Etat des lieux des modes d accès à Internet Etude réalisée pour le CSTI mise à jour novembre 2001 MS12047/4/JG/DP/FP Novembre 2001
Sommaire 1 Présentation des modes d accès à Internet... 5 1.1 Modem V90 sur RTC...5 1.2 RNIS 6 1.2.1 Présentation...6 1.2.2 Schéma et équipement d un réseau RNIS...6 1.3 ADSL 8 1.3.1 Schéma technique et équipements...9 1.3.2 Perspectives...10 1.4 Câble 11 1.4.1 Présentation...11 1.4.2 La structure des réseaux HFC...11 1.5 Télévision numérique terrestre (TNT)... 13 1.5.1 Présentation...13 1.5.2 Avantages / Inconvénients par rapport aux accès câble ou satellite...14 1.6 Satellite... 14 1.6.1 Présentation...14 1.6.2 Les services Internet sur PC...15 1.7 RLE 17 1.7.1 Présentation...17 1.7.2 Perspectives...17 1.8 Metro WDM... 18 1.8.1 Présentation...18 1.9 BLR 20 1.9.1 Présentation...20 1.9.2 Coût d acquisition du matériel par l utilisateur...21 1.9.3 Les perspectives d évolution...22 1.10 GSM + WAP... 23 1.10.1 Présentation...23 1.10.2 Perspectives...24 1.11 GSM + GPRS... 25 1.11.1 Présentation...25 1.11.2 Les perspectives d évolution...25 1.12 UMTS... 26 1.12.1 Présentation...26 1.12.2 Coût d acquisition du matériel par l utilisateur...26 1.12.3 Les perspectives d évolution...27 1.13 RLE sans fil... 28 1.13.1 Présentation...28 1.13.2 Le marché des WLAN (Réseaux locaux sans-fil)...29 2 IDATE octobre 2002
1.13.3 Répartition par zone géographique...29 1.13.4 Perspective d évolution...29 2 Cas français... 31 2.1 Modem V90 sur RTC... 31 2.1.1 Contexte...31 2.1.2 Principaux acteurs et nombre d abonnés...32 2.1.3 Offres des principaux FAI...33 2.2 RNIS 35 2.3 ADSL 35 2.3.1 Les offres ADSL...35 2.3.2 Nombre d abonnés et parts de marché :...37 2.4 Câble 38 2.4.1 Les offres des principaux acteurs...38 2.4.2 Nombre d abonnés Internet par le câble...40 2.5 Télévision numérique terrestre... 41 2.6 Satellite... 42 2.7 RLE 43 2.8 Metro WDM... 44 2.8.1 Situation...44 2.8.2 Principaux acteurs et offres MAN en France...46 2.8.3 Perspectives...47 2.9 BLR 48 2.10 GSM + WAP... 51 2.11 GSM + GPRS... 52 2.12 UMTS... 54 2.13 RLE sans fil... 56 2.13.1 Produits et services WLAN...56 3 Comparaison technico-économique... 58 3.1 Eléments de comparaison généraux... 58 3.2 Marché résidentiel (xdsl et câble)... 60 3.3 Marché professionnel (xdsl et BLR)... 61 3.4 Prévisions globales... 62 3.5 Doctrine d emploi par les opérateurs... 63 4 ANNEXE... 64 octobre 2002 IDATE 3
Introduction Ce document a pour objet de dresser un état des lieux des modes d accès à Internet en France. Il comprend : * une description des différents modes d accès et de leurs perspectives d évolution ; * l étude du cas français avec la présentation des principales caractéristiques du marché national : acteurs, offres, taux de pénétration ; * une comparaison technico-économique des technologies concurrentes : marché résidentiel (xdsl et câble) et marché professionnel (xdsl et BLR). Infrastructures pour services fixes d accès à Internet : modem V90 sur RTC RNIS xdsl Câble BLR Satellite Television numérique terrestre RLE (LAN) Metro WDM Infrastructures pour services mobiles d accès à Internet : GSM + WAP GSM + GPRS UMTS RLE sans fil (WLAN) 4 IDATE octobre 2002
1 Présentation des modes d accès à Internet 1.1 Modem V90 sur RTC C'est le réseau téléphonique classique, tel qu'il existe actuellement, et qui reste à ce jour le mode d'accès prédominant. Conçu à l'origine pour transporter exclusivement la voix humaine, le spectre des fréquences reconnues a été limité à 4 KHz, représentant un débit théorique de 64 kbps. Cette limitation permet en effet un nombre plus important de communications simultanées en les multiplexant (technique autorisant le passage de plusieurs communications simultanées sur un même canal de transmission) sur la même ligne. Le réseau téléphonique français est actuellement entièrement numérique depuis le répartiteur (central local, lieu d'aboutement des paires de cuivres qui sont ensuite multiplexées vers le commutateur). La portion donc entre le répartiteur et l'abonné reste analogique, ce qui nécessite donc l'utilisation de modems (Modulateurs - Démodulateurs) pour transformer le signal numérique en analogique entre l'ordinateur de l'utilisateur et le central. Par extension, on parle de modems RTC, c'est-à-dire de modems permettant de recevoir des données numériques en connectant un ordinateur à une prise téléphonique. La connexion par modem par une ligne téléphonique classique n'est pas permanente et dure le temps de l'appel. Le débit de transmission de données est relativement lent comparé aux formules d'accès à haut débit telles que le câble ou l'adsl. Il faut alors souscrire un abonnement auprès d'un FAI, sachant que l'abonnement peut être gratuit ou payant. A cela s'ajoute le prix des communications, le plus souvent au tarif local, ou incluses dans le cadre de forfaits. octobre 2002 IDATE 5
