Réseaux de télécommunications et transmission de données*

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1 Université de Yaoundé I Ecole Nationale Supérieure Polytechnique B.P Yaoundé Tél. / Fax : (237) LABORATOIRE D'ÉLECTRONIQUE ET DE TRAITEMENT DU SIGNAL (LETS) Unité de Valeur DTRN Réseaux de télécommunications et transmission de données* Emmanuel TONYE Professeur Septembre 2005 * Texte tiré de l ouvrage collectif <<Problématique de l informatisation des processus électoraux en Afrique>>, paru chez L Harmattan, Paris, France en 2004, sous la direction d Alain Nkoyock ; et augmenté d un exemple complet d application de l analyse multicritère

2 Sommaire Introduction I. Etat des lieux du réseau des télécommunications au Cameroun I.1. Les réseaux de transmission I.1.1. Camtel et les réseaux de transmission I.1.2. Les réseaux des mobiles des sociétés Orange et MTN I.2. Les réseaux de commutation I.3. Les réseaux de services II. Les technologies actuelles des réseaux étendus II.1. Les critères de classification des réseaux téléinformatiques II.1.1. La distance et le débit II.1.2. La topologie II.1.3. Les modèles d architecture de communication II.1.4. Le mode de gestion II.1.5. Les techniques de transfert II.2. Réseaux WAN et technologies actuelles II.2.1. Les lignes spécialisées II.2.2. Le modem analogique (Analog Modem) II.2.3. Le Réseau Numérique à Intégration de Service (RNIS) II.2.4. La technologie TDM II.2.5. Les nouvelles variantes des technologies Ethernet : LRE et le 10 Gigabit Ethernet II.2.6. Les technologies xdsl II.2.7. Le modem câble II.2.8. X.25 et Frame Relay (Relais de trames) II.2.9. POS et ATM sur SDH/SONET II Les réseaux de transmission par faisceaux hertziens II Les satellites et la technologie VSAT II Les réseaux sans fil III. L interconnexion des unités administratives au Cameroun : un descriptif sommaire du modèle MEDUSE III.1. La méthodologie III.1.2. L exploitation du modèle MEDUSE III.1.3. Un exemple complet Conclusion Eléments de bibliographie 2

3 Introduction Les nouvelles attentes et les nouvelles possibilités en matière de production et de distribution de l information amènent les Etats à proposer et fournir aux citoyens et aux entreprises les services publics à valeur ajoutée. Les différents programmes de réforme de l Etat, de gouvernance et/ou de décentralisation administrative engagés partout en Afrique montrent l ambition des services publics de faciliter le passage des administrations proposant des services cloisonnés vers celles offrant des services en réseau. Le Cameroun s est aussi engagé dans cette voie au regard de nombreux projets TIC engagés dans plusieurs secteurs de l administration (finance, éducation, santé, système électoral, justice et police, etc). Qu il s agisse du SIGIPES (Système informatique de gestion intégrée des personnels de l Etat et de la Solde), du SIGIFI (Système informatique de gestion intégrée des finances publiques), du GUCE (Guichet unique électronique des opérations du commerce extérieur), de l informatisation du fichier électoral, tous les projets suscités ont pour ambition de couvrir l espace national en interconnectant toutes les structures administratives concernées. Ils s appuient donc en général sur l infrastructure téléinformatique, mais de manière singulière aux réseaux étendus encore appelés technologies WAN (Wide Area Network). Dans tous ces projets comme dans celui qui motive cette contribution, à savoir l informatisation du système électoral, les décideurs font face à des difficultés dans le processus de prise de décision : étant donnée une structure administrative, choisir la meilleure technologie WAN disponible sur le marché. Ce choix dépend de plusieurs facteurs ou critères : le type de connexion des structures administratives avoisinantes ; les différentes technologies WAN disponibles sur le marché, leurs spécificités et leurs coûts ; les différentes contraintes organisationnelles, financières, technologiques et environnementales du pays. Conséquence, les initiatives en cours de mise en place des plates-formes techniques débouchent le plus souvent sur de véritables gouffres financiers pour des résultats finalement insuffisants et des solutions technologiques inappropriées aux besoins des administrations publiques. 3

4 Les réflexions visant à rationaliser ce type de choix ont été longtemps engagées par la communauté scientifique et des modèles d aide à la prise de décision ont été appliqués dans de nombreux domaines. Le modèle MEDUSE (Méthode d aide à la décision par l utilisation de SIG pour l interconnexion de l administration camerounaise) ici proposé, est une adaptation au problème posé des modèles décisionnels existants. Il est basé sur l utilisation combinée des réseaux de télécommunications étendus, des bases de données, des Systèmes d information géographique (SIG) et des méthodes d analyse multicritère. La connaissance des différentes technologies WAN en vente sur le marché et des différents réseaux télématiques disponibles dans le pays permet, étant donnée une unité administrative située dans un coin du Cameroun, de choisir la meilleure technologie permettant de la relier ou de l interconnecter au réseau des télécommunications national. Cette contribution est subdivisée en trois parties : l état des lieux du réseau des télécommunications au Cameroun (I) ; les différentes technologies des réseaux étendus actuellement disponibles sur le marché (II) ; la méthodologie d élaboration du modèle décisionnel MEDUSE (III). I. Etat des lieux du réseau des télécommunications au Cameroun Le réseau des télécommunications est l ensemble des moyens mis en œuvre pour permettre à des usagers distants d échanger entre eux des informations avec un délai aussi court que possible 1. Avec la révolution des nouvelles technologies, ce terme est utilisé dans beaucoup de contextes, ce qui malheureusement ne permet plus de saisir son sens réel. C est ainsi que pour permettre la bonne compréhension du texte, nous décrirons les réseaux de télécommunications au Cameroun 2 en trois grandes classes 3 à savoir, 1 César Macchi et co., «Transport et traitement de l information dans les réseaux et systèmes téléinformatiques et télématiques», Dunod, 1997, p La quasi-totalité des informations sur l état des lieux des télécommunications au Cameroun sont issues des compilations faites par les auteurs à partir des documents de la Cameroon Telecommunications (Camtel), de la Cameroon Radio and Television (CRTV), de l Agence de régulation des télécommunications (ART) et du 4

