus simples techniquement ( signaux différents selon le sens ) -> Téléchargement ( downstream, descendant = réseau vers abonné ) supérieur au téléversement ( upstream ). Liaisons symétriques: famille HDSL. -> Téléchargement égal au téléversement. => Les équipements pour un type de réseau xdsl ne sont pas compatibles avec un autre type de xdsl. IDSL ( ISDN DSL ) Un accès de base T0 RNIS ( ISDN ) utilisée pour les données réalise du DSL ( TNR = modem DSL ). Sens : Duplex symétrique Débit : 128 kbit/s Câblage : 2 fils sur 4 km maxi en fil 0,4 mm, 6,5 km en 0,6 mm et 9 km en 0,8 mm Famille ADSL : Normes G992.x G992.1 Annexe A = ADSL sur RTC G992.1 Annexe B = ADSL sur RNIS G992.1 Annexe I = pas de téléphone, pas de bande de transition, sens montant étendu en bas G992.1 Annexe J = pas de téléphone, sens montant étendu à 276 khz G992.1 Annexe L = RTC, sens descendant limité G992.1 Annexe M = RTC, sens montant étendu à 276 khz a) ADSL ( Asymetric DSL ) ou G.Dmt : Norme UIT G992.1 Sens : Duplex asymétrique Débit : 1,544 à 8,448 Mbit/s sens descendant, 16 kbit/s à 640 kbit/s sens montant Câblage : 2 fils sur 5 km pour 1,5 Mbit/s, 3 km pour 6 Mbit/s ( fil de 0,5 mm = 24 AWG american wire gauge ) Détails des porteuses G992.1 annexe A ( ADSL sur RTC ) J. Millet 4

9 b) RADSL ( Rate adaptative DSL ) RADSL est un ADSL pour les mauvaises lignes: ADSL définit les débits à l initialisation puis s adapte à la ligne mais avec le même débit si possible. RADSL en revanche peut changer les débits en cours de communication. Sens : Duplex asymétrique Débit : 512 kbit/s à 2,048 Mbit/s sens descendant, Câblage : 2 fils sur 5 km pour 1,5 Mbit/s 272 kbit/s à kbit/s sens montant c) ADSL Lite ou G.Lite ( Universal DSL, Splitterless DSL, ADSL allégé ) : Norme UIT Sens : Duplex asymétrique Débit : 64 kbit/s à 1,544 Mbit/s sens descendant, Câblage : 2 fils sur 5 km pour 1,5 Mbit/s 32 kbit/s à 512 kbit/s sens montant La version Lite supprime le splitter chez l abonné. A l'origine, les circuits électroniques étaient plus simples et moins chers. Toutefois le débit est plus faible qu en ADSL. G.Lite a été normalisée en 1998 par l UAWG ( universal ADSL working group regroupant Microsoft, Intel,... ) et s est développée aux USA, l Europe préférant la version ADSL et ses meilleures performances. d) ADSL2 ou G.Dmt bis : Norme G992.3 ADSL2 = même fréquences qu ADSL mais avec de meilleurs algorithmes de traitement du signal et des tailles d entête programmable (réduction des entêtes : 4 à 32 kbit/s à la place de 32 kbit/s fixe en ADSL qui est énorme sur une liaison 128 kbit/s : 25% ) => gain en débit modeste ( 8 Mbit/s théorique devient 10 à 12 Mbit/s ) Il y a aussi de nouvelles fonctionnalités : - Mise en veille de l appareil pour consommer moins. - Adaptation du débit en temps réel pour diminuer la diaphonie ( SRA seamless rate adaptation, OLR online reconfiguration ). - Découpage de la bande passante en canaux => CVoDSL channelized VoDSL qui utilise la couche physique DSL e) ADSL2 Lite ou G.lite bis: Norme G992.4 Idem ADSL2 en version Lite. f) ADSL2+: Norme G992.5 On reprend ADSL2 en doublant les fréquences: 1,104 MHz à 2,208 MHz => Débit théorique au delà de 20 Mbit/s. En fait on passe de 5,5 à 15 Mbit/s sur 1,5 à 2 km. Au delà de cette distance, on a les performances d ADSL ( fréquences ajoutées non utilisables ). J. Millet 5