1.2 RNIS 1.2.1 Présentation L'architecture des Réseaux Numériques à Intégration de Services (RNIS) a été conçue pour associer la voix, les données, la vidéo et tout autre application ou service. Cette architecture peut être vue comme une évolution des réseaux téléphoniques existants. Le débit est de 64 Kbps (128 en utilisant deux canaux, et même 2 Mbps en utilisant 30 canaux) au lieu de 56 Kbps avec les modems les plus rapides. L Union Internationale des Télécommunications (ITU) a défini la technologie RNIS comme un réseau fournissant une connectivité numérique de bout en bout avec une grande variété de services. Deux caractéristiques importantes des réseaux RNIS les distinguent des réseaux téléphoniques traditionnels: les connexions sont numériques d'une extrémité à l'autre. RNIS définit un jeu de protocoles d'interface utilisateur/réseau standard. De cette façon, tous les équipements RNIS utilisent les mêmes connexions physiques et les mêmes protocoles de signalisation pour accéder aux services. En France, les connexions RNIS sont disponibles sous la dénomination commerciale Numéris. Le réseau national de télécommunication a été entièrement numérisé et les protocoles d'accès implantés par France Télécom sont conformes au standard Euro-ISDN publié par l'etsi et l'uit. Dans un réseau téléphonique analogique, une boucle sur une paire torsadée de fils de cuivre entre le commutateur central de la compagnie de télécommunication et l'abonné supporte un canal de transmission unique. Ce canal ne traite qu'un seul service simultanément : la voix ou les données. Avec un Réseau Numérique à Intégration de Services, la même paire torsadée est divisée en plusieurs canaux logiques. RNIS définit deux types de canaux logiques que l'on distingue par leurs fonctions et leurs débits. les canaux B transmettent à un débit de 64Kbps en commutation de circuit ou de paquet les informations utilisateur : voix, données, fax. Tous les services réseau sont accessibles à partir des canaux B. les canaux D transmettent à un débit de 16Kbps en accès de base et 64Kbps en accès primaire. Ils supportent les informations de signalisation : appels, établissement des connexions, demandes de services, routage des données sur les canaux B et enfin libération des connexions. Ces informations de signalisation ont été conçues pour cheminer sur un réseau totalement distinct des canaux B. C'est cette signalisation hors bande qui donne aux réseaux RNIS des temps d'établissement de connexion rapides (environ 4 secondes) relativement aux réseaux analogiques (environ 40 secondes). Il est aussi possible de transmettre des données utilisateur à travers les canaux D (protocole X.31b), mais comme le débit de ces canaux est limité ce type d'utilisation est rare. Une interface d'accès à un réseau RNIS est une association de canaux B et D. Il existe deux interfaces standards. Elles correspondent à deux catégories d'utilisation distinctes : résidentielle : utilisation simultanée des services téléphoniques et d'une connexion Internet professionnelle : utilisation d'un commutateur téléphonique (PABX) et/ou d'un routeur d'agence. Dans les deux cas, le nombre de canaux utilisés peut varier suivant les besoins. Le débit maximum étant fixé par le type d'interface. 1.2.2 Schéma et équipement d un réseau RNIS Un accès de base Numéris divise une ligne téléphonique en 3 canaux numériques : 2 canaux B d'une capacité de transmission de 64 Kbits/s 6 IDATE octobre 2002
1 canal D, d'une capacité de transmission de 16 Kbits/s Lors d'un raccordement à Numéris, France Télécom installe une TNR (terminaison numérique du réseau) ou une TNRG (cas de Numéris Duo ou Itoo - la TNRG offre la fonction d'adaptateur analogique) qui permet de transmettre un signal numérique sur la paire de cuivre. Ce signal est émis par ordinateur ou téléphone numérique. Le rôle de la TNR/TNRG est de minuter l'envoi des signaux numériques et de communiquer avec le réseau (via le canal D) pour s'assurer du bon déroulement de la communication. Dans le cas d une connexion RNIS pour entreprise, le PABX de l entreprise permet de raccorder l'ensemble des postes téléphoniques de l'entreprise ainsi que certains autres terminaux spécialisés : terminaux informatiques, équipements