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Les technologies DSL DESS Réseaux (2001/2002) Université Claude Bernard Lyon1 UFR d’Informatique BOEUF Stéphane - DANELON Grégory ( Digital Subscriber Line )
Plan Le contexte L’existant :  les technologies concurrentes Le principe :  support et codages Les différentes technologies Verdict :  problèmes et intérêts
Le contexte  Contexte de la boucle Locale (last miles) Évolution des besoins Internet et multimédia Objectifs :  Lien haut-débit entre un abonné quelconque et des opérateurs de service Solution à court terme (en attendant la fibre optique) Pas de travaux de génie civil (sinon aucun intérêt)    Utilisation de l’existant (RTC)
Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe :  support et codages Les différentes technologies Verdict :  problèmes et intérêts
L’existant : les technologies concurrentes Les Modems V90 Le câble Numéris Lignes spécialisées Faisceaux hertziens Satellites Câbles électriques
Les technologies concurrentes (1) Les Modems V90 Accessible par tout le monde Peu coûteux (nombreuses offres) Débits faibles (56 kbits/s max.)   Le câble Pas toujours accessible Cher  (tend à diminuer) Restriction : limité au volume reçu et/ou émis Accès à la télévision numérique Débit élevé (dizaine de Mbits/s)
Les technologies concurrentes (2) RNIS  (Réseau Numérique à Intégration de Services) Fiabilité de la connexion :  l'établissement de la communication prend une fraction de secondes   Stabilité de la transmission Facturation au temps de connexion Débit peu élevé (128 kbits/s max.) Ligne spécialisée Connexion permanente et illimitée Cher :  facturation selon la distance de la ligne Débit très élevé (plusieurs centaines de Mbits/s)
Les technologies concurrentes (3) Faisceau hertzien Installation simple : pas de câble ! Perturbations dues aux conditions climatiques Dépend du relief  (le récepteur doit être aligné sur l’émetteur) Cher (réservé au PME) Haut débit (jusqu’à 10 Mbits/s) Satellite Problème pour la voie montante (modem V90) Débit en réception correct (1 Mbits/s) Réservé aux entreprises (cher)
Les technologies concurrentes (4) Courants Porteurs Technologie prometteuse en phase d’expérimentation Tout le monde peut être relié ! Débit élevé (10 Mbits/s) Les technologies DSL …
Plan Le contexte L’existant :  les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict :  problèmes et intérêts
Le principe (1) Les technologies diffèrent sur : Nombre de paires torsadées Distances Central Télécoms – Abonné Symétrie des canaux Débits différents Utilisation différentes
Le principe (2) Réutilisation du réseau téléphonique existant  sans gêner son fonctionnement normal. Meilleure utilisation de la bande-passante Sur de courtes distances, la paire torsadée supporte du haut débit et des signaux hautes fréquences Performances basées sur les techniques de modulation et de codage
Le principe (3) Codage  2B1Q À 2 bits (2B) correspond 1 symbole quaternaire (1Q) Bande de base    bande de fréquence de 0 à 3,4 kHz    canal téléphonique indisponible 10  01  11  11  10  01  00  10 +3 +1 -1 -3 +2,5 V +0,83 V -0,83 V -2,5 V Bits de données Symboles quaternaires Amplitude des impulsions
Le principe (4) Q uadrature  A mplitude  M odulation Modulation de phase et d’amplitude Augmente le nombre d’états par symbole Augmente la bande passante Complexifie la modulation et la démodulation Passe-bande    Bande de fréquence spécifique    Séparation des canaux    libération de la ligne téléphonique. Jusqu’à 6 bits par symbole
Le principe (5) C arrierless  A mplitude  M odulation Technique proche du QAM Garde en mémoire une partie du signal modulant Réassemblage sur le signal modulé Débit augmenté : jusqu’à 9 bits par symbole