10 g) ADSL RE ( Reach Extended ADSL ): G992.3 Annexe L On allonge la distance de desserte jusqu à 6 km ( 10 à 15% de gain par rapport à ADSL ) mais on perd en débit : en réception mini 192 kbit/s, maxi 512 kbit/s. Pour cela RE-ADSL "booste" la partie la plus basse du spectre, en envoyant plus d'énergie entre 25 et 200 khz ( en BF, moins de diaphonie ). Puissance Puissances du RE ADSL Puissances de l'adsl2+ Bruits Montant vers réseau Descendant Fréquence Famille HDSL : Normes G991.x a) HDSL ( High bit rate DSL ) : Norme UIT G991.1 Sens : Duplex symétrique Débit : 2,048 Mbit/s Câblage : 2 paires torsadées ( 4 fils ) sur 3,6 à 4,2 km maxi ( 3 paires au début ) Sur chaque paire la liaison est duplex à 1,044 Mbit/s ( la moitié de la liaison ) Organisation : Central Boucle locale Usager Données Modem Modem - Normalisé par l ANSI en 1992 ( T1 E1.4 ), c est une évolution de l accès primaire RNIS T2. - Remplace les T2 RNIS ( ERBDB HDB3 ): Un T2 RNIS demande des répéteurs: 3,6 km = 2 appareils d extrémités plus 2 répéteurs. HDSL lui ne demande aucun répéteur sur la ligne => plus simple, plus robuste donc plus fiable. - Débit limité du fait de la symétrie de la liaison ( inférieur à ADSL descendant ). - Pas de téléphone TDM ( RTC, RNIS ). b) SHDSL ( Single pair HDSL ) : Norme G991.2 ou SDSL ( Symetric DSL ) : Norme ETSI. TS ( ou HDSL 2 aux USA avec autre modulation ) : Norme ANSI non utilisée en Europe. SHDSL offre les mêmes caractéristiques que HDSL mais sur seulement 2 fils et permet de garder la téléphonie en parallèle : Câblage : 1 paire torsadée ( 2 fils ) sur 3,6 à 4,2 km maxi Exemple: Offres OBS pour DSL symétrique: Limite d'atténuation = Seuil d'éligibilité selon débit et nombre de fils utilisés. débit nominal 1 paire 2 paires 4 paires Turbo DSL 0,5 S: 1 Mbit/s 42 db à 46 db 53 à 56 db 62 à 66 db Turbo DSL 1 S: 2 Mbit/s 33 à 39 db 44 à 48 db 55 à 57 db Turbo DSL 2 S: 4 Mbit/s / 29 à 31 db 41 à 46 db Turbo DSL 4 S: 8 Mbit/s / / 28 à 32 db NB: Un débit nominal annoncé offre la moitié en sens descendant, la moitié en sens montant ( liaison 2 Mbit/s nominal => 1 Mbit/s up, 1 Mbit/s down ) On ajoute un choix entre mode C ( Crête ) ou G ( Garanti ). Exemples: TDSL 0,5CS, Liaison à débit crête à 640 kbits/s symétriques avec 75 kbits/s garantis symétriques. TDSL1CS, Liaison à débit crête, 1,2Mbit/s avec 150 kbits/s garantis symétriques TDSL2CS, Liaison à débit crête à 2 Mbit/s symétriques avec 250 kbits/s garantis symétriques TDSL2c500S, Liaison à débit crête à 2 Mbit/s avec 500 kbits/s garantis symétriques J. Millet 6