d'audio ou de visioconférence, applications informatiques liées à la téléphonie, équipements pour téléphones mobiles, gestionnaire des coûts de télécommunications, équipement de diffusion de messages ou de musique... Il est au cœur du système de communication d'entreprise et permet ainsi d'accéder aux service de télécommunication. Le PABX assure deux fonctions principales : le PABX assure la gestion du système téléphonique interne de l'entreprise : c'est au travers de lui que les différents postes de l entreprise sont reliés le PABX concentre les interfaces de raccordement au réseau et permet à chaque poste d'accéder aux services offerts par Numéris En outre, l utilisateur (résidentiel ou professionnel) a besoin d un adaptateur/modem RNIS, équipement qui permet de faire communiquer un ordinateur avec un réseau de communication. Cet adaptateur prend le nom de modem (modulateur / démodulateur) lorsqu'il s'agit de faire communiquer un ordinateur et le réseau téléphonique traditionnel. Il en existe trois catégories : les cartes RNIS : l'adaptateur est placé à l'intérieur même de l'ordinateur, dans l'unité centrale, les adaptateurs externes : l'adaptateur est placé à l'extérieur de l'ordinateur. Il est relié à l'unité centrale par câble sur un port, les cartes PCMCIA : il s'agit d'adaptateur RNIS pour les ordinateurs portables. Les cartes PCMCIA sont en général des cartes que l'on insère dans l'ordinateur portable même. Un emplacement est prévu à cet effet par les constructeurs d'ordinateurs portables. octobre 2002 IDATE 7
1.3 ADSL Les travaux sur l ADSL ont débuté au début des années 1990. Cette technologie permet d'obtenir un débit important de l opérateur vers l abonné, et une voie de retour bas débit d où la dénomination d asymétrie. La bande passante est partagée entre le téléphone analogique, d une part, et le canal de données, d autre part. Un circuit ADSL relie un central du réseau public au modem ADSL de l'utilisateur, créant ainsi trois canaux d'information : un canal descendant haut débit un canal duplex moyen débit un canal de téléphonie analogique (POTS : Plain Old Telephone Service) Pour créer des canaux multiples, les modem ADSL divisent la largeur de bande disponible d'une ligne téléphonique suivant l'une de ces deux méthodes: le multiplexage à division de fréquence (FDM) et l'annulation d'écho. Avec l'une ou l'autre de ces techniques, les transmissions ADSL laissent la région autour des 4kHz libre afin de laisser passer les communications téléphoniques (POTS). Pour cela, en plus du modem ADSL, il est nécessaire d'installer un séparateur de ligne (POTS splitter). Les débits sont étroitement liés à la distance qui sépare le modem ADSL du central téléphonique, du fait des effets d'atténuation du signal. Les opérateurs sont donc conduits à limiter les débits à 1Mbps maximum pour garantir une meilleure couverture aux abonnés situés en moyenne entre 3 et 5 km de leur central téléphonique. Avantages: Connexion permanente à Internet Disponibilité de la ligne téléphonique durant la connexion à Internet La technologie ADSL s'appuie sur le réseau RTC existant et ses paires de cuivre Mais l'adsl induit aussi plusieurs contraintes fortes: Le coût est important: un modem est nécessaire pour chaque utilisateur final La distance entre le centre d'exploitation et l'abonné doit être limitée entre 3 et 5 km maximum La mise en place de produits ADSL doit mettre en œuvre une remise à niveau de l'installation téléphonique de chaque foyer pour éviter les dérivations L ADSL est une technologie appartenant à la famille xdsl : cet ensemble de technologies a pour point commun d utiliser le cuivre comme support physique, mais diffère par le nombre de lignes utilisées, les modulations retenues et les débits descendants et montants offerts. Dans tous les cas, la vitesse de transmission dépend de la distance entre l abonné et le commutateur central de raccordement. Le tableau suivant récapitule les caractéristiques des principaux xdsl. 8 IDATE octobre 2002
Tableau: Caractéristiques des technologies xdsl Technologie ADSL Asymetric DSL HDSL High speed DSL Débit optimal descendant / montant Nombre de paires Portée optimale 8 Mbit/s : 768 Kbit/s 1 2 500 m 2 Mbit/s : 2 Mbit/s 2 ou 3 2 500 m 52 Mbit/s : 2 Mbit/s 1 300 m VDSL Very high speed DSL 25 Mbit/s : 25 Mbit/s 12 Mbit/s : 12 Mbit/s 25 Mbit/s : 2 Mbit/s 1 1 1 500 m 800 m 1 000 m 12 Mbit/s : 2 Mbit/s 1 1 500 m SDSL Symetric DSL IDSL ISDN like DSL 2 Mbit/s : 2 Mbit/s 1 2 400 m 128 Kbit/s : 128 Kbit/s 1 4 500 m Source : IDATE 1.3.1 Schéma technique et équipements Côté opérateur, le réseau doit être équipé d'interfaces ADSL et de splitters qui se chargeront de traiter simultanément les communications classiques et les informations ADSL. Côté utilisateur, un filtre est installé à l'arrivée de la ligne et le PC est ensuite connecté au réseau téléphonique via un modem ADSL auquel est relié une carte Ethernet 10 base T. Légende : voir page suivante octobre 2002 IDATE 9