5 les réseaux de transmission, les réseaux de commutation et les réseaux de services. I.1. Les réseaux de transmission Camtel et les deux opérateurs des mobiles à savoir, MTN et Orange 4, gèrent cette classe de réseaux au Cameroun. L opérateur historique, Camtel, a la charge des réseaux câblés dont la fibre optique Sat3, le réseau téléphonique fixe et le réseau en faisceaux hertziens (FH) qu utilisent également la CRTV 5 pour ses transmissions radiophonique et télévisuelle. Les communications entre utilisateurs mobiles sont possibles grâce aux transmissions satellitaires (GSM). I.1.1. Camtel et les réseaux de transmission a) les réseaux téléphoniques filaires et hertziens Les liaisons de transmission gérées par Camtel sont constituées de circuits internationaux par satellite, d un peu plus de km de faisceaux hertziens ( km analogiques et km numériques-pdh), de paires de câbles environ et de quelques liaisons urbaines à fibre optique à Yaoundé et à Douala. Plan national sur les infrastructures de l information et de la communication (ou Plan NICI) élaborée par la Commission économique des Nations Unies pour l Afrique. 3 Le lecteur intéressé est invité à lire la classification des types de réseaux de télécommunications faite par Guy Pujolle dans la 3 e édition de son livre à succès «Les Réseaux» ; Eyrolles, 2000, p.3. 4 Orange, anciennement connu sous le nom de la Société camerounaise de mobiles (SCM) est titulaire d une licence cellulaire GSM 900 depuis le 07 juillet Elle est une société anonyme de droit camerounais, détenue à 97,30% par France Câble Radio, filiale de France Télécom. La Mobile Telephone Networks Cameroon (MTN Cameroon) est une société à capitaux sud-africains ; elle a racheté Camtel-Mobile, société à capital public. MTN Cameroon est attributaire d une licence cellulaire GSM 900 depuis le 15 février La CRTV est une entreprise de droit public avec autonomie de gestion (ordonnance N 86/005 du 26 avril 1986 relative à la création de l Office de la Télévision camerounaise et loi N 87/020 du 17 décembre 1987 portant création de la CRTV). 5

6 Les réseaux de transmission entre Douala-Buéa et Douala- Yaoundé sont équipés de faisceaux hertziens numériques. Entre Douala et Yaoundé, il existe deux liaisons établies sur deux routes distinctes de manière à constituer une boucle hertzienne permettant d assurer la sécurisation de cet important axe de transmission. L artère Yaoundé-Douala par Édéa transporte un débit de 3,34 Mbits/s tandis que celle de Yaoundé-Douala passant par Bana transporte un débit de 2,34 Mbits/s. La liaison Douala-Buéa transporte elle aussi un débit de 2,34 Mbits/s. Les autocommutateurs de Douala et ceux de Yaoundé sont distinctement interconnectés par des fibres optiques de 140 Mbits/s et 565 Mbits/s ou les FH de 34 Mbits/s. Deux stations terriennes sont installées à Douala et à Yaoundé (Zamengoe) et assurent la connexion du Cameroun avec le monde. Le restant du réseau de transmission national est équipé du faisceau hertzien analogique d environ 5000 km desservant 68 stations relais et 54 stations terminales. Les liaisons ont une capacité maximale de 1260 voies. Elles transportent aussi la télévision et sont généralement équipées de trois canaux (téléphone, télévision, canal de secours commun). Camtel gère également trois stations terriennes avec les antennes de classe A, un hub pour le développement des services de transmission de données privées utilisant les antennes VSAT et un réseau de téléphonie privée utilisant la technologie Fast-Com. Le réseau téléphonique commuté (RTC) a connu une évolution importante à partir de 1990 avec la mise en œuvre du projet de modernisation et d extension des réseaux de télécommunications de Douala et Yaoundé. C est un réseau de câbles d une capacité d environ lignes et 44 centraux téléphoniques. Il s articule autour de deux centres de transit internationaux, deux centres de transit nationaux, 10 centres de transit régionaux, 43 centres à autonomie d acheminement et près de 100 centres de téléphonie rurale. La desserte téléphonique des localités rurales est faite par des systèmes à concentrateurs ou par des systèmes radio à accès multiples. Le pays compte environ 120 localités raccordées au téléphone parmi lesquelles 80 sont dans les zones rurales. Par rapport au réseau de transmission audiovisuelle, la télévision et le signal de la radiodiffusion sont acheminés entre les villes par le réseau téléphonique commuté. Chaque province dispose d un émetteur en modulation de fréquence ou FM (Frequency Modulation) exploité par la CRTV. Pour la branche audiovisuelle, il 6

7 existe 37 émetteurs radio FM (100W à 10Kw) fonctionnels à près de 90%, 14 émetteurs en modulation d amplitude ou AM (Amplitude Modulation) dont 02 seulement en fonctionnement (100Kw ondes courtes du poste national et 4Kw ondes moyenne de Buéa) et 32 centres d émission TV pour 64 émetteurs (10w à 10Kw) 6. La possibilité de connecter les abonnés sur le backbone de transmission des données n'est possible que dans les villes de Douala, Yaoundé, Buéa, Limbé, Tiko, Kumba et Muyuka. A travers les faisceaux numériques, il aurait été possible d'offrir des connexions directes dans des villes telles que Bafoussam, Garoua, Ngaoundéré, mais l'instabilité des faisceaux et la mauvaise qualité de transmission sur ces liaisons les rendent presque inexploitables pour des liaisons de transmission de données, un problème que le prolongement de la fibre optique SAT3 vise à résoudre. b) Le réseau fibre optique au Cameroun : prolongement du réseau transcontinental SAT3 i) L accès international Le premier système de câbles sous-marins à fibres optiques reliant l Afrique, l Europe et l Asie dénommé SAT3/WASC/SAFE 7 est un réseau transcontinental long de km reliant le Portugal, l Espagne, le Sénégal, la Côte d Ivoire, le Bénin, le Nigeria, le Cameroun, le Gabon, l Angola, l Afrique du Sud, la France (Ile de la Réunion), l Ile Maurice, l Inde et la Malaisie (cf. figure 1). Ce câble permet à neuf pays africains, dont le Cameroun, d'accéder au haut débit et d'être directement connectés entre eux. Les terminaisons du système au Portugal et en Espagne pour l Europe, en Inde et en Malaisie pour l Asie, permettent aux opérateurs d accéder au réseau 6 Cf. Cameroon Radio and Television, «Actes du Séminaire Atelier sur la Culture d Entreprise à la CRTV». 7 Le système SAT3/WASC/SAFE (South Atlantic cable N 3/West African Submarine Cable/South Africa Far East) est subdivisé en deux segments à savoir SAT3/WASC qui passe dans le fond marin de l océan atlantique et SAFE qui passe par l océan indien. Le segment SAT3/WASC mesure km de long et celui de SAFE mesure km de long. La longueur totale des deux segments est donc de km. Le segment SAT3/WASC a été inauguré officiellement le 27 mai 2002 par le Président sénégalais Abdoulaye WADE. Le lecteur intéressé peut avoir les détails sur le site web du câble : consulté pour la dernière fois en octobre