11 Famille VDSL ( Very high bit rate DSL ou BDSL Broadband DSL ) : Norme G993.x a) VDSL : Norme UIT G993.1 Sens : Duplex asymétrique Débit : 12,96 Mbit/s à 51,84 Mbit/s sens descendant, 1,5 Mbit/s à 2,3 Mbit/s sens montant Câblage : 2 fils sur 1,5 km pour 13 Mbit/s, sur 1 km pour 26 Mbit/s, sur 300 m pour 55 Mbit/s Organisation : Central Boucle locale Usager Voix Données Splitter Splitter Voix Données b) VDSL2 : Norme UIT G993.2 Pour augmenter le débit, VDSL2 utilise plus de fréquences. Il existe ensuite différents profils. On peut trouver les différents spectres à l'adresse - BandPlanEUR_998 En France, un comité d'experts a défini les caractéristiques du VDSL pour limiter la diaphonie qui ferait que l'on perturberait trop les lignes des autres abonnés. ( ). On utilise le plan de fréquences 998ADE17-M2x-A ( B8-11 ) 3 bandes de fréquences de download: D1 ( 138 khz à 3,75 MHz ), D2 ( 5,2 MHz à 8,5 MHz ), D3 ( 12 MHz à 17,664 MHz ) 2 bandes de fréquences d'upoload: U1 ( 3,75 MHz à 5,2 MHz ), U2 ( 8,5 MHz à 12 MHz ) Performances: source: FAI OVH Longueur de ligne cuivre Atténuation Débit téléchargement ( download ) Débit téléversement ( upload ) moins de 100 m 2 à 5 db 80 Mbit/s 20 Mbit/s à 500m 9 db 45 Mbit/s 5 Mbit/s après 1000 mètres > 18 db idem ADSL2+ On constate qu'entre appareil actif du réseau et abonné, la longueur de la ligne de cuivre doit être inférieure à 1 km. Dans la structure classique où les appareils actifs sont dans le central téléphonique avec des sous-répartiteurs dans les rues faits d éléments passifs, l abonné doit être à moins de 1 km du central pour que VDSL2 apporte des performances supplémentaires. Une solution est de déplacer le NRA pour l approcher des abonnés: Fibre entre central et NRA puis ligne d abonné courte. On parle de NRA-ZO ( Noeud de Raccordement d Abonnés Zone d Ombre appelé avant NRA-HD = NRA Haut Débit ). Sous répartiteur NRA-ZO J. Millet 7

12 Données nationales enquête arcep incluant intention d investissement en plus situation actuelle = AMII ( Appel à manifestations d'intentions d'investissement ) performances identiques à ADSL2+ 6,4 % des 31 millions de lignes ( 0,5 % en zone très dense, 1,1 % en zone AMII, 4,8 % sur le reste du territoire ) débit entre ADSL2+ et 30 Mbit/s 10,3 % des 31 millions de lignes ( 1 % en zone très dense, 2,6 % en zone AMII, 6,7 % sur le reste du territoire ) débit supérieur à 30 Mbit/s 6 % des 31 millions de lignes ( 0,6 % en zone très dense, 1,4 % en zone AMII, 4 % sur le reste du territoire ) zone très dense = 6 millions de lignes, zones AMII = 11 millions de lignes, reste du territoire = 14 millions de lignes Une partie de la boucle locale est en fibre optique jusqu à la proximité de l usager où on utilisera les fils cuivres déjà installés: FTTx : Fiber to the x ( x = Home, Business, Curb, Cabinet selon la proximité avec l usager ): voir cours suivant Solution propriétaire Conclusions MSDSL (Multirate SDSL) ou CDSL (Consumer DSL) ou UDSL (Unidirectional DSL = HDSL sur un seul sens) Intérêts d une liaison xdsl ( sauf IDSL = RNIS ): - Pour l opérateur, xdsl réutilise les centaines de millions de liaisons en fil de cuivre déjà installées. - Fournir de nouveaux services. - S'adapte à la ligne de l'abonné ( caractéristiques différentes pour chaque ligne ) - Fiable: BER = Touche la majorité des abonnés (80 % des boucles locales ne dépassent pas 6 km dans le monde, 2 km en Allemagne. ) Inconvénients: Distance réduisant le débit, débit non garanti hors offre professionnelle. Remarque: Le câble utilise la norme DOCSIS: Normes de l'uit J.222.0, J.222.1, J.222.2, J Voir qui renvoie pour les normes ( standards ) à Même si ces normes ne sont pas celles de xdsl, technologiquement, on retrouve beaucoup de similitudes. J. Millet 8