DSLAM : DSL Access Multiplexer, situé sur le réseau de l'opérateur local, au niveau du répartiteur. La fonction du DSLAM est de regrouper plusieurs lignes ADSL sur un seul support, qui achemine les données en provenance et à destination de ces lignes. RTC : Réseau Téléphonique Commuté BAS : Broadband Acces Server, équipement dont la fonction est de gérer le transport de données en mode ATM dans le cadre des offres d'accès à Internet par ADSL. Sur le réseau de FT, chaque BAS regroupe le trafic ATM issu d'une dizaine de DSLAM. Un BAS gère donc le trafic de l'ensemble des lignes ADSL situées dans les zones couvertes par les DSLAM qui lui sont connectés. La zone ainsi couverte par un BAS est appelée "plaque" par FT. Il est établi un circuit ATM montant et un circuit ATM descendant entre chaque client connecté et le BAS auquel il est raccordé. FAI : Fournisseur d'accès Internet 1.3.2 Perspectives Nouveau standard SHDSL (Symetrical High-speed DSL) L'Europe est censée être un élément moteur dans l'application du nouveau standard G.shdsl. Ce nouveau standard est particulièrement intéressant pour les ISPs en termes de coûts et de performances techniques mais encore par la possibilité d'offrir des services à valeur ajoutée. G.shdsl permet l'envoi et la réception de débits symétriques jusqu'à 2,3 Mbps avec la possibilité de créer un large éventail de débits inférieurs. Actuellement, les équipementiers mènent des bêta tests sur de nouveaux équipements utilisant cette norme. La voix sur ADSL? Certains constructeurs ont eu l'idée de se servir de la bande passante pour transporter plusieurs dizaines de communications téléphoniques simultanées. La communication téléphonique est tout bonnement numérisée et transportée dans des paquets comme pour les données. Cette technique permet de transporter jusqu'à 16 lignes téléphoniques sur un lien DSL. Un opérateur pourra ainsi proposer une installation destinée à un groupe d utilisateurs (PME/PMI) pour leur téléphonie complète et leur accès Internet haut débit. Les opérateurs de boucle locale pourront en tirer un moyen économique de concurrencer France Télécom. 10 IDATE octobre 2002
1.4 Câble 1.4.1 Présentation Le câble est (si l'on exclut la diffusion télévisuelle hertzienne) le réseau large bande le plus déployé en Europe de l'ouest. La France est dans la situation du modèle "pay-tv" caractérisé par les éléments suivants : l'opérateur de câble est un fournisseur de services de télévision. Il sélectionne et facture un ensemble de chaînes qu'il diffuse à l'abonné par le réseau. L'offre de nouveaux services a contraint les opérateurs de câble à un effort important de mise à niveau de leurs réseaux, généralisant l'architecture de type HFC (Hybrid Fibre Coax) et activant une voie de retour bande étroite. L'architecture HFC a été reconnue comme l'une des plus fiables, tant techniquement qu'économiquement, car elle combine les avantages de la large bande passante de la fibre optique et les coûts faibles de la technologie câble coaxial. La transmission des signaux se fait, sur une partie du réseau sur un réseau en fibre optique, jusqu'au centre de distribution, qui transforme le signal optique en signal électrique, propre à la diffusion sur la partie la plus maillée du réseau, en câble coaxial. Avantages : structure existante de réseaux TV câblés et base de clients déjà développée possibilité d offre groupée : TV + téléphonie + Internet Inconvénients : bande passante limitée : en effet, la totalité de la bande passante est partagée entre les utilisateurs en ligne simultanément ce qui peut poser des problèmes de vitesse de transmission limitation en download du volume de données téléchargeables nécessité de mettre à niveau certains réseaux TV câblés qui ne seraient pas bi-directionnels pour permettre l accès à Internet ce qui représente de forts investissements couverture limitée (zones urbaines, grandes agglomérations) 1.4.2 La structure des réseaux HFC Par ailleurs, les débits autorisés par les réseaux câblés de type HFC sont importants : 10 Mbps en voie descendante en théorie, même si les débits réellement constatés sont plutôt proches de 2 à 4 Mbps, et 760 kbps en voie remontante (de l abonné vers la tête de réseau). La vitesse de transmission des données est donc plusieurs centaines de fois supérieure à celle d un modem classique utilisant la ligne téléphonique. octobre 2002 IDATE 11