8 mondial des câbles sous-marins numériques connectant la quasi totalité des régions du globe. 1 Pays Terminaux 1. Portugal 2. Espagne (Canaries) 3. Sénégal 4. Côte d'ivoire 5. Ghana 6. Benin 7. Nigeria 8. Cameroun 9. Gabon 10. Angola 11. Afrique du sud 12. Afrique du sud 13. France (Réunion) 14. Maurice 15. Inde 16. Malaisie SAT-2 SAT-3/WASC/SAFE Figure n 1 : le câble SAT3/WASC/SAFE (source : Octobre 2003) D une durée de vie de vingt cinq ans, le câble est constitué de deux paires de fibres configurées en anneaux aplatis offrant au réseau une robustesse et une fiabilité optimale et pouvant acheminer près de 6 millions de conversations téléphoniques simultanées. Ce système qui utilise les techniques les plus modernes 8, offre les capacités suivantes : SAT3/WASC : 2 paires de fibres d une capacité initiale de 20 Gigabits/s extensible à 120 Gigabits/s à terme ; SAFE : 2 paires de fibres d une capacité initiale de 10 Gigabits/s extensible à 130 Gigabits/s à terme. La capacité globale du trafic entre le Cameroun et l étranger qui était théoriquement de 600 circuits pouvant être portée à 3000 par les techniques de compression va être quasiment multipliée par La Hiérarchie Numérique Synchrone (SDH) et le multiplexage dense de longueurs d ondes ou Wave length Division Multiplexing (WDM). 8

9 SAT3 désenclavera électroniquement non seulement les coins les plus reculés du Cameroun, mais il permet également au pays de soutenir les efforts de ses voisins dans le processus d appropriation des TIC en cheminant la fibre optique le long du pipeline Kribi (Cameroun) à Doba (Tchad) dans un premier temps. Par ailleurs, l installation de SAT3/WASC vise à augmenter la bande passante actuelle du réseau téléphonique international satellitaire entre Camtel (Cameroun) et Socatel (Centrafrique), à un débit d au moins 4Mbits/s. ii) Le réseau national en fibre optique Le point d atterrissement du câble SAT3/WASC/SAFE sur le sol camerounais est à Douala (Bonabéri) à 7km de Bépanda où se trouvent les installations techniques de Camtel. Il est sur une longueur d onde d une capacité de 2,5 Gbits/s. La capacité totale allouée au Cameroun est de MIU*Km, avec une capacité d extension de MIU*Km 9. L accession du Cameroun à ce câble optique sous-marin permet à Camtel de répondre à la demande nationale sur les TIC. Les améliorations porteront sur le réseau d accès aux commutateurs de la liaison interurbaine. Une fibre optique sécurisée entre Douala et Yaoundé par Edéa et par Bafoussam. La liaison fibre optique reliant le Sud et le Nord du pays sur l emprise du pipeline Tchad-Cameroun avec 28 points de sortie au total 10, comme l indique la figure n 2. 9 MIU (Minimum Investment Unit) 10 Ces points de sortie sont repartis sur trois dorsales : Kribi, Lolodorf, Ngoumou, Mbalmayo, Mbankomo, Obala, Batchenga, Nanga Eboko, Belabo, Goyoum, Mabele, Meidougou, Nana, Gangi, et Doba ; Douala, Nkongsamba, Bafoussam, Bamenda, Foumban, Nfengou, Mayo-Dinga et Banyo ; Ngaoundéré, Garoua, Maroua et Kousseri. 9

10 &V # Légende Village Chef lieu de département Kousséri ü # #Y Chef lieu de province Tracé du pipeline Mora # ü ü Fibre optique Point de sortie de Sat3 Voie ferroviaire Mokolo # # Guider Maroua #Y # ü # Kaélé Yagoua # Limite du pays Garoua #Y # ü # Mumdemba ## ü # Bamenda #Y # Fontem # # Bafoussam ü # #Y # Dschang # # Baham Bafang # # Bamgem # # Nkongsamba ü Kumba # Yabassi # Buéa Douala ##Y #Y # ü # Limbé Mamfé Wum Mbengui ü # # # Kribi Edéa # Fundong Nkambe Ndop # Kumbo Bandjoun # ü Banganté Boum Yebel &V # Eséka Foumban ü ü # ü Ebolowa #Y # # ü Monatélé Bafia ü # ü ü Yaoundé &V #Y # # Mfou # ü # Mbalmayo ü Mbankomo Ngoumou Ntui Banyo # # Tignère Ti bati # # ü # Nanga Eboko Akonolinga Sangmélima Poli # # ü #Y Ngaoundéré Goyoum &V ü ü Bertoua #Y # Abong Mbang # Meidougou &V ü # &V ü Tchol lir é Mabele # Meiganga Batouri &V Gangi ü &V Nana &V ü # Yokadouma ü Doba &V Komé &V &V Baibokoum # Ambam Figure n 2 : Simulation du tracé de la fibre optique (source :MEDUSE 11 ) - le long du pipeline Kribi-Doba, actuellement réalisé sur le terrain ; - Douala-Kribi, tracé théorique ; - Douala-Mayo et Nana-Kousséri, 2 dessertes programmées de CAMTEL Note : Doba se trouve en République Centrafricaine 11 Nkoyock A., Tonye E. «Analyse multicritère, Cartographie et Systèmes d Information géographique des réseaux de télécommunications : un modèle décisionnel basé sur le cas du Cameroun», à paraître. 10