13 xdsl: Offre professionnelle Voir catalogue et tarifs Choix pour un particulier: Mode Nombre et type d'adresse IP rapide ( fast ): ping plus faible, moins de protection contre les erreurs entrelacé ( interleaved ): ping plus élevé, plus de protection contre les erreurs. IP fixe, privée ou publique Remarque: On peut avoir des combinaisons de ces paramètres: Par exemple pour l'opérateur Free: Modes Interleave pour entrelacé Fastpath sans entrelacement pour rapide Patate pour entrelacé avec DSLsafe ( correction logicielle au dessus d'adsl ) Sérénité pour entrelacé avec plus de marge de bruit - Choix pour abonnement entreprise: On ajoute des caractéristiques supplémentaires: - Symétrie / asymétrie des débits de liaison ( SDSL, ADSL chez France Telecom ), - Le débit crête, débit garanti, - Le GTR: Garantie du temps de rétablissement, Exemple: OBS = Orange Business Service intègre les liaisons xdsl des sites de l'entreprise dans une offre globale: TDSL => Raccorder sites REGIONAUX (agences commerciales, succursales, sites de maintenance) à un site central (siège social, centre de recherche, centre de production) dans la même région. Coût: + Abonnement selon débit et distance entre site central et cœur de plaque régionale opérateur distance «à vol d oiseau» en Km mesurée entre le Site Central et le centre de la ville cœur de plaque de rattachement + Coût de chaque liaison selon type ( débit, symétrie ou non, options ) TDSL A liaison asymétrique TDSL S liaison symétrique Exemple: Offres OBS pour DSL symétrique: Limite d'atténuation = Seuil d'éligibilité selon débit et nombre de fils utilisés. débit nominal 1 paire 2 paires 4 paires Turbo DSL 0,5 S: 1 Mbit/s 42 db à 46 db 53 à 56 db 62 à 66 db Turbo DSL 1 S: 2 Mbit/s 33 à 39 db 44 à 48 db 55 à 57 db Turbo DSL 2 S: 4 Mbit/s / 29 à 31 db 41 à 46 db Turbo DSL 4 S: 8 Mbit/s / / 28 à 32 db NB: Un débit nominal annoncé offre la moitié en sens descendant, la moitié en sens montant ( liaison 2 Mbit/s nominal => 1 Mbit/s up, 1 Mbit/s down ) On ajoute un choix entre mode C ( Crête ) ou G ( Garanti ). Exemples: TDSL 0,5CS, Liaison à débit crête à 640 kbits/s symétriques avec 75 kbits/s garantis symétriques. TDSL1CS, Liaison à débit crête, 1,2Mbit/s avec 150 kbits/s garantis symétriques TDSL2CS, Liaison à débit crête à 2 Mbit/s symétriques avec 250 kbits/s garantis symétriques TDSL2c500S, Liaison à débit crête à 2 Mbit/s avec 500 kbits/s garantis symétriques Exemple: Offre '"collecte IP/ADSL" ( ex Turbo IP ) = pour FAI ( zone non dégroupées = bitstream ): Collecte Raccordement en L.L. à 2, 34 ou 155 Mb/s Tarif 2001 pour avoir un ordre d idée : - 2 Mb/s : coût installation 6100 euros HT; abonnement mensuel : 2900 euros HT IP/ADSL - 34 Mb/s : coût installation euros HT ; abonnement mensuel : 6100 euros HT Pour FAI Mb/s : coût installation euros HT ; abonnement mensuel : euros HT J. Millet 9

14 xdsl: Dégroupage de la boucle locale Opérateurs alternatifs Dégroupage de la boucle locale = Des opérateurs alternatifs ( titulaires de la licence L33-1 ) utilisent les moyens de l opérateur historique France Télécom sur la boucle locale. Opérateurs avec réseau national: - Orange, Free ( Iliad ), N9ufCegetel ( SFR ), Completel ( Dartybox ). ( Alice = Telecom Italia racheté par Free, Tele2 par SFR ayant acheté 9Cegetel,... ). Opérateurs avec réseaux locaux: Erevia, Axione,... Ils utilisent les DSP Délégation de Service Public, font le réseau d'accès et se connectent à un FAI. Pour les opérateurs dédiés aux entreprises: - Chercher les sites webs des points d'échanges entre opérateurs IX ( Internet exchange ) ( eurogix, freeix, fnix6, LyonIX, mixt, ParIX, SfInX ) - Recenser les fournisseurs d'accès ( Exemple Lyonix: Renater, Completel, Accelance MSP, Netissime, IS Production, 9Telecom/LDCOM, France Telecom ) Types de dégroupages - Dégroupage total: Usage de la totalité des de fréquences disponibles; Le client final n'est alors plus abonné de France Télécom.. L'opérateur alternatif loue la boucle locale à l'opérateur historique qui en reste responsable ( Interventions par techniciens FT ) - Dégroupage partiel: Accès partagé à la boucle locale France Télécom : usage des fréquences NON vocales; Le téléphone est encore fourni par l'opérateur historique. L'abonnement continue d'être payé par l'usager à France Télécom. Notions associées au dégroupage: Colocalisation : L'opérateur historique fournit espace et ressources pour hébergement et connexion des opérateurs alternatifs. Shelter : abri aménagé pour l'installation des équipements d'un opérateur, dans le cadre de la colocalisation. J. Millet 10