Tête de réseau Modems de de réseau Serveurlocal de contenu Gestion du réseau Switch ATM Traducteur fréquentiel Routeur IP central Réseau de téléphonie publique commuté Réseau Internet Clientèle particulière Nœud de fibre Amplificateur optique Réseau IP Centre de distribution Modulateur, démodulateur, convertisseur Seveur Proxy local Routeur Réseau de distribution coaxiale Amplification électrique Customer Interface Unit Dernière terminaison LAN Modem Clientèle Business Source: IDATE 12 IDATE octobre 2002
1.5 Télévision numérique terrestre (TNT) 1.5.1 Présentation La diffusion numérique terrestre (ou hertzienne) utilise le principe classique de la diffusion dans les bandes VHF/UHF, mais ces dernières, au lieu de transporter images ou sons en analogique, les véhiculent après numérisation et compression, selon la norme MPEG-2/DVB-T (T = Terrestre). La norme DVB-T a été élaborée en 1995 par DVB (Digital Video Broadcasting) pour l'europe. Les réseaux de diffusion numérique terrestre vont utiliser les bandes de fréquences déjà allouées à la télévision analogique. La ressource nécessaire peut être obtenue selon deux voies qui mettent en valeur le potentiel de la modulation COFDM : le réseau monofréquence (SFN) : un seul et même canal est utilisé par tous les émetteurs pour couvrir le même territoire. le réseau multifréquences (MFN) : il s'agit du principe actuellement utilisé pour les réseaux de diffusion de la télévision analogique. La ressource est alors essentiellement liée à la capacité qu'offre le numérique d'utiliser les canaux adjacents de ceux destinés à la diffusion analogique actuelle. C'est sur cette base que la France, comme la plupart des pays européens, prévoit de dégager une ressource d'au moins six canaux pour la nouvelle TVNT. Concrètement : les 6 canaux analogiques (TF1, F2, F3, C+, La Cinquième/ARTE, M6) offriront en numérique de 30 (6X5) à 36 (6X6) canaux. source : TDF En 1998, alors que l'angleterre, la Suède et l'espagne ont déjà fixé le cadre juridique de la TVNT, les pouvoirs publics français restaient très discrets. Ils étaient confortés dans leur lenteur par les grands investisseurs du côté des diffuseurs notamment (TF1, France Télécom, Canal+, CGV...) qui ont beaucoup dépensé pour la télévision numérique par satellite. Si la France est en retard pour la mise en place de la TVNT sur son territoire, elle est en avance d'un point de vue technique. TDF est entré en 1997 dans le capital de la société américaine CTI (Castel Transmission International) qui est en charge des réseaux numériques terrestres en Grande-Bretagne pour les chaînes publiques et privées (BDB). TDF a donc acquis dès le lancement de la TVNT en Europe une grande expérience dans ce domaine. Quant aux industriels, ils travaillent depuis 1997 sur les futurs téléviseurs numériques avec décodeurs intégrés. octobre 2002 IDATE 13
1.5.2 Avantages / Inconvénients par rapport aux accès câble ou satellite Avantages : accessibilité du numérique pour tous support idéal pour les programmes régionaux pour l Etat, une surveillance et un contrôle accru et plus facile pour les constructeurs électroniques : renouvellement du parc des téléviseurs, nécessité de décodeurs Inconvénients : nécessité de changer l antenne réceptrice pour la plupart des usagers nécessité d acheter un nouveau téléviseur numérique ou un terminal adapté, programmes payants nombre limité de fréquences (une trentaine) couverture presque totale futur gel des fréquences analogiques 1.6 Satellite 1.6.1 Présentation Au-delà de son marché traditionnel de la diffusion TV et radio, il apparaît que le satellite peut également se positionner de façon tout à fait intéressante sur le marché de l Internet, et plus particulièrement sur les applications "multicast". Ces applications consistent à diffuser un contenu unique qui est répliqué et envoyé simultanément à un grand nombre d utilisateurs. La diffusion "multicast" devrait représenter une part croissante du trafic Internet. Contrairement aux technologies terrestres conçues sur le principe du point-à-point, le satellite est par nature adapté à ce type de transmissions point-à-mulltipoint. L utilisation d un lien satellite pour diffuser un même contenu Internet vers un grand nombre d utilisateurs simultanément (qu il s agisse d utilisateurs finaux ou d ISP) permet un acheminement beaucoup plus rapide qui évite les goulets d étranglement du réseau Internet traditionnel. Le satellite permet ainsi de garantir un certain débit de bande passante, ce qui est particulièrement important pour des applications de streaming média en temps réel. Les satellites peuvent avoir des configurations techniques différentes qui induisent le type d applications qu ils seront en mesure de proposer. Deux grands types de satellites peuvent être distingués : les satellites de diffusion, dits traditionnels, et les satellites multimédias de nouvelle génération. 14 IDATE octobre 2002