Le principe (6) D iscrete  M ulti T one
Le principe (7) Discrete MultiTone Normalisé par l’ANSI T1.413 256 porteuses (sous-canaux) de 4,3 kHz : 6 pour le canal téléphonique 32 pour le canal montant 218 pour le canal descendant Nombre de bits par porteuse variable en fonction des conditions de transmission Jusqu’à 15 bits par symbole Actuellement moins utilisé que CAP
Le principe (8) Annulation d’écho Chevauchement des 2 canaux Caractéristiques du signal émis connues    Soustraction au signal reçu la perturbation due au signal émis Perturbation si plusieurs transmissions à annulation d’écho simultanée dans un même câble
Le principe (9) F requency  D ivision  M ultiplexing Séparation des 2 canaux Pas d’interférence entre les canaux Utilise une bande passante plus grande    diminue la distance maximale de transmission
La symétrie Technologies symétriques (Full-Duplex) Technologies asymétriques (Simplex) Central Télécoms Abonné Canal ascendant / descendant Central Télécoms Abonné Canal   descendant Canal ascendant
Plan Le contexte L’existant :  les technologies concurrentes Le principe :  support et codages Les différentes technologies Verdict :  problèmes et intérêts
Les techniques symétriques (1) H igh bit rate  DSL Première technologie DSL déployée  (fin 80) Parallèlement au développement du 2B1Q Full-Duplex  (débit de 1,5 – 2 Mbits/s sur 2 ou 3 paires) "Longue distance"   (4,5 km) Deux composants spéciaux du DSLAM Un brouilleur  (comme pour les modems analogiques) L’égaliseur auto-adaptatif : phase d’initialisation avant l’échange de données pour fixer l’annulateur d’écho la mise en place de la technique d’égalisation adaptative.
Les techniques symétriques (2) S ingle  DSL Même principe que HDSL Full-Duplex  (débit de 0,77 Mbits/s sur 1 paire) Distance moyenne  (3,6 km) Solution simpliste : Faible débit Faibles coûts d’investissement (DSLAM)
Les techniques asymétriques (1) A symmetric  DSL Origine : 1995 pour la vidéo Communication téléphonique et transfert de données simultanés
Les techniques asymétriques (2) ADSL Séparation fréquentielle des canaux (FDM) 256 canaux de 4,3 kHz (32 et 218) Débit fonction de la distance : 5,5 Km    1,5 Mbits/s 2,8 Km    8,4 Mbits/s Exigences d’architecture Client-Serveur
Les techniques asymétriques (3) Architecture ADSL Ordinateur Modem ADSL Téléphone Filtre Abonné Filtre Modem ADSL Internet RTC 1 paire torsadée Voix Connexion abonné avec réseaux voix-données
Les techniques asymétriques (4) R ate  a daptative  DSL Version évolutive de l’ADSL Pas forcement besoin d’un débit constant Adapte et optimise la vitesse aux conditions locales selon les paramètres  (auto-configuration)
Les techniques asymétriques (5) ADSL-Lite Version allégée et spécialisée de l’ADSL Financièrement très intéressant Plus pratique (absence de filtre)
Les techniques asymétriques (6) V ery high bit-rate  DSL Gros débit  (    50 Mbits/s) Très courte distance  (300 m) Complète une infrastructure FTTC Reste encore des problèmes à résoudre Télécoms ONU Fibre optique Modem VSDL Modem VSDL paire torsadée < 1500 m
Les techniques asymétriques (7) Des variantes : I SDN- DSL  : DSL sur ISDN. C onsumer  DSL  :  Version très proche de l’ADSL-Lite Il existe également des implémentations de DSL (codage et modulation) avec des supports type satellites et sans-fils Rq : beaucoup de patronymes différents pour quasiment la même technologie