15 La liaison avec le réseau est décomposée en 3 parties: Réseau d'accès Réseau de collecte et transport = Boucle locale Réseau du FAI ( fournisseur d'accès à internet ) A partir de cela, on peut affiner les notions de dégroupages Total et Partiel ( Dégroupage = IP par opérateur alternatif. Réseau de collecte et transport par qui? Avec ou sans téléphone TDM? ) avec service téléphonique TDM zone dégroupée IP par opérateur alternatif en passant par son propre réseau de collecte et transport Dégroupage partiel = IP par opérateur alternatif ( avec abo ft ) avec téléphone TDM zone NON dégroupée ( bitstream ) IP par opérateur alternatif en passant par le réseau de collecte et transport de France Télécom. L'opérateur alternatif loue une capacité de communication. Bitstream = IP par opérateur alternatif ( avec abo ft ) avec téléphone TDM Dégroupage Total = IP par opérateur alternatif sans téléphone TDM Bitstream ADSL NU = IP par opérateur alternatif, sans téléphone TDM sans service téléphonique TDM source: Pour les statistiques: Site de l'autorité de régulation des télécommunications ARCEP puis L'actualité de l'arcep > Observatoires > Services de télécoms > stat Cette définition générique recouvre plusieurs options possibles. L'Arcep ( autorité de régulation des Télécoms ) en a défini cinq ( 3 pour accès à la boucle locale de l'opérateur historique sous une forme dégroupée ). Option 1 = Accès à la paire de cuivre = Dégroupage total. Options 2 et 3. Accès à des capacités de transmission de l'opérateur historique ( accès à une partie du débit et de accès à un circuit virtuel permanent respectivement ) => Trop complexe à mettre en oeuvre ( partage entre des concurrents ). Options 4: Revente de trafic local par l'opérateur historique, Options 5: Revente d'abonnement => C'est le Bitstream J. Millet 11

16 I) Organisation originelle du cœur de réseau Organisation du réseau, Protocoles utilisés Sur ce schéma, les DSLAM intègrent la fonction splitter côté réseau et la fonction DSLAM ( Mux data usagers vers BAS ). Le BAS ( Broadband Access Server ) est chargé de la gestion des communications de données. = Frontière entre réseau de collecte ADSL et réseau de transport. = Routage des flux vers les différents opérateurs ( Turbo IP sur le schéma ) Le réseau WAN prévu à l'origine est ATM ( Asynchronous Transfer Mode ). Comme il gère mal le multicast utile pour la vidéo, il est remplacé par GigabitEthernet. J. Millet 12

17 II) Activation de la ligne ADSL ( tout se passe entre modem et DSLAM ) Phase 1 : Auto-tests côté DSLAM et modem ADSL Phase 2 :Activation de la ligne: Handshaking. - Le modem envoie 3 fréquences qui indiquent qu'il souhaite une connexion dans un mode de fonctionnement. - Le DSLAM répond avec 5 fréquences. Phase 3 : Phase d entrainement: Training. Phase 4 : Analyse des canaux: Analyzing. Phase 5 : Négociation de la bande passante: Showtime. On peut échanger des 0 et 1 entre modem et DSLAM. Dialogues préalables à connexion: Authentification, Configuration L utilisateur veut se connecter à son FAI ( fournisseur d accès à Internet ) réseau FAI ATU-R ATM RADIUS FAI DSLAM BAS PAS La connexion se fait entre le terminal de l usager et le BAS ( Broadband Access Server ). On utilise des encapsulations de niveau 2 qui évoluent entre terminal/atu-r/dslam/bas. - Le BAS demande l identification de l utilisateur à son PAS ( Plate-forme d Accès aux Services ). - Le PAS entame un dialogue avec le serveur RADIUS du FAI ( Remote Access Dial In User Service ) afin : - d authentifier l utilisateur - d autoriser la connexion - d attribuer une adresse IP à l utilisateur. - Le PAS connaît les adresses IP disponibles du FAI qui les transmet au BAS. - Le BAS affecte une adresse IP au terminal et établit les circuits virtuels ATM du DSLAM au NPA ( Nœud de périphérie ATM ) qui amène au routeur du FAI. III) Protocoles entre modem et BAS ( Interface U selon intitulé UIT ) xdsl permet d'échanger des 0 et 1 au niveau physique entre modem et DSLAM. Ensuite il faut donner un sens aux échanges = protocoles. Différents liaisons sont mises bout à bout pour échanger entre ETTD et Serveur distant. Importance d'atm en ADSL/SDSL Coeur de réseau ADSL conçu pour le protocole WAN ATM ( Asynchronous Transfer Mode ) => on retrouve des éléments ATM. ( On pensait faire ATM de client à BAS, en fait ATM a été remplacé par GigabitEthernet = Multicast pour Télévision plus performant ). Remarque: VDSL2 utilise PTM ( Packet Transfer Mode qui est basé sur EFM Ethernet in the First Mile = IEEE 802.3ah ), voir doc Cisco 887. J. Millet 13