Tableau 1 : Les principales caractéristiques des satellites de diffusion et des satellites multimédias Satellite de diffusion Voie de retour optionnelle Haut débit (voie descendante), identique pour tous les utilisateurs Un nombre illimité d utilisateurs Bande de fréquence Ku qui offre de bonnes conditions de propagation Mode de transmission diffusé Allocation de la bande passante statique (pour la voie descendante) Source : IDATE Satellite multimédia Nécessité d une voie de retour (qui peut être terrestre) Haut débit par utilisateur (quelques Mbps en voie descendante, quelques Kbps en voie montante) Un nombre limité d utilisateurs Bande de fréquence Ka ( encore souvent Ku) qui offre un spectre disponible plus large Mode de transmission unicast ou multicast Allocation de la bande passante dynamique, à la demande Les satellites multimédias sont généralement bidirectionnels, c est-à-dire permettant une voie de retour (qui peut être terrestre). L objectif de ces satellites large bande est de diffuser un contenu spécifique à un utilisateur (configuration "unicast"), ou à un groupe d utilisateurs (configuration "multicast"). Ils opèrent souvent encore dans la bande de fréquence Ku, mais de manière croissante dans la bande Ka qui offre un spectre disponible plus large et permet des faisceaux plus étroits, d où un taux plus élevé de réutilisation des fréquences. En revanche, l utilisation de la bande Ku, technologie encore très couramment utilisée, s avère plus économique que la bande Ka. 1.6.2 Les services Internet sur PC Bien que le support TV soit encore le plus répandu pour la diffusion de services satellite sur le marché grand public, les services par satellite destinés à un usage PC commencent à se développer. Trois grands types de service peuvent être distingués : les services "multicast" basés sur la diffusion point-à-multipoint, les services à la demande basés sur une diffusion point-à-point, les services d accès à Internet bidirectionnel. Tableau 2 : Caractéristiques des services Internet par satellite sur PC Services Type de liaison Nature de la voie de retour Services "multicast" Point-à-multipoint Terrestre Stockage Mode de diffusion des données Services à la demande Point-à-point Terrestre Stockage ou temps réel Accès Internet bidirectionnel Point-à-point Satellite Temps réel Source : IDATE Les services d accès bidirectionnel à Internet De nouvelles offres d accès à Internet haut débit bidirectionnel par satellite commencent à être proposées sur PC à destination des résidentiels, des travailleurs indépendants et des petites entreprises. Il s agit d un tout nouveau marché sur lequel se positionnent des acteurs tels que Gilat, octobre 2002 IDATE 15
avec son offre Starband, ou encore WildBlue. L idée est de proposer aux utilisateurs une antenne unique qui leur permettra d accéder à Internet sur leur PC et de recevoir des programmes TV sur leur poste de télévision. Jusqu à récemment, les solutions d accès Internet bidirectionnel par satellite étaient considérées comme étant trop onéreuses pour un usage grand public. Aujourd hui, Starband Communications (Gilat) et Hughes Network Systems construisent des terminaux satellite bidirectionnels commercialisés à quelques centaines de dollars et relativement facile à installer, bien que l installation requière l intervention d un professionnel. Le prix de ce service est aujourd hui plus élevé qu une connexion haut débit par réseau terrestre, mais il devrait diminuer compte tenu d une concurrence accrue sur le marché. 16 IDATE octobre 2002