Récapitulatif des technologies DSL 1,5  à  2,3 Ascendant FDM CAP, DMT 1,3 Km 13  à  51 Descendant Asymétrique VDSL 0,128 à  1 Ascendant FDM CAP 5,4 Km 0,6  à  7 Descendant Asymétrique RaDSL 0,016 à 0,64 Ascendant Annulation d’échos, FDM CAP, DMT 5,4 Km 1,5  à  6 Descendant Asymétrique ADSL Annulation d’échos CAP, 2B1Q 3,6 Km 0,768 Full Duplex (1paire) Symétrique SDSL Annulation d’échos CAP, 2B1Q 4,5 Km 1,544 à 2,048 Full Duplex (2 ou 3 paires) Symétrique HDSL Séparateur de canaux Codage Distance maxi Débit (Mbits) min / max Fonctionnement du canal Mode de transmission Technologie
Plan Le contexte L’existant :  les technologies concurrentes Le principe :  support et codages Les différentes technologies Verdict :  problèmes et intérêts
Le verdict (1) Les problèmes : Difficultés liées au support lui-même Câble de cuivre pas toujours de bonne qualité Diaphonie Dissipation Pupinisation Difficultés liées au principe Pas de couverture nationale (distance maximale) Pas d’équité dans la qualité de service Difficultés d’ordre financier et géopolitique Equipement initial onéreux (DSLAM  ≈ 1800 €) Abonnement conséquent pour le particulier Problème de concurrence (ART et associations de consommateurs)
Le verdict (2) Les avantages : Utilisation de l’existant  (réutilisation du RTC) Ouverture facile de nouvelles lignes  (pas de travaux de génie civil) Possibilité avec certain codage de garder la ligne téléphonique libre  (ADSL,…) Accès pour l’utilisateur moyen à du haut-débit Prix acceptable pour une entreprise, plusieurs postes connectés sur une seule ligne…
Le verdict (3) Les applications Boucles locales résidentielles Interconnexions de PABX Accès haut-débit à Internet   (en tant qu’utilisateur) Applications multimédia « de qualité » Interconnexion de réseaux locaux Travail à distance Interrogation de bases de données distantes Compléter une infrastructure FTTC
Conclusion Technologies à utiliser maintenant Particuliers : très intéressant Enfin du haut débit ! Prix raisonnable Pas de travaux PME : intéressant Partage de connexion Débit satisfaisant Grands comptes : peu intéressant Débit insuffisant (ascendant) Partage de connexion avec un faible nombre de postes Arrivée de la fibre optique    investissement à long terme
Schématiquement Comparaison des performances

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X dsl

  • 1. Les technologies DSL DESS Réseaux (2001/2002) Université Claude Bernard Lyon1 UFR d’Informatique BOEUF Stéphane - DANELON Grégory ( Digital Subscriber Line )
  • 2. Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts
  • 3. Le contexte Contexte de la boucle Locale (last miles) Évolution des besoins Internet et multimédia Objectifs : Lien haut-débit entre un abonné quelconque et des opérateurs de service Solution à court terme (en attendant la fibre optique) Pas de travaux de génie civil (sinon aucun intérêt)  Utilisation de l’existant (RTC)
  • 4. Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts
  • 5. L’existant : les technologies concurrentes Les Modems V90 Le câble Numéris Lignes spécialisées Faisceaux hertziens Satellites Câbles électriques
  • 6. Les technologies concurrentes (1) Les Modems V90 Accessible par tout le monde Peu coûteux (nombreuses offres) Débits faibles (56 kbits/s max.) Le câble Pas toujours accessible Cher (tend à diminuer) Restriction : limité au volume reçu et/ou émis Accès à la télévision numérique Débit élevé (dizaine de Mbits/s)
  • 7. Les technologies concurrentes (2) RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services) Fiabilité de la connexion : l'établissement de la communication prend une fraction de secondes Stabilité de la transmission Facturation au temps de connexion Débit peu élevé (128 kbits/s max.) Ligne spécialisée Connexion permanente et illimitée Cher : facturation selon la distance de la ligne Débit très élevé (plusieurs centaines de Mbits/s)
