Les technologies xDSL :
L'xDSL regroupent tout ce qui permet de faire passer des flots de données à grande vitesse sur de simples lignes téléphoniques torsadées. Il en existe différentes variantes :

• HDSL : High bit rate DSL
• SDSL : Single pair, ou symmetric DSL
• ADSL : Asymmetric DSL
• RADSL : Rate adaptative DSL
• VDSL : Very high DSL

Les différences essentielles entre ces technologies sont affaires de :

• vitesse de transmission
• distance maximale de transmission
• variation de débit entre le flux montant (utilisateur/réseau) et flux descendant (réseau/utilisateur)

Les technologies xDSL sont divisées en deux grandes familles, celles utilisant une transmission symétrique et celle utilisant une asymétrique.

La première technique issue de l'arbre DSL vu le jour au début des années 1990, c'est l'HDSL.

HDSL :
Cette technique a consisté à diviser le tronc numérique du réseau, T1 aux Etats Unis, et E1 en Europe, sur plusieurs paires de fils ( 2 au lieu de 24 pour T1 et 3 au lieu de 32 pour E1). Ceci a été réalisé grâce à l'évolution de la théorie du signal permettant d'augmenter le nombre de bits par symbole transmis.

Grâce à cette technique, il est possible d'atteindre un débit de 2Mbps sur trois paires torsadées et 1,5Mbps sur deux paires. Tout ceci en possédant une longueur de boucle locale de 4,5km et sans adjonction supplémentaire de répétiteurs.

HDSL est actuellement en forte progression. Les premiers réseaux d'accès HDSL ont été déployés par les opérateurs locaux américains. Le principal argument du HDSL est d'ordre économique. En effet, selon le directeur de l'accès local chez MCI, le coût mensuel total d'une T1 classique est de 1500F, contre 400F à 600F pour une T1 en HDSL. l'HDSL est particulièrement bien adapté pour (voir graphique ci dessous) :

• le remplacement de lignes T1 et E1 (réseaux d'accès des opérateurs télécom)
• les réseaux locaux LAN
• les systèmes intégrant des PABX (Autocommutateur d'entreprise) et la Voix sur IP

En résumé, l'HDSL permet :

• d'écouler le trafic de façon symétrique mais nécessite deux ou trois paires de cuivre. Il alloue la même largeur de bande dans le sens montant que dans le sens descendant.
• d'avoir un débit de 2Mbps, ce dernier pouvant tomber à 384 kbps en fonction de la qualité de la ligne et de la distance (limitée à 4,5 km).

En Europe, les opérateurs commencent juste à déployer massivement ces technologies et les prix tardent à baisser faute de concurrence. Cependant, la grande innovation devrait provenir de HDSL2. Cette technologie, dérivée du HDSL, offre les mêmes performances mais sur une seule paire torsadée. Elle est actuellement testée aux Etats Unis à 1,5Mbps. Le problème actuel de cette technologie est une standardisation encore imparfaite.

SDSL :
Le précurseur de la technologie HDSL2 est le SDSL. Comme HDSL, SDSL supporte les transmissions symétriques sur T1 et E1, cependant, elle diffère d'HDSL par trois points importants :

• la transmission se fait sur une paire torsadée
• la longueur de la boucle locale est limitée à 3,6km
• le débit est limité à 768kbps

En conclusion, nous avons vu que les techniques variant autour du HDSL sont plutôt utilisées pour le remplacement de lignes E1, et la réalisation de LAN. Au niveau de l'accès grand public (connexion commutateur public vers abonné), on déploie plutôt des solutions de type asymétrique.

C'est en étudiant différents cas de figure que l'on s'est aperçu qu'il était possible de transmettre les données plus rapidement depuis le central du réseau public vers l'utilisateur.
En effet, la concentration des câbles est plus importante lorsqu'on se rapproche du central. Ces derniers génèrent donc plus de diaphonie à proximité du commutateur. Les signaux provenant de l'utilisateur, étant plus atténués, sont plus sensibles au bruit causé par ces perturbations électromagnétiques. Il est donc préférable de transmettre en basse fréquence (ou sur une bande de fréquence moins large) les données issues de l'utilisateur.

