Les technologies candidates aux Boucles Locales Alternatives (BLA) Terminologie : La «boucle locale» est traditionnellement le dernier segment de câble cuivre qui relie l abonné à son point d accès réseau (central téléphonique par exemple). En téléphonie, ce segment est configuré comme une boucle de courant, fermée quand l usager est au repos, et dont l ouverture signale le décroché. Dans le contexte de l accès à l Internet, le concept de «boucle locale» s est étendu, par facilité de langage, à toutes les technologies permettant ce raccordement. On trouve ainsi des Boucles locales radio (BLR) ou Electrique (BLE). L accès haut débit[1] à l Internet devient un élément de base de la vie quotidienne des Français, et tous les territoires sont concernés par une forte attente des usagers professionnels ou particuliers à disposer de cette facilité. La technologie la plus «naturelle» pour réaliser ce service est l ADSL pour la desserte locale, généralement alimenté par un réseau de collecte en fibre optique. Il s agit du schéma traditionnel de l accès haut débit ADSL de France Télécom ou des opérateurs de dégroupage, autour des Nœuds de Raccordement d Abonnés (NRA) (voir fiche N 3) Cependant, la technologie ADSL présente des limites techniques (zones d ombre) et commerciales (zones blanches) qui ne permettent pas sa généralisation à toutes les localités, même si des extensions significatives de déploiement ont été réalisées au titre des nouveaux plans d ouverture du service de l Opérateur Historique (Chartes «Département Innovant» en particulier) et si les évolutions technologiques étendent toujours les performances techniques de la technologie (ADSL puis ADSL2 et 2+, etc.) En conséquence, les localités non éligibles ADSL doivent utiliser d autres technologies, regroupées sous le vocable «Boucle Locale Alternative» (sous entendu «alternatives à l ADSL»). 1
Deux segments technologiques doivent être mis en œuvre pour la desserte haut débit d une localité : la desserte locale, qui consiste à raccorder tous les usagers à un point de distribution commun, l amenée haut débit (ou collecte), qui consiste à raccorder le point de distribution commun à une infrastructure opérateur donnant accès à l Internet (PoP - Point de Présence). Il est également possible d interconnecter les dessertes locales pour constituer un «Intranet» de territoire, avec une plateforme de services et un accès commun à l Internet, par exemple. Figure 1 : Schéma de principe de la desserte Haut débit Diverses technologies peuvent être utilisées pour réaliser ces deux segments. 2
Desserte locale Pour la desserte locale, les différentes technologies suivantes peuvent être envisagées : WiFi : Le WiFi (Wireless Fidelity) est une certification décernée par un consortium d équipementiers télécom, le WECA, aux produits conformes aux normes 802.11 (réseau radio à 2.4 Ghz). Les caractéristiques techniques dépendent de la version de la norme utilisée (802.11b ou 802.11g), La technologie WiFi est basée sur une architecture cellulaire de réseau et permet de créer des réseaux radio LAN (privé), d offrir des accès radio à l Internet dans des lieux publics (on parle alors de hot-spots) ou encore de se substituer à la boucle locale traditionnelle pour réaliser la desserte locale de l Internet Haut débit (on est alors dans le domaine de la Boucle Locale Radio). Le Wifi est considéré comme une technologie expérimentale par l ART. CPL : Le CPL (Courant Porteur en Ligne) est une technologie qui consiste à transporter l information numérique sur le réseau de distribution électrique moyenne ou basse tension[2]. La grande capillarité de ce réseau de distribution le rend intéressant pour la réalisation de Boucle locales malgré ses limitations techniques (on parle alors de Boucle Locale Electrique). Le CPL est considéré comme une technologie expérimentale par l ART. Satellite : La technologie d accès bidirectionnel par satellite s appuie sur la norme DVB-RCS (issue de l ETSI) pour permettre à l usager de recevoir et d émettre par son antenne satellite, ce qui libère sa ligne téléphonique, et mérite donc pleinement le label «accès haut débit». Cette technologie présente l avantage d être utilisable à n importe quel point du territoire, elle reste cependant relativement chère. Autres techniques radio (type BLR Boucle Locale Radio) : Historiquement, la BLR était considérée comme «La» technologie concurrente de l ADSL, pour les zones de densité