  • 8. Les technologies concurrentes (3) Faisceau hertzien Installation simple : pas de câble ! Perturbations dues aux conditions climatiques Dépend du relief (le récepteur doit être aligné sur l’émetteur) Cher (réservé au PME) Haut débit (jusqu’à 10 Mbits/s) Satellite Problème pour la voie montante (modem V90) Débit en réception correct (1 Mbits/s) Réservé aux entreprises (cher)
  • 9. Les technologies concurrentes (4) Courants Porteurs Technologie prometteuse en phase d’expérimentation Tout le monde peut être relié ! Débit élevé (10 Mbits/s) Les technologies DSL …
  • 10. Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts
  • 11. Le principe (1) Les technologies diffèrent sur : Nombre de paires torsadées Distances Central Télécoms – Abonné Symétrie des canaux Débits différents Utilisation différentes
  • 12. Le principe (2) Réutilisation du réseau téléphonique existant sans gêner son fonctionnement normal. Meilleure utilisation de la bande-passante Sur de courtes distances, la paire torsadée supporte du haut débit et des signaux hautes fréquences Performances basées sur les techniques de modulation et de codage
  • 13. Le principe (3) Codage 2B1Q À 2 bits (2B) correspond 1 symbole quaternaire (1Q) Bande de base  bande de fréquence de 0 à 3,4 kHz  canal téléphonique indisponible 10 01 11 11 10 01 00 10 +3 +1 -1 -3 +2,5 V +0,83 V -0,83 V -2,5 V Bits de données Symboles quaternaires Amplitude des impulsions
  • 14. Le principe (4) Q uadrature A mplitude M odulation Modulation de phase et d’amplitude Augmente le nombre d’états par symbole Augmente la bande passante Complexifie la modulation et la démodulation Passe-bande  Bande de fréquence spécifique  Séparation des canaux  libération de la ligne téléphonique. Jusqu’à 6 bits par symbole
  • 15. Le principe (5) C arrierless A mplitude M odulation Technique proche du QAM Garde en mémoire une partie du signal modulant Réassemblage sur le signal modulé Débit augmenté : jusqu’à 9 bits par symbole
  • 16. Le principe (6) D iscrete M ulti T one
  • 17. Le principe (7) Discrete MultiTone Normalisé par l’ANSI T1.413 256 porteuses (sous-canaux) de 4,3 kHz : 6 pour le canal téléphonique 32 pour le canal montant 218 pour le canal descendant Nombre de bits par porteuse variable en fonction des conditions de transmission Jusqu’à 15 bits par symbole Actuellement moins utilisé que CAP
  • 18. Le principe (8) Annulation d’écho Chevauchement des 2 canaux Caractéristiques du signal émis connues  Soustraction au signal reçu la perturbation due au signal émis Perturbation si plusieurs transmissions à annulation d’écho simultanée dans un même câble
  • 19. Le principe (9) F requency D ivision M ultiplexing Séparation des 2 canaux Pas d’interférence entre les canaux Utilise une bande passante plus grande  diminue la distance maximale de transmission
  • 20. La symétrie Technologies symétriques (Full-Duplex) Technologies asymétriques (Simplex) Central Télécoms Abonné Canal ascendant / descendant Central Télécoms Abonné Canal descendant Canal ascendant
  • 21. Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts
  • 22. Les techniques symétriques (1) H igh bit rate DSL Première technologie DSL déployée (fin 80) Parallèlement au développement du 2B1Q Full-Duplex (débit de 1,5 – 2 Mbits/s sur 2 ou 3 paires) &quot;Longue distance&quot;  (4,5 km) Deux composants spéciaux du DSLAM Un brouilleur (comme pour les modems analogiques) L’égaliseur auto-adaptatif : phase d’initialisation avant l’échange de données pour fixer l’annulateur d’écho la mise en place de la technique d’égalisation adaptative.