11 I.1.2. Les réseaux des mobiles des sociétés Orange et MTN a) Aspects techniques L environnement des télécommunications s est libéralisé au Cameroun grâce à la loi 98/014 du 14 juillet 1998 régissant les télécommunications dans le pays. A partir de cette date, l État se désengage progressivement de l exploitation et de la fourniture des services au profit du secteur privé. Le secteur est ouvert à la concurrence et ce, sous le contrôle de l Agence de régulation des télécommunications (ART). Chacun des deux opérateurs de mobiles dispose de deux centraux de téléphonie mobile (à Yaoundé et à Douala) et à travers un certain nombre de stations de bases situées dans les dix provinces, les principales aérogares et les principaux axes routiers. En juin 2002, la téléphonie mobile couvrait les dix chefs lieux de provinces, plusieurs chefs lieux de départements et d arrondissements. Il est à noter que dans le respect des dispositions de leurs cahiers de charges respectifs, les opérateurs de téléphonie mobile proposent le partage des pylônes, des alimentations en énergie et d autres prestations. Ceci peut être d une grande utilité lors de l interconnexion des unités administratives où ces opérateurs sont d ores et déjà installés. 11

12 b) Coûts d accès b.1) Tarifs locaux Tarifs ORANGE MTN Particuliers Particuliers Heures pleines Heures creuses Classique Ψ Heures pleines Heures creuses Super heures creuses Prepaid sans contrat Prepaid avec contrat Entreprises Entreprises Heures pleines Heures creuses Super heures creuses Heures pleines Heures creuses Super heures creuses prepaid postpaid 101/119/150 γ 100/ /140* 80/140* Tableau 1 : Coûts des tarifs locaux des réseaux mobiles au Cameroun (source : enquêtes auprès des opérateurs) Ψ tarif invariable en fonction des heures. γ : a/b/c : a, b et c représentent respectivement le tarif inter-flotte, le tarif dans le réseau Orange et le tarif vers les autres opérateurs. a/b : a et b représentent respectivement le tarif à l intérieur du réseau MTN et le tarif vers les autres opérateurs. 12

13 b.2) Tarifs internationaux des réseaux mobiles Pays ORANGE MTN Tarif classique Heures Heures pleines creuses Europe η France/fixe France/mobile Suisse/fixe Suisse/mobile Royaume Uni/fixe Royaume Uni/mobile Reste de l Europe Amérique Etats-Unis Canada Reste de l Amérique Afrique Reste du Monde Super heures creuses 500 Tableau 2 : Coûts des tarifs internationaux des réseaux mobiles au Cameroun (source : enquêtes auprès des opérateurs) I.2. Les réseaux de commutation La meilleure compréhension de ce type de réseaux au Cameroun nécessite l analyse du matériel d accès utilisé par Camtel, la CRTV et les sites techniques des opérateurs des mobiles 12. Le réseau de commutation de l opérateur historique comporte des commutateurs électromécaniques et des commutateurs numériques. Les commutateurs électromécaniques comportent 25 unités d abonnés pour une capacité totale de lignes et 7 unités de circuits au total et assurant le transit national. Les commutateurs numériques sont constitués de deux unités de type EWSD installées à Yaoundé et à Douala pour le transit national et offrant une capacité totale de circuits, de deux unités de type MT20 de circuits installées l une à Douala et l autre à Yaoundé η tarif unique Postpaid Entreprises Orange : 450 FCFA. 12 Les informations sur les sites techniques des opérateurs historiques n ont pas été intégrées dans cette étude. 13

14 pour le transit international ; de dix unités d abonnés de type EWSD offrant une capacité de lignes installées dans les deux villes à raison de cinq unités à Yaoundé et Douala ; et d une unité de type Alcatel 1000 E10 de lignes installées à Buéa. I.3. Les réseaux de services Le marché camerounais des télécommunications repose sur la fourniture du service téléphonique fixe -- décrit dans la section réservée aux réseaux de transmission --, des services téléphoniques mobiles, des services de transmission de données, des services Internet et d autres services (radiomaritime, satellite, des câblo-opérateurs). a) les services des mobiles Les principaux services mobiles offerts au public sont de deux types à savoir le service de radiotéléphonie cellulaire GSM900 et le service des réseaux de radiocommunication à ressources partagées (3RP). Le service de radiotéléphonie cellulaire GSM900 est fourni par Orange et MTN. Le service des réseaux de radiocommunication à ressources partagées (3RP) est fourni aux entreprises par MTN qui a acquis les infrastructures de la défunte société publique Camtel- Mobile. Ce service est fourni grâce aux équipements installés à Yaoundé, Douala, Bafoussam, Garoua et Ngaoundéré. Chaque opérateur a une capacité d environ lignes. Au 31 décembre 2002, ces deux opérateurs avaient activé respectivement et lignes. b) les services de transmission des données Les services de transmission de données suivants sont fournis au public : le télex, la télégraphie, et la transmission des données par paquet. Ces services sont fournis par Camtel. Le télex est fourni au moyen de deux centraux télex nationaux et internationaux situés à Yaoundé et à Douala d une capacité de 3488 lignes dont 720 sont déportés dans d autres villes du pays. Le service de transmission des données par paquet est fourni par le biais du réseau dénommé Campac (Cameroon Packet network). Campac utilise la norme X.25 et est 14

15 composé de quatre nœuds installés à Douala, Bafoussam, Yaoundé et Garoua. Des concentrateurs de terminaux asynchrones PAD 13 (Packet Assembler Desassembler) ou ADP (assembleur désassembleur de paquets), sont raccordés aux différents nœuds du réseau pour permettre l accès par le réseau téléphonique commuté. Une liaison spécialisée par satellite à bits/s assure les communications internationales. Cette liaison relie le réseau Campac au nœud de transit international situé à Paris par lequel transitent les communications vers d autres réseaux X.25. Les services télégraphiques s appuient sur 120 stations radio et un réseau Gentex rencontré dans les localités desservies par un autocommutateur. Les services offerts par Campac sont les liaisons X.25 et les liaisons spécialisées point à point urbaines et interurbaines. Les débits et les coûts associés à ces liaisons sont résumés dans les tableaux cidessous. DEBITS (Kbits/s) PRIX( en FCFA) Tableau 3 : Coûts des liaisons spécialisées urbaines CAMPAC (source : enquêtes auprès des opérateurs) LIAISONS DEBIT (Kbits/s) PRIX (en FCFA) 9, DOUALA - LIMBE DOUALA - EDEA DOUALA - BAFOUSSAM DOUALA - YAOUNDE 19, , , Tableau 4 : Coûts des liaisons spécialisées interurbaines CAMPAC (source : enquêtes auprès des opérateurs) c) les services Internet 13 Les PAV sont aussi utilisés. 15