moyenne, et de nombreux opérateurs se sont lancés dans cette voie. Les difficultés de propagation radio, le coût des systèmes et des terminaux, et le déploiement rapide de l ADSL ont empêché la réalisation des modèles d affaires prévus, et les faillites ont été nombreuses. Les réseaux BLR déployées actuellement en France s appuient sur des technologies propriétaires (802.11 FHSS, LMDS) et utilisent les fréquences attribuées par l ART aux licences BLR (26 GHz ou 3.5 GHz). Il existe actuellement un consortium industriel (WIMAX) qui s efforce de définir une interopérabilité des produits BLR autour de la norme IEEE 802.16, afin de baisser les coûts des systèmes et surtout des terminaux. Cependant, il n existe pas encore de produit véritablement Wimax. La BLR est considéré comme une technologie opérationnelle par l ART. De façon générale, les technologies de desserte comme le WiFi et le CPL sont bien adaptées à des déploiements de portée limitée (en zone rurale), et offrent alors des coûts d installation très attractifs, pour une qualité de service suffisante. 3
Il n est généralement pas souhaitable de rechercher des déploiements de grande envergure ou des couvertures territoriales à 100% avec ces technologies, car la complexité de l ingénierie croît alors très vite et les coûts s envolent. La technologie BLR offre de façon native une meilleure maîtrise de la Qualité de Service, et une meilleure portée, mais son déploiement est plus onéreux pour des petits réseaux, tant pour les équipements réseau que pour les terminaux. En conséquence, les territoires pourront avoir intérêt à coupler les technologies de desserte de manière à maintenir chaque technologie dans le domaine où elle est la plus adaptée. Figure 2 : Comparaison des technologies de desserte en zone rurale Les principales caractéristiques des technologies évoquées sont résumées dans le tableau suivant et dans les fiches techniques annexées. Critère ADSL WiFi Boucle Locale Radio (WIP, WIMAX, ) CPL Satellite Portée 4 à 5 km 100 à 1000 m quelques km 100 à 300 m sans objet Débit 128/512/1024/ Quelques plusieurs Environ 10 2048 Kbit/s Mbit/s partagés MBit/s partagés Mbit/s partagés Extensibilité du réseau de desserte Bonne dans la limite des lignes du répartiteur Faible. Multiplication de réseaux indépendants. Dépend des solutions Faible pour chaque réseau. Possibilité de grappes. 128/512/1024 ou 2048 Kbit/s partagés Très bonne (pas de limite) Congestion Sur le réseau Sur le réseau Sur le réseau Sur le réseau Sur le segment 4
Critère ADSL WiFi Boucle Locale Radio (WIP, WIMAX, ) possible QoS sur le support opérateur (ratio 1/10 environ) Possible (en cours de mise en œuvre pour le TriplePlay) radio. Géré par le MAC en CSMA/CA radio. Géré par le MAC de façon déterministe. CPL BT. Géré par le MAC en CSMA/CA Satellite satellite (ratio 1/20 environ) Non Oui Non Possible, mais non implémentée actuellement Coût équipements réseau typique (indicatif pour une localité de 500 à 1000 hab.) 10 à 20 K (petit DSLAM) plus frais de raccordement FT 10 à 20 K plus frais d études Coût terminal 50 Environ 350 plus installation Coût service/mois (512K) 25 Offre à construire (typiquement 35 /mois) Stabilité Elevée Très aléatoire (bande non licenciée, perturbations météo) Applicabilité Technique : Dépend essentiellement de la distance au répartiteur Commerciale : volonté des opérateurs. géographie du site, des obstacles et des installations radio existantes dans la bande 2.4 GHz Environ 30 K plus frais d études Plus coûts d utilisation des fréquences Environ 1500 plus installation Dépend des solutions Bonne (bande licenciée et puissance importante) géographie du site, des obstacles, de l existence de points hauts. Environ 25 K par transformateur 100 (résidentiel), à 1500 (site important) Offre à construire mais redevance EDF de l ordre de 12 à 15 /mois Bonne, sauf éventuelles perturbations CEM[4] technologie des lignes électriques 220/380 et de la distance aux transformateurs 20KV et du futur positionnement d EDF Sans objet 1 500 à 2 500 (hors installation) 150 Variable (dépend du fournisseur). Perturbations météo limitées. Quasi universelle (sauf masquage) 5