18 Niveau physique: HEC, VP, VC ATM échange des cellules de 53 octets. La taille fixe et la commutation matérielle permet d'aller plus vite ( voir chapitre commutation ). Couche physique ATM: HEC = Correction d'erreur portant sur les 4 octets précédents de l'entête ( détecte 1, 2 ou 3 erreurs, corrige au maximum 1 erreur ). VPI: Identifiant de VP ( Virtual Path ) VCI: Identifiant de VC ( Virtual Circuit ) Une communication est identifiée par le couple VPI,VCI. Le VP regroupe plusieurs VC ( Channel ) vers la même destination ( Path ). ATM peut commuter soit une communication ( un VC ), soit un ensemble de communications ( Path ). ATM gère la qualité de service en définissant différents mode de communication. Pour ADSL, on trouve: UBR: Unspecifed Bit Rate: Le réseau fait au mieux, ce trafic passe si c'est possible ( pas garanti ) CBR: Constant Bit Rate: Le réseau garantit le débit de cette communication. Niveau 2: AAL ( ATM Adaptation Layer ) Il existe différents niveaux 2 AAL. Celui utilisé pour ADSL est AAL5. J. Millet 14

19 Multiplexage de différents protocoles dans AAL5: RFC 1483 ( remplacée par RFC 2684 ) ( Multiprotocol Encapsulation over ATM Adaptation Layer ) AAL n'intègre pas de champ d'entête pour identifier son contenu. Pour envoyer différents protocoles, on utilise les éléments définis dans la RFC1483: => Soit on sépare les protocoles par un couple VP,VC = VCmux ( pas d'entête ajoutée ) => Soit on met un identifiant dans le contenu de AAL5 = LLC ( Logical Link Control ) Cette notion est importante car on utilise rarement un protocole seul ( IP = pile TCP/IP: IP, ARP pour résolution d'adresse,... ) VCmux n'ajoute pas d'entête => débit conservé pour le contenu. => demande plusieurs VP,VC qui sont en nombre limité. LLC ajoute des entêtes => perte de débit d'informations. => économie de VP,VC qui sont rares. Protocoles au-dessus d'atm AAL5 a) Réseau IP privé ou public Mode Bridged ( Pont ) = Modem - L'ATU-R ne fait pas de routage IP. - Le client utilise la ou les adresses IP de son opérateur. Mode Routed ( Routage ) = Routeur - L'ATU-R fait routage IP. - Le client utilise un LAN en IP privées => NAT utilisant l'ip publique de son opérateur. b) Protocoles au-dessus d'atm AAL5 Sans PPP Classical IP sans ethernet, résolution d'adresse avec ARPATM IPoA = RFC1483 Routed RFC2684 Routed sans ethernet ex: Opérateur FREE ( dégroupage total ) EoA = RFC 1483 Bridged RFC2684 Bridged parfois appelé IPoE ou IPoEoA avec ethernet ex: tp, opérateur OVH ( dégroupage total ) Avec PPP PPPoA sans ethernet PPPoE avec ethernet J. Millet 15