16 Les services Internet sont ouverts au public grâce à 29 fournisseurs de services parmi lesquels Camtel 14. Le réseau Internet de Camtel se limite à deux nœuds d accès Internet installés à Yaoundé et à Douala qui offrent un débit de 2 Mbits/s. Le support utilisé pour le développement des services Internet est le même que celui utilisé pour le téléphone fixe. Les connexions offertes aux clients d accès distants sont de 28 Kbits/s. Camtel offre également des lignes spécialisées et des liaisons sans fil à travers son backbone national aux sociétés et fournisseurs d accès Internet à 64 Kbits/s et 128 Kbits/s. La possibilité de connecter les abonnés sur le backbone n existe pas dans les autres villes en dehors de Yaoundé et Douala à cause de la non numérisation du support et de la médiocre qualité de celui-ci. C est donc à travers ces deux villes que les autres villes se connectent au réseau des réseaux. Les fournisseurs privés des services Internet ont mis en place leur propre nœud en utilisant les antennes VSAT. Ils sont présents à Yaoundé et à Douala, mais aussi dans d autres villes de province. C est le cas à titre d exemple des universités d Etat, avec leur accès Internet par VSAT à Buéa, Douala, Dschang, Ngaoundéré et Yaoundé. d) les autres services Ces services sont essentiellement constitués de la radiomaritime, des services satellites et de la câblo-distribution. La radiomaritime est un service ouvert aux navires par Camtel au moyen de la station côtière installée à Douala. Elle est composée de 7 émetteurs/récepteurs (2 en MF, 2 en HF et 3 en VHF) pour les correspondances publiques, les mouvements des navires, les opérations portuaires, la détresse et la sécurité en mer. Elle offre la téléphonie, la télégraphie et le télex. Les services satellites sont essentiellement ceux offerts par Camtel pour la location ou la vente des terminaux GMPCS (Global Mobile Personal Communications by Satellite), avec facturation prépayée des communications. Le secteur privé de l audiovisuel se caractérise par la prédominance de la câbloredistribution des signaux audiovisuels captés par satellite notamment en ce qui concerne la télévision. Pour ce qui est de la radio, il existe 14 Agence de régulation des télécommunications, «Rapport d activités», juillet 2000-juin Nul doute que ce chiffre a augmenté au cours de l année 2002 et début

17 plusieurs radios FM notamment à Douala et à Yaoundé. Les services vocaux sont offerts par les fournisseurs privés pour des renseignements sur les services de garde (pharmacies, cliniques, etc.) et la consultation des comptes bancaires. En octobre 2003, on comptait 151 cybercafés sur la seule ville de Yaoundé. II. Les technologies actuelles des réseaux étendus Cette section a pour objectif de donner une vision globale de l ensemble des technologies disponibles actuellement pour les réseaux étendus (WAN 15 ), d évaluer leur importance, notamment par rapport aux usages qui peuvent en résulter dans le cadre de l interconnexion des unités administratives et enfin d analyser les contraintes technicoéconomiques liées à leur déploiement au Cameroun. Nous ne nous intéresserons pas aux technologies utilisées dans le déploiement des réseaux locaux (LAN) et les réseaux métropolitains (MAN), même si l évolution ultra rapide et la convergence entre les différentes technologies rendent de plus en plus difficile la distinction entre ces trois concepts. Pour cette dernière raison, quelques notions des LAN et des MAN seront souvent et de façon sommaire, abordées. II.1. Les critères de classification des réseaux téléinformatiques Parmi les critères généralement utilisés pour classifier des réseaux téléinformatiques, on trouve notamment la distance, le débit, la topologie, le modèle d architecture de communication, le mode de gestion (public ou privé) et la technique de transferts d informations. 15 Cette classification est inspirée du cours de formation de Cisco Systems Inc intitulé «Designing for Cisco Internetwork Solutions, ver. 1.0» ; Vol. 2 ; qui prépare aux certifications CCDA (Cisco Certified Design Associate) et CCDP (Cisco Certified Design Profesional). C est l une des classifications les plus à jour et à partir de laquelle on dispose des solutions pratiques directement «implémentables». 17

18 II.1.1. La distance et le débit La distance (ou la taille) et le débit sont deux paramètres usuels utilisés pour caractériser un réseau téléinformatique. L unité de mesure de la distance dans les réseaux est le mètre et celle du débit est le bit par seconde (bps ou bit/s). La distance permet de distinguer les réseaux en trois grandes classes 16 à savoir les réseaux privés (Local Area Network ou LAN), les réseaux métropolitains (Metropilitain Area Network ou MAN) et les réseaux étendus (Wide Area Network ou MAN). Un LAN par exemple, est un réseau local utilisant des installations privées sur une courte distance (généralement inférieure à 1 km entre deux stations) avec un débit allant jusqu à 1 Gbits/s 17. Les LAN utilisent les technologies Ethernet, Token Ring ou ATM 18. Par contre, un MAN est composé de vastes LAN et utilise des installations privées ou celles des opérateurs de télécommunications. Il peut couvrir un campus ou une ville (quelques dizaines de km) à un débit équivalent à celui d un LAN. Les technologies utilisées dans les MAN sont le FDDI 19 (100 Mbps), le DQDB 20 (140 Mbps), l ATM (155 ou 622 Mbps) ou le Gigabit Ethernet (1 Gbps). Le WAN est un réseau étendu qui utilise les installations d un ou plusieurs opérateurs de télécommunications sur une grande distance à des vitesses variant de quelques Kbits à quelques Gbits. En terme de débit, les technologies WAN peuvent se regroupées en deux grandes classes : celles qui ont un débit inférieur à 1 Mbps et celles dont le débit est supérieur à 1 Mbps. Dans la première classe, on distingue le RTC, le RNIS, X.25 et dans la seconde catégorie, on 16 On trouvera dans d autres littératures deux autres classes à savoir les bus des ordinateurs (ISA, MCA, PCI) et les structures d interconnexion (Fiber Channel, ATM). 17 Les produits actuels sur le marché ont un débit de 10 Mbps, 100 Mbps et 1 Gbps. 18 Les technologies ATM sont communes aux LAN, MAN et WAN. C est d ailleurs la même chose pour les réseaux sans fils comme on le verra dans les développements ultérieurs. 19 La technologie FDDI (Fiber Distributed Data Interface) est une technologie d'accès au réseau sur des lignes de type fibre optique. La topologie FDDI est un anneau à jeton à détection et correction d'erreurs qui ressemble de près à celle de token ring. Bien que le FDDI dispose de plusieurs années d avance sur les autres techniques (DQDB, ATM, etc), l offre FDDI s oriente plutôt vers les LAN. 20 Le Distributed Queue Dual Bus est un standard de réseau sur fibre optique, compatible avec ATM et fonctionnant avec un bus double. 18