1.7 RLE 1.7.1 Présentation Les réseaux locaux correspondent à une infrastructure de communications filaire reliant des équipements informatiques et permettant de partager des ressources communes sur une aire limitée à quelques centaines de mètres. Les réseaux locaux d entreprise (RLE) représentent, via des liaisons spécialisées haut débit, le moyen d accès à Internet le plus répandu dans les entreprises. Les principales normes de réseaux locaux d entreprises sont les suivantes : Token-ring (IEEE 802.5) qui autorise des débits par utilisateur de 4 ou 16 Mbit/s (évolution prévue à 100 Mbit/s) ; Ethernet (IEEE 802.3) et ses évolutions (voir tableau ci-dessous) ; FDDI (Fiber Distributed Data Interface). 1.7.2 Perspectives Les évolutions d Ethernet à 1 Gbit/s et 10 Gbit/s sont présentées dans le tableau ci-dessous: Tableau 3 : technologies Ethernet Technologie Débit Ethernet 10 Base T 10 Mbit/s Fast Ethernet 100 Base T 100 Mbit/s Gigabit Ethernet 1000 Base x 1 Gbit/s 10 Gigabit Ethernet 10 Gbit/s L évolution d Ethernet vers le haut débit permettra de supporter les applications multimédia qui nécessitent de très larges bandes passantes. octobre 2002 IDATE 17
1.8 Metro WDM 1.8.1 Présentation Les réseaux métropolitains sont constitués d'une boucle à haut débit en fibres optiques interconnectant différents sites publics et privés d'une agglomération. Les réseaux métropolitains utilisent la fibre optique comme support physique car elle permet le passage de débits importants de communication. La fibre optique permet de transmettre toutes les données numériques, telles que les paquets Ethernet et ATM. Les réseaux métropolitains en fibres optiques reposent sur deux principes techniques : le multiplexage et un protocole de communications. SDH/SONET Les débits supportés sur les liens de transmission de ces réseaux augmentent grâce aux nouvelles technologies de multiplexage synchrone : les liens PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy), qui permettaient jusqu à des débits de 140 Mbps laissent peu à peu la place au SDH (Synchronous Digital Hierarchy), ou SONET (Synchronous Optical Network) aux Etats-Unis, qui autorise jusqu à des débits de 2,5 Gbps, ainsi qu'au WDM (Wavelength Division Multiplexing) qui permet des débits allant au delà de 40 Gbps par fibre. Les accords sur la normalisation de la SDH ont été ratifiés par le CCITT, à Melbourne fin 1988. Le niveau 1 de SDH (155,52 Mbps) est le niveau 3 de SONET et le niveau 2 de SDH (622,08 Mbps) est le niveau 12 de SONET. Pour la norme SONET, les niveaux sont classés suivant la rapidité du support optique (OC : Optical Carrier). Pour la norme SDH, les niveaux sont organisés hiérarchiquement en STM - n (Synchronous Transport Module, niveau n). Les réseaux SDH les plus déployés sont aujourd'hui des réseaux STM 1, STM 4 et STM 16. WDM/DWDM La course vers des débits toujours plus élevés a entraîné l'apparition au début des années 90 du multiplexage de longueurs d'onde (ou WDM pour Wavelength Division Multiplexing). Cette technologie permet la transmission de 155 Mbps, 622 Mbps, 2,5 Gbps, 10 Gbps, voire 40 Gbps sur une seule longueur d'onde. La technologie WDM est née de l'idée d'injecter simultanément dans la même fibre optique plusieurs trains de signaux numériques à la même vitesse de modulation, mais chacun à une longueur d'onde distincte. Un mutiplexeur en longueur d'onde est un composant qui permet d'injecter sur la même ligne deux (ou plusieurs) signaux de différentes longueurs d'onde. La séparation des signaux est effectuée à l'autre extrémité de la ligne par un démultiplexeur. Les systèmes WDM / DWDM commercialisés aujourd'hui comportent 4, 8, 16, 32 voire 80 canaux optiques, ce qui permet d'atteindre des capacités de 10, 20, 40, 80 voire 200 Gbps en prenant un débit nominal de 2,5 Gbps par canal, débit pour lequel les composants d'émission / réception sont très répandus. Par exemple, un système à 16 canaux 2,5 Gbps permet de transmettre 500 000 conversations téléphoniques simultanées sur une fibre. 18 IDATE octobre 2002
Les fibres optiques Il existe trois types de fibre optique : la fibre à saut d'indice 200/380, la fibre à gradient d'indice et la fibre monomode. Cette dernière constitue le type le plus utilisé pour la construction de réseaux métropolitains. En effet, elle est particulièrement appropriée pour l'interconnexion de sites distants car, à la différence des autres types de fibres, le diamètre du cœur de cette fibre est si petit (quelques µ), qu'il permet un chemin pratiquement direct de propagation des différents modes de la lumière. De plus, la bande passante transmise sur ce type de fibre est très élevée (supérieure à 10GHz/km). Perspectives Les progrès des techniques optiques permettant d améliorer les débits relèvent à la fois de l amélioration des performances des équipements de routage et de commutation que du type de fibre. En outre, la