20 Sur les schémas précédents, TCP/IP signifie pile TCP/IP ( stack ) => En particulier, mécanisme de résolution d'adresse ARP Avant d'envoyer un paquet IP, la source détermine avec le masque si l'ip du destinataire est dans le même réseau. Si IP src et IP dst sont dans le même réseau, requête ARP en broadcast pour trouver la MAC dst. Sinon requête ARP en broadcast pour trouver la MAC du routeur qui sera mise en MAC dst. Mise en oeuvre des protocoles sans PPP a) CIP ou CLIP ( Classical IP ) = RFC 1577/2225 Attention: Classical IP est appelé IPoA dans les cours sur ATM ou dans les docs de vieux modems avec interface ATM. Désormais IPoA signifie RFC1483/2684 routed ( voir la suite ). Au-dessus du niveau 2 AAL5, on met le niveau 3 usuel = IP => Minimum de protocoles => Meilleur débit. Classical IP gère le fait de mettre les paquets IP dans des cellules ATM de 53 octets. Il faut un serveur ARPATM ( ARP over ATM ) sur le réseau pour gérer la résolution d'adresse ( adr IP, adr ATM ). Problèmes: - Interface usager ATM - Pas de gestion de session - Pas de système de configuration automatique b) IPoA = RFC 1483/2684 Routed Au-dessus du niveau 2 AAL5, on met le niveau 3 usuel = IP => Minimum de protocoles => Meilleur débit. IPoA gère le fait de mettre les paquets IP dans des cellules ATM de 53 octets. En général le modem/routeur reçoit les paquets IP ( IP privée ) en trame Ethernet, -> il extrait les informations importantes des entêtes Ethernet et remplit les entêtes RFC 1483/2684 Routed -> il modifie les entêtes IP ( translation d'adresse ). Exemple: Accès Internet Free dégroupé freebox IP privée, ARP IP privée, ARP IP publique IP publique ETH ETH RFC1483 AAL5 RFC1483 AAL5 ϕ Eth ϕ Eth ϕ ADSL ϕ ADSL PC client Routeur 1483/2684 routed DSLAM x passerelle = le routeur DNS = le routeur à définir Config privée Config publique ( voir au dessus ) Là encore il n'y a pas de système de configuration automatique sans DHCP WAN ( pb routeur cisco 1760 pour remplacer freebox ) ATTENTION: Les schémas ne présentent qu'une liaison, en pratique le DSLAM relie des milliers d'abonnés. Remarque: Dans les entêtes du mode 1483/2684 routé, on retrouve un champ PID qui prend comme valeur "EtherType". ( voir plus loin ) c) Ethernet sur ATM = EoA = RFC 1483 Bridged Le modem place ce qu'il reçoit sur AAL5 grâce à la RFC Bien que RFC1483 soit utilisée dans les autres protocoles, par abus de langage, on appelle cette configuration RFC1483. La norme est d'ailleurs obsolète et remplacée par RFC2684 mais souvent l'appellation 1483 reste. J. Millet 16

21 Exemple: Mode Bridge ponté du TP ADSL = Ethernet over ATM = EoA L'ATU-R est en Bridge ponté = RFC1483 Bridged => Transparent pour niveau 3 Le DSLAM doit alors être en Bridge ( ne pas ajouter ou vouloir retirer des entêtes IP, laisse passer le broadcast ethernet ) IP, ARP IP,ARP ETH ETH ETH RFC1483 AAL5 ETH RFC1483 ϕ Eth ϕ Eth ϕ ADSL ϕ ADSL ϕ Eth ϕ Eth PC client Modem Bridge DSLAM Bridge PC serveur x y AAL5 ETH Bridge: Rien à configurer => Il faut gérer les IP entre les 2 entités distantes ETH Problèmes: => Trous de sécurité car on ne peut employer l authentification. => Pas de qualité de service de bout en bout. => Pour l attribution des paramètres IP automatique comme avec PPP ( négociation IPCP) il faut un DHCP WAN ( réseau Free en dégroupage total ) que tout appareil ne sait pas gérer. Avantage: Meilleur rendement de protocole ( peu d'encapsulations ). Remarque: Programmation de routeur Cisco RFC 1483/2684 Bridged - Pas de routage ( no ip routing ) - Définition d'un pont ( bridge 1 protocol ieee) avec choix de gestion de spanning tree - Association de 2 interfaces par le pont ( dans chaque interface: bridge-group 1 ) RFC 1483/2684 Routed - Pas de définition bridge - Mais usage de la NAT ( dans l interface ATM ip nat outside, dans le LAN ip nat inside ) Mise en oeuvre des protocoles avec PPP ( Point to Point Protocol ) L accès à internet par RTC utilise PPP ( Point to Point Protocol dérivé de HDLC ) Un serveur AAA ( Access And Accounting ) => l'authentifie ( demande puis analyse login, mot de passe ) => lui donne en retour automatiquement les paramètres réseaux => Config automatique pour grand public. En ADSL, on a - côté réseau WAN à l'origine: ATM ( adapté à gestion QOS pour multimédia ) - du PPP pour configuration usager car on veut réutiliser les infrastructures existantes RTC, - chez l'usager : de l ethernet car souvent l installation d usager sera un LAN. a) PPPoA: PPP sur ATM ( RFC 2364) Implémentation réseau par routeur faisant translation d adresse puis modem ADSL en PPPoA comme les routeurs RNIS => Performances limitées, les postes sont «noyés» dans le réseau. J. Millet 17