19 retrouve les technologies xdsl, le Frame Relay, l ATM, etc. Ces technologies WAN feront l objet d un examen approfondi dans la suite. II.1.2. La topologie Un réseau de communications est composé de terminaux, de nœuds et de liens. La structure d interconnexion de ces éléments est appelée topologie. On distingue la topologie physique et la topologie logique. La première décrit comment les différents nœuds sont reliés entre eux. La seconde décrit comment l information est transmise d un noeud à l autre. Plusieurs architectures sont disponibles : en bus, en étoile, en arbre, en anneaux et maillées. On distingue alors deux classes de réseaux : ceux en mode de diffusion (broadcast) et ceux en mode point à point (point-to-point). En mode de diffusion, chaque message envoyé par un équipement sur le réseau est reçu par tous les autres. C est l adresse spécifique placée dans le message qui permet à chaque équipement de déterminer si le message lui est adressé ou non. Les LAN adoptent pour la plupart le mode de diffusion sur une architecture en bus, étoile ou en anneau et les réseaux satellites ou radio suivent également ce mode de communication. En mode point à point, le support physique (le câble) relie une paire d équipements seulement. Quand deux éléments non directement connectés entre eux veulent communiquer, ils le font par l intermédiaire des autres nœuds du réseau. Les réseaux longue distance adoptent le mode point à point sur une architecture maillée ou en arbre. Le choix d une topologie dépend de plusieurs critères. Parmi ceux-ci, on distingue le nombre de stations à connecter, le volume des flux des données, le coût de déploiement, la distance entre entités communicantes, l évolution future du réseau, la résistance aux pannes et aux lignes de secours, la facilité d administration et du mode de connexion. Quelle que soit l architecture physique ou logique d un réseau, on distingue deux modes de fonctionnement différents des terminaux informatiques lors du transfert d information : le mode connecté et le mode non connecté ou datagramme. Contrairement au mode datagramme qui n établit pas de chemin ou circuit 21 pour le 21 On distingue différents types de circuits : le circuit physique, le circuit virtuel, le circuit permanent et le circuit semi-permanent ou commuté. Le RTC utilise le circuit physique commuté alors que les lignes spécialisées utilisent les circuits physiques 19

20 transfert d informations, toute communication entre deux entités du réseau en mode connecté nécessite un circuit qui est établit à la connexion et libéré dès que la communication est terminée. Tous les paquets d un message envoyés à un nœud N suivent le même chemin dans le réseau et contiennent, non pas l adresse de N, mais le numéro du circuit. En mode non connecté, chaque équipement du réseau achemine les paquets d un message individuellement par des chemins pouvant être différents, et en les temporisant si nécessaire. Evidemment, chaque mode de fonctionnement des terminaux informatiques a ses avantages et ses inconvénients. Le mode connecté permet une sécurisation des échanges et la négociation à l avance des paramètres de communication (débit, qualité, etc). Malheureusement, les temps de connexion sont considérables et le multipoint n y est pas aisé. Le mode non connecté est simple, efficace et robuste par rapport aux éventuelles pannes du réseau. Mais il a également des défauts : les paquets à l arrivée peuvent être deséquencés, les nœuds intermédiaires nécessitent de grandes mémoires tampons et la qualité du réseau n est pas négociée à l avance. II.1.3. Les modèles d architecture de communication Le transport des données d une extrémité à l autre d un réseau nécessite un support physique ou hertzien de communication. Cependant, pour que ces données arrivent correctement au destinataire, avec la qualité de service exigée, il faut une architecture logicielle. Trois grandes architectures 22 se disputent le marché mondial actuellement : la première est l architecture provenant de la normalisation de l ISO (International Standardisation Organisation), que l on appelle Interconnexion des systèmes ouverts ou OSI (Open System Interconnection). La seconde est fournie par l environnement TCP/IP, utilisé dans le réseau Internet. La troisième a été introduite par l UIT (Union internationale des télécommunications) pour l environnement ATM (Asynchronous Transfer Mode). permanents pendant que les réseaux X.25, ATM et Frame Relay utilisent les circuits virtuels permanents ou commutés. 22 Une description détaillée de ces architectures est faite dans l ouvrage de G. Pujolle, op.cit, pp Le lecteur intéressé est invité à consulter également le livre de César Macchi et co-auteurs, «Téléinformatique : transport et traitement de l information dans les réseaux et systèmes téléinformatiques et télématiques», Dunod, 1998, pp