  • 23. Les techniques symétriques (2) S ingle DSL Même principe que HDSL Full-Duplex (débit de 0,77 Mbits/s sur 1 paire) Distance moyenne (3,6 km) Solution simpliste : Faible débit Faibles coûts d’investissement (DSLAM)
  • 24. Les techniques asymétriques (1) A symmetric DSL Origine : 1995 pour la vidéo Communication téléphonique et transfert de données simultanés
  • 25. Les techniques asymétriques (2) ADSL Séparation fréquentielle des canaux (FDM) 256 canaux de 4,3 kHz (32 et 218) Débit fonction de la distance : 5,5 Km  1,5 Mbits/s 2,8 Km  8,4 Mbits/s Exigences d’architecture Client-Serveur
  • 26. Les techniques asymétriques (3) Architecture ADSL Ordinateur Modem ADSL Téléphone Filtre Abonné Filtre Modem ADSL Internet RTC 1 paire torsadée Voix Connexion abonné avec réseaux voix-données
  • 27. Les techniques asymétriques (4) R ate a daptative DSL Version évolutive de l’ADSL Pas forcement besoin d’un débit constant Adapte et optimise la vitesse aux conditions locales selon les paramètres (auto-configuration)
  • 28. Les techniques asymétriques (5) ADSL-Lite Version allégée et spécialisée de l’ADSL Financièrement très intéressant Plus pratique (absence de filtre)
  • 29. Les techniques asymétriques (6) V ery high bit-rate DSL Gros débit (  50 Mbits/s) Très courte distance (300 m) Complète une infrastructure FTTC Reste encore des problèmes à résoudre Télécoms ONU Fibre optique Modem VSDL Modem VSDL paire torsadée < 1500 m
  • 30. Les techniques asymétriques (7) Des variantes : I SDN- DSL : DSL sur ISDN. C onsumer DSL : Version très proche de l’ADSL-Lite Il existe également des implémentations de DSL (codage et modulation) avec des supports type satellites et sans-fils Rq : beaucoup de patronymes différents pour quasiment la même technologie
  • 31. Récapitulatif des technologies DSL 1,5 à 2,3 Ascendant FDM CAP, DMT 1,3 Km 13 à 51 Descendant Asymétrique VDSL 0,128 à 1 Ascendant FDM CAP 5,4 Km 0,6 à 7 Descendant Asymétrique RaDSL 0,016 à 0,64 Ascendant Annulation d’échos, FDM CAP, DMT 5,4 Km 1,5 à 6 Descendant Asymétrique ADSL Annulation d’échos CAP, 2B1Q 3,6 Km 0,768 Full Duplex (1paire) Symétrique SDSL Annulation d’échos CAP, 2B1Q 4,5 Km 1,544 à 2,048 Full Duplex (2 ou 3 paires) Symétrique HDSL Séparateur de canaux Codage Distance maxi Débit (Mbits) min / max Fonctionnement du canal Mode de transmission Technologie
  • 32. Plan Le contexte L’existant : les technologies concurrentes Le principe : support et codages Les différentes technologies Verdict : problèmes et intérêts
  • 33. Le verdict (1) Les problèmes : Difficultés liées au support lui-même Câble de cuivre pas toujours de bonne qualité Diaphonie Dissipation Pupinisation Difficultés liées au principe Pas de couverture nationale (distance maximale) Pas d’équité dans la qualité de service Difficultés d’ordre financier et géopolitique Equipement initial onéreux (DSLAM ≈ 1800 €) Abonnement conséquent pour le particulier Problème de concurrence (ART et associations de consommateurs)
  • 34. Le verdict (2) Les avantages : Utilisation de l’existant (réutilisation du RTC) Ouverture facile de nouvelles lignes (pas de travaux de génie civil) Possibilité avec certain codage de garder la ligne téléphonique libre (ADSL,…) Accès pour l’utilisateur moyen à du haut-débit Prix acceptable pour une entreprise, plusieurs postes connectés sur une seule ligne…
  • 35. Le verdict (3) Les applications Boucles locales résidentielles Interconnexions de PABX Accès haut-débit à Internet (en tant qu’utilisateur) Applications multimédia « de qualité » Interconnexion de réseaux locaux Travail à distance Interrogation de bases de données distantes Compléter une infrastructure FTTC
  • 36. Conclusion Technologies à utiliser maintenant Particuliers : très intéressant Enfin du haut débit ! Prix raisonnable Pas de travaux PME : intéressant Partage de connexion Débit satisfaisant Grands comptes : peu intéressant Débit insuffisant (ascendant) Partage de connexion avec un faible nombre de postes Arrivée de la fibre optique  investissement à long terme