distance joue un rôle important sur le débit de transmission. En moins d une année, grâce à la technologie DWDM, la capacité est passée de 40 canaux transportant des données à 10 Gbit/s à un débit de 40 Gbit/s par canal. Des câbles optiques qui offrent des débits de l ordre du térabit sont également attendus. Le WDM va même bientôt permettre de transporter des données sur un nombre encore plus important de canaux. Des essais en laboratoire ont d ores et déjà permis de compacter plus de cent longueurs d onde sur une seule fibre, une capacité qui pourra être commercialisée dans quelques années. Les laboratoires Bell Labs ont porté la capacité de multiplexage à quelque 1022 canaux, le débit théorique pouvant alors s élever à plusieurs térabits par seconde. Quant aux constructeurs, ils se penchent sur la prochaine génération qui, elle, sera photonique. Les multiplexeurs DWDM travailleront directement sur les signaux lumineux en entrée. La conversion électrique-optique sera supprimée. Les réseaux seront «tout optiques». octobre 2002 IDATE 19
1.9 BLR 1.9.1 Présentation La baisse récente des coûts des faisceaux hertziens point-à-point ainsi que la mise au point de systèmes point-à-multipoint dans des bandes de fréquence élevées permettent désormais d offrir des moyens d accès radio susceptibles d offrir de façon compétitive des services à haut débit dans la boucle locale. La boucle locale radio haut débit également appelée LMDS repose sur une architecture de réseau cellulaire dans laquelle une station de base dessert plusieurs dizaines d abonnés dans sa zone de couverture. Le LMDS (Local Multipoint Distribution Service), système de transmission radio numérique point-àmultipoint, fonctionne dans les bandes des 28-30 GHz aux Etats-Unis et 26 GHz en Europe et est déployé en une architecture cellulaire avec des cellules d'un rayon d'environ 3 à 5 km. Le débit maximal par utilisateur devrait atteindre 45 Mbit/s en 2001 dans le sens descendant (station de base vers utilisateur) et environ 10 Mbit/s dans le sens montant. Des fréquences on également été attribuées pour la boucle locale radio haut débit en Europe dans la bande des 3,5 GHz. Le LMDS 1 est théoriquement capable de supporter des applications large bande audiovisuelles et de télécommunications. En pratique, seuls les services de télécommunications sont commercialisés avec cette technologie plus spécifiquement bi-directionnelle. Le LMDS présente plusieurs caractéristiques intéressantes : il permet à de nouveaux entrants de s affranchir complètement des opérateurs locaux existants ; il fonctionne dans des bandes de fréquences élevées (entre 26 et 30 GHz) dans lesquelles les allocations spectrales sont relativement importantes ce qui permet d introduire plusieurs réseaux d accès large bande en concurrence avec les infrastructures filaires. Aux Etats-Unis, le spectre alloué aux opérateurs LMDS dépasse les 1000 MHz ; le déploiement de ces systèmes est extrêmement rapide : dès qu une station de base a été installée, les prospects situés dans la zone de couverture peuvent être raccordés en l espace de quelques jours ; l équipement d abonné est réutilisable : si un utilisateur vient à résilier son abonnement, l opérateur peut immédiatement réutiliser l antenne et le terminal pour un autre utilisateur. Ses limitations sont les suivantes: la technique de transmission point-à-multipoint est relativement récente et il n y a pas pour le moment d exemple de déploiement à grande échelle de cette technologie ; le coût des terminaux d abonnés est encore assez élevé et peut restreindre les cibles de marchés dans les premières étapes de déploiement ; l obligation de visibilité directe dans la bande des 26-30 GHz est assez contraignante ; d autres plates-formes d accès haut débit existent déjà dans la boucle locale avec des degrés de développement très divers selon les pays : xdsl sur les paires de cuivre des réseaux des opérateurs historiques de télécommunications, réseaux câblés de télédistribution, réseaux métropolitains en fibre optique, réseaux satellitaires, futurs réseaux cellulaires de troisième génération (UMTS). Le LMDS supporte des débits de transmission élevés dans les sens montants et descendants et permet ainsi d offrir une très large gamme de services de télécommunications : téléphonie : offre alternative à la boucle locale filaire des opérateurs historiques de télécoms et des réseaux câblés de télédistribution ; 1 On trouve aussi l'appellation LMCS (Local Multipoint Communications Systems) au Canada. 20 IDATE octobre 2002