21 Le modèle de référence OSI est constitué par l empilement de sept couches d activités 23. La majorité des technologies WAN fonctionnent au niveau des couches 1 et 2. La couche physique (niveau 1) joue un double rôle. Elle est d abord chargée de l interface entre les systèmes et le support physique. Mais elle est également chargée d assurer le relais des éléments binaires transmis, c est-à-dire qu elle réalise la fonction d interconnexion entre les circuits de données. La couche liaison de données (niveau 2) a pour fonction de base la gestion des trames et effectue, le cas échéant, la détection et la reprise des erreurs entre systèmes ouverts adjacents. Certaines technologies WAN, à l instar de X.25, fonctionnent au niveau de la couche réseau (niveau 3). La fonction essentielle de cette couche est d effectuer le relais de paquets ainsi que le routage des paquets et des circuits de données. Elle peut effectuer aussi le multiplexage, le contrôle d erreurs et le contrôle de flux lorsque cela permet d optimiser l utilisation des ressources de communication. L architecture TCP/IP est à la source du réseau Internet. Elle a été définie dans les années 70 par la défense américaine à cause du foisonnement des machines utilisant des protocoles différents et incompatibles. Elle est adoptée par de nombreux réseaux privés, appelés intranets. Si tout le monde s accorde à présenter la suite TCP/IP comme un modèle à plusieurs couches, le nombre de ces couches ne fait pas l unanimité. En effet, ce modèle est généralement vu comme un modèle à 4 ou 5 niveaux fonctionnels. Dans le cadre de la comparaison du modèle TCP/IP avec le modèle de référence OSI, nous retiendrons 4 niveaux : - la couche accès réseau qui correspond aux couches physique et liaison; - la couche Internet (IP) qui correspond à la couche réseau ; - la couche transport qui correspond aux couches transport et session ; - la couche application qui regroupe les couches session, présentation et application du modèle OSI. Les deux principaux protocoles définis sont les suivants : i) Internet Protocol (IP) est un protocole de niveau réseau (niveau 3) assurant un service sans connexion ; ii) Transmission Control Protocol (TCP) est un protocole de niveau transport (niveau 4) qui fournit un 23 Le rôle de chacune des couches ne sera pas précisé ici. Le lecteur intéressé peut consulter l ouvrage de C. Macchi, op.cit, p

22 service fiable avec connexion. La première génération du protocole IP est la version 4 ou IPv4 alors que la deuxième génération est dénommée IPv6 ou IP version Le protocole TCP est en mode connecté, contrairement au deuxième protocole disponible dans cette architecture, User Datagram Protocol (UDP), qui se positionne aussi au niveau 4, mais dans un mode sans connexion. Les réseaux de communication de la nouvelle génération utilisent la commutation de cellules. Le modèle s appuie sur un mode connecté avec une commutation des petits paquets de taille fixe appelés cellules. Ce modèle a été développé pour prendre en compte les applications multimédias. L architecture UIT-T 25 peut être compatible au modèle OSI, à quelques différences près. La couche physique a des fonctionnalités un peu plus larges que la première couche du modèle OSI, qui lui permet d améliorer la rapidité de fonctionnement. Elle peut reconnaître le début et la fin d un paquet ATM, ce qui permet de supprimer la couche 2 dans laquelle cette reconnaissance était effectuée. La couche ATM est comparable à la couche 3 du modèle OSI alors que la couche AAL (ATM Adaptation Layer) recoupe en partie la couche transport du modèle de référence. II.1.4. Le mode de gestion Le secteur des télécommunications a changé radicalement dans le monde avec les lois sur le marché libre. Ces réformes législatives ont longtemps rencontré des obstacles politiques en Afrique subsaharienne, pour restreindre notre propos à cet espace 24 Au-delà des autres améliorations, la nouveauté majeure d'ipv6 est l'utilisation d'adresses plus longues qu'ipv4. Elles sont codées sur 16 octets et permettent de résoudre le problème qui mit IPv6 à l'ordre du jour : procurer un ensemble d'adresses Internet quasi illimité. IPv4 permet d'adresser 2^32=4,29.10^9 adresses tandis que IPv6 permet d'en adresser 2^128=3,4.10^38 adresses. On va même plus loin en affirmant qu avec IPv6, le risque de pénurie d adresses IP est écarté. En prenant en compte les estimations diverses, on obtient l encadrement suivant où l unité est le nombre d adresses par mètre carré de surface terrestre (océans compris) : nombre d adresses disponibles Le lecteur intéressé peut consulter : Bradner S.O. & Mankin A. ed., «IPng, Internet Protocol Next Generation», Addison-Wesley (IPng series), ISBN : , Septembre L Union internationale des télécommunications standardisation du secteur télécommunication a remplacé en 1993 le Comité consultatif international télégraphique et téléphonique (CCITT). 22

23 géographique, «les gouvernements ne voyant aucune urgence à transformer l environnement économique et institutionnel d un secteur généralement rentable 26». Aujourd hui, dans la plupart de ces pays, le paysage des télécommunications repose sur la stricte séparation entre le régulateur et l opérateur. Ce dernier peut être public sous la forme de monopole institutionnel de l opérateur historique. Mais avec les changements sectoriels initiés depuis le début des années 80, on observe un désengagement progressif des Etats, sous la forme de privatisation ou d ouverture du marché à la concurrence. Ainsi, des licences d exploitation des réseaux privés, toutes dimensions confondues, sont vendues. Elles concernent la technologie hertzienne (réseaux VSAT, GSM, etc.), mais aussi les technologies filaires traditionnelles. Le mode de gestion devient par conséquent un critère de poids faible dans la classification des réseaux de télécommunications. II.1.5. Les techniques de transfert Bien que tous les critères soient importants dans la catégorisation des réseaux, les techniques de transferts d informations, encore appelées techniques de commutation, sont parmi les meilleurs discriminants des WAN. Le mot transfert, comme le signale G. Pujolle 27, indique que commutation et routage sont possibles. Dans les techniques de commutation, le chemin que suivent les paquets de nœud en nœud est toujours le même, alors que dans le routage, le paquet est routé à l entrée de chaque nœud grâce à l adresse complète du récepteur. Les commutateurs acheminent les paquets vers le récepteur en utilisant des références (identificateurs ou étiquettes) de circuits ou de chemin. Les routeurs utilisent une table de routage pour diriger les paquets à leurs destinations 28. Il existe cinq grandes techniques de transfert que nous appellerons indifféremment par techniques de commutation : La commutation de circuits : c est la plus ancienne des techniques. Elle consiste à construire un chemin ou circuit (physique ou virtuel) entre deux points avant le transfert des informations. Il y a donc 26 Patrick Plane, «Privatisation et ouverture des télécommunications en Afrique subsaharienne : modalités et implications des réformes», CERDI, Juin 2002, 29 p. 27 Voir G. Pujolle, op.cit. 28 Ibid, p