Amenées Haut Débit Collecte Les amenées haut débit associées aux technologies alternatives de desserte peuvent prendre deux formes : La constitution d un réseau de collecte à base de fibre optique et/ou de faisceaux hertziens point à point ou point-multi-point, ou même de liaisons satellite dédiées à débit garanti, Ce réseau de collecte doit alors distribuer le trafic des réseaux de desserte vers le ou les points d accès des opérateurs d accès ou de service Internet, qui peuvent être assez éloignés des réseaux de desserte, en zone rurale. Cette forme de collecte est donc applicable à des territoires importants et assez denses pour justifier l investissement consenti. Elle est également applicable lorsqu une infrastructure de collecte est mise en place au niveau départemental ou régional. Le recours à des services d accès Internet offerts directement par des FAI, au moyen de liaisons satellite bidirectionnelles ou d accès Internet filaires haut débit (DSL ou liaisons spécialisée). L exemple type de ce type de montage est le couplage «satellite+wifi» expérimenté dans diverses localités. Dans ce cas, les flux du réseau de desserte sont agrégés sur un ou plusieurs accès Internet. Cette forme d amenée haut débit est bien adaptée aux territoires de faible densité, mais peut conduire à des problèmes de performances liés à la mutualisation d accès Internet à débit non garanti. Chaque forme d amenée haut débit a ses avantages et ses inconvénients, mais dans tous les cas, les territoires doivent veiller au respect de l ouverture de leur réseau à la concurrence, et donc à ne pas privilégier un opérateur au détriment des autres. Ces deux formes de collecte en zone rurale sont illustrées par la figure suivante : Figure 3 : Modèles de réseaux de collecte en zone rurale 6
Les amenées haut débit doivent arriver à des points de distribution qui dépendent de la technologie de desserte utilisée, et ne sont plus localisés sur le nœud de raccordement France Télécom, contrairement à l ADSL. Ces points de desserte sont : un transformateur moyenne tension tête de grappe pour le CPL, un point haut pour la BLR ou le WiFi. Les principales caractéristiques des technologies évoquées sont résumées dans le tableau suivant et dans les fiches techniques annexées (les caractéristiques des amenées haut débit par accès Internet filaire sont résumée dans le tableau concernant la desserte locale). Critère FH Fibre Satellite d accès Satellite dédiée Portée 20 à 50 km en vue Typiquement 150 Universelle Universelle directe km sans répéteur Débit 2x2 Mbit/s Jusqu à 10 Gbit/s par paire, voire plus 512 à 2048 Kbit/s partagés. nx2 Mbit/s dédiés 4x2 Mbit/s en multiplex de longueurs d onde CIR[3] discutable. 8x2 Mbit/s 16x2 Mbit/s 34 Mbit/s Coût (HT) 155 Mbit/s 20 K à 80 K par liaison sur pylônes ou points hauts existants. Redevance d utilisation des fréquences. Fibre : 1 à 2 /m/an la paire existante, de 15 à 100 /m pour poser un câble selon les conditions (plus coûts d entretien annuel) Equipements SDH Optiques : Voir Satellite en desserte Environ 600 K /an par liaison 2 Mbit/s symétrique, plus les coûts des liaisons opérateur vers le Hub satellite. Sûreté de fonctionnement QoS Applicabilité Assez aléatoire (Météo, obstacles, Foudre) Taux d erreurs bit supportables par les protocoles TCP/IP (jusqu à 10-6) présence de points hauts en visibilité directe. 60 K la liaison Très bonne Excellente Très dépendante des fibres existantes et des facilités de tirage (fourreaux Aléatoire (Météo, saturation) Assez aléatoire (Météo) Délais de transmission importants Taux d erreur bit jusqu à 10-5 Impact sur les protocoles TCP/IP Universelle 7
Critère FH Fibre Satellite d accès Satellite dédiée existants) Les cases jaunes indiquent un critère pénalisant pour la technologie considérée. [1] Dans la notion de «haut débit», on intègre généralement deux concepts : 1. le fait d avoir une connexion permanente (qui n interdit pas les communications téléphoniques simultanées et bénéficie d une tarification forfaitaire) 2. le fait de bénéficier d un débit utile significativement plus élevé que les 56 kbit/s ou 64 kbit/s d un modem RTC ou RNIS. Sur ce dernier point, il peut y avoir (et il y a) discussion sur l appellation «haut débit» pour des services à 128 kbit/s, voire 512 kbit/s, mais ces services restent néanmoins très attractifs pour les zones rurales. [2] Cette technologie consiste à superposer un signal modulé sur le même circuit que le courant électrique. Elle ne doit pas être confondue avec l offre RTE visant à déployer des fibres optiques sur le réseau de distribution haute tension. [3] CIR : Commited Information Rate : débit minimum garanti [4] CEM : Compatibilité Electro Magnétique COGISYS (http://www.cogisys.fr/ ) 08 juillet 2004 8