22 b) PPPoE: PPP sur Ethernet ( RFC 2516 ) Dans l exemple chaque machine sur le LAN a PPPoE => PPPoE peut être utilisé par plusieurs machines raccordées sur un même brin Ethernet, pour ouvrir des sessions PPP vers plusieurs destinations. Remarque: Il faut que le DSLAM soit en bridge pour laisser passer le broadcast ethernet Avantages de PPPoE : - Avantages de PPP ( authentification, allocation d adresse, ) - Utilisable avec des anciens CPE RFC1483 qui n ont pas PPPoA ( pile logicielle sur PC client ). - Chaque usager peut avoir sa propre pile PPP. Le contrôle d accès, facturation et type de service peuvent être traité par usager et non par site : Le fournisseur d accès «voit» chaque usager. - Accès à des destinations multiples ( plusieurs sessions PPPoE par PVC ) ( dynamic service selection ) Désavantages de PPPoE : Remarque : PPPoA permet désormais aussi ces sessions multiples simultanées mais avec du matériel plus complexe qui gèrera les différentes liaisons: Multiple simultaneous PPPoA sessions. - PPPoE utilise aussi RFC1483 ce qui rend possible des orages de broadcast. - Destinations multiples suppose que chaque client ait sa pile PPPoE. - Mauvais rendement de protocole ( beaucoup d'encapsulations ). J. Millet 18

23 Sur le schéma précédent, on voit que PPPoE ajoute 6 octets d'entêtes. Établissement de session PPPoE: Phase PPPoED ( PPPoE Discovery ) 1) Envoi en broadcast de requête PPPoE Discovery PADI ( PPPoE Active Discovery Initiation ) 2) Un serveur PPPoE voyant cette requête répond en offrant ses services = PADO ( PPPoE Active Discovery Offer ) 3) Le client choisit avec lequel des serveurs il veut se connecter = PADR (PPPoE Active Discovery Service Request ) 4) Le serveur choisi répond qu'il a bien compris: PADS (PPPoE Active Discovery Session-confirmation ) Phase PPP On enchaine les échanges pour configuration de ligne = LCP ( Link Control Protocol ) En particulier on a l'authentification ( par exemple CHAP ), la configuration IP ( IPCP IP Control Protocol ),... Ensuite il y aura les échanges avec NCP. Enfin on fermera la session PPP ( LCP link Termination ). Fin de session PPPoE Après fermeture de session PPP, le client PPPoE enverra PADT (PPPoE Active Discovery Termnation ) J. Millet 19

24 Sources d'informations complémentaires -> 4 protocoles usuels entre modem et DSLAM ( interface U selon intitulé UIT et Broadband forum = ex adsl forum ) -> Généralités: -> Discussion sur MTU: Application concrète: Remplacement de Freebox Exemple: Accès Internet Free dégroupé sans freebox ( dégroupé = DHCP WAN, en non dégroupé il faut utiliser ppp ) avec Dlink DVA-G3340S Routeur en "Static IP address" => VP,VC = 8,36 IP = son IP donnée par opérateur a.b.c.d, masque , passerelle a.b.c.254 DNS: IP DNS free ( sinon certains sites ne marchent pas ) "1483 Routed IP VCmux" => Routage, pas 1483 Bridged IP (Si on met IPoA, il veut une adr IP de ARP Server Access) PC en IP privée avec passerelle = IP routeur, comme DNS ( par défaut ) J. Millet 20