24 réservation des ressources (bande passante, mémoire, CPU, numéro des circuits virtuels dans la table de commutation, ) dans chaque nœud du réseau. Les équipements du réseau sont appelés commutateurs. Ce mode de commutation est adapté aux applications avec contraintes temporelles (téléphonie, vidéo temps réel, etc). Le RTC et le RNIS utilisent la commutation de circuit. La commutation de messages : le principe pour ce mode de commutation est assez simple. L envoi d un message de l émetteur jusqu au récepteur passe de nœud en nœud. Chaque nœud attend d avoir reçu complètement le message avant de le réexpédier au nœud suivant. Les messages qui arrivent dans le nœud de commutation sont traités selon l ordre d arrivée (Premier arrivé, Premier servi ou First In First Out). C est un mode de commutation adapté aux trafics sporadiques sans contraintes du temps. Bien qu il y ait une meilleure utilisation des ressources puisqu il n y a pas de réservation, la commutation de messages présente de nombreux défauts (besoin de grande mémoire, mécanisme de contrôle de flux, temps de transfert variable et parfois long). Les réseaux d IBM dénommé System Network Architecture (SNA) de première génération utilisent ce type de commutation. La commutation de paquets : ce mode de commutation est apparu dans les années 70 pour résoudre les problèmes d erreurs et améliorer les performances de la commutation de messages. Avec la commutation de paquets, chaque message est découpé en morceaux de taille variable appelé paquets qui sont acheminés individuellement comme dans la commutation de messages. Chaque nœud redirige un paquet entrant vers le lien en sortie en utilisant une table de correspondance des adresses logiques des récepteurs et des routes à suivre (table de routage). Les nœuds du réseau sont appelés les routeurs. La commutation de paquets présente de nombreux avantages. Elle réduit le temps d émission et la taille des mémoires. Elle assure également un meilleur multiplexage des paquets et une reprise sur erreurs plus efficace. Son seul défaut est qu il est possible d avoir le déséquencement des paquets à l arrivée si la commutation de paquets est combinée avec le mode datagramme. Les réseaux Internet (combiné avec le mode datagramme) et X.25 (combiné avec le mode connecté) utilisent la commutation de paquets. La commutation de trames : Elle est identique à la commutation de paquets ; mais les nœuds du réseau, appelés dans ce cas commutateurs, traitent des paquets particuliers appelés trames (niveau 24

25 2 de l architecture OSI) tandis que les routeurs manipulent eux des paquets de niveau 3. Les tables de commutation contiennent des adresses physiques des destinataires (ou adresses MAC). Même si le principal défaut de la commutation de paquets demeure dans les réseaux à commutation de trames, cette dernière assure une meilleure rapidité de commutation. Les réseaux LAN Ethernet commuté et les réseaux WAN à relais de trames (ou Frame Relay) utilisent ce mode de commutation. La commutation de cellules : elle est identique à la commutation de trames, mais est appliquée à des trames de tailles fixes (53 octets appelé cellules). La commutation de cellules permet d obtenir les avantages de la commutation de circuits et de la commutation de paquets si elle est combinée avec le mode connecté. Elle est adaptée aux trafics temps réels et sporadiques sans contraintes de temps. Bien que les délais d établissement des connexions soient le principal défaut des réseaux à base de la commutation des cellules, on note de nombreux avantages. Parmi ceux-ci la réduction de la taille des mémoires tampons, la meilleure performance des nœuds (ou commutateurs) du réseau. La technologie ATM employée dans le Réseaux Numériques à Intégration de Services Large Bande (RNIS- LB) utilise la commutation de cellules. II.2. Réseaux WAN et technologies actuelles Les réseaux WAN couvrent de vastes étendues géographiques et constituent un ensemble de liaisons reliées aux opérateurs télécoms (organismes publics et privés) interconnectés. On classe généralement les liaisons WAN en trois grandes catégories comme l indique la figure n 3 : 1) les liaisons dédiées (spécialisées ou louées) ; 2) les connexions commutées ; et, 3) les liaisons hertziennes : 25

26 Réseau WAN Dédié Commuté Liaisons hertziennes T1/E1 fractionnée T1/E1 T3/E3 A commutation de circuits A commutation de paquets/cellules Satellite GSM GPRS UMTS x Modem analogique RNIS xdsl Modem Cable TDM LRE et 10GBASE-X X.25 et Frame Relay ATM sur SDH/SONET Figure n 3 : Les différentes technologies WAN disponibles (source : compilation des auteurs) II.2.1. Les lignes spécialisées Les lignes dédiées ou spécialisées permettent la transmission de données à moyens et hauts débits en liaison point à point ou multipoint. Les premiers liens numériques ont été développés dans les années 70. Initialement un lien T1, utilisant deux paires torsadées, permettait de transmettre dans deux sens 1,544 Mbit/s (24 canaux vocaux). Le même type de connexion E1 porte un débit de 2,048 Mbit/s (32 canaux vocaux). Les liens T1/E1 sont utilisés pour la connexion des réseaux LAN distants. C est également une méthode de connexion à Internet pour les particuliers et les entreprises. Les liens à longue distance utilisent un câble coaxial avec des répéteurs disposés tous les 60 Km. Les différentes normes européenne et américaine des liaisons dédiées sont résumées dans le tableau 5. 26

27 Type Débit Norme européenne E0 64 Kbps E1 32 lignes E0 2 Mbps E2 128 lignes E0 8 Mbps E3 512 lignes E0 34 Mbps E lignes E0 140 Mbps Norme américaine T Mbps T2 4 lignes T1 6 Mbps T3 28 lignes T1 45 Mbps T4 168 lignes T1 275 Mbps Tableau 5 : Les différents types de liaisons dédiées (source : compilation des auteurs) Au Cameroun par exemple, Camtel fournit les liaisons spécialisées filaires. Les débits et les coûts de ce mode d accès sont résumés dans le tableau 6. Débit (Kbits/s) Frais étude et établissement liaison (FCFA) Redevances mensuelles (FCFA) Dépôt de garantie, Consommation (FCFA) Tableau 6 : Les coûts des liaisons spécialisées filaires à Camtel (source : enquêtes auprès des opérateurs) II.2.2. Le modem analogique (Analog Modem) Le modem analogique s utilise par un usager de l Internet pour établir une connexion sur le RTC avec un RAS (Remote Access Server) et disposer ainsi d une couche physique (d un moyen de transmission) pour accéder à Internet. On parle d accès «dial-up». C est le moyen le plus utilisé pour se connecter à l Internet. Le modem est le périphérique utilisé pour transférer des informations entre plusieurs ordinateurs (deux à la base) via les lignes téléphoniques. Un modem est un appareil de modulation- 27