L'idée a alors été d'utiliser un système asymétrique, en imposant un débit plus faible de l'abonné vers le central. Les systèmes utilisant cette technique ont été nommés ADSL. Il en existe au moins en deux variantes: le RADSL et le VDSL

ADSL :
La plus importante caractéristique de l'ADSL est sa capacité d'offrir des services numériques rapides sur le réseau cuivré existant, en superposition et sans interférence avec le service téléphonique analogique traditionnel (POTS). 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 (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'un des deux types cités précédemment : 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), comme le montre la figure ci-dessous :

L'ADSL permet, pour une longueur de boucle maximale de 5,6km, de fournir des débits de :

• au minimum de 1,5 à 2Mbps dans le sens commutateur vers utilisateur (maximum 8Mbps)
• au minimum de 16 kbps dans le sens utilisateur vers commutateur (maximum 640kbps)

Ces débit dépendent cependant d'un certain nombre de facteurs comprenant, la longueur de la boucle, sa section et les interférences. L'atténuation de ligne augmente avec sa longueur, la fréquence du signal émis ainsi que l'étroitesse du câble.

De telles cadences de transfert peuvent transformer le réseau public existant (réseau limité à la voix, au texte et aux graphismes basse résolution) en un système puissant capable d'apporter du multimédia, y compris la vidéo temps réel. L'ADSL jouera donc un grand rôle dans les prochaines années.
En effet, les nouveaux câblages large bande prendront des décennies pour atteindre tous les abonnés, sans parler de la rentabilité hypothétique de ces derniers. En transmettant des films, des programmes de télévision, des données de réseaux locaux d'entreprises, et surtout en introduisant l'Internet dans les maisons, ADSL rendra les marchés viables et rentables pour les compagnies de téléphone et les fournisseurs d'applications.

En décembre 1998, une importante étape a été franchie par l'UIT (Union Internationale des Télécommunications) en ce qui concerne la normalisation des systèmes DSL. Le standard le plus attendu était l'ADSL-Lite, qui cache une version allégée de l'ADSL. Il est destiné aux accès rapides à Internet et fonctionne à des débits inférieurs à ceux de son aîné (qui sont toutefois 25 fois supérieurs à ceux des modems V.90). Il est moins complexe à mettre en œuvre car il ne requiert pas de séparateur de ligne (POTS splitter). De plus, les prix de ces modems devraient être voisin de ceux des modems V.90. Cette normalisation devrait donc débloquer prochainement le marché des produits et services ADSL.

RADSL :
Avec RADSL (Rate Adaptive DSL), la vitesse de la transmission est fixée de manière automatique et dynamique, selon la qualité de la ligne de communication.
Aussi longtemps qu'il fut question de transfert de données vidéo, il fut hors de question de faire varier le débit. Dans ce cas précis, il est nécessaire de faire un traitement synchrone. Cependant, depuis l'échec du VDT (Video Dial Tone), qui a subit la concurrence de la TV câblée et par satellite, d'autres applications sont apparues :

• les architectures client/serveur
• l'accès aux réseaux à distance
• l'Internet et le multimédia

Ces applications possèdent deux avantages, la synchronisation n'est plus obligatoire, et l'architecture asymétrique devient évidente (dans la mesure ou l'on transmet plus d'informations dans le sens serveur/client que dans l'autre). Ainsi, il a été possible de définir une architecture qui adapte sa vitesse aux conditions locales, c'est le RADSL.

RADSL permettrait des débits ascendants de 128kbps à 1Mbps et des débits descendant de 600kbps à 7Mbps, pour une longueur maximale de boucle locale de 5,4km (comme l'ADSL). RADSL est en cours de normalisation par l'ANSI. L'organisme considère les technologies QAM, CAP et DMT comme modulations RADSL.

VDSL :
VDSL est la plus rapide des technologies xDSL. Elle est capable de supporter, sur une simple paire torsadée, des débits :

• descendants de 13 à 52 Mbps
• ascendants de 1,5 à 2,3 Mbps

En revanche, la longueur maximale de la boucle est seulement de 1,5km. Cette distance est très faible, cependant, elle peut être augmentée en utilisant de la fibre optique, du fournisseur jusqu'à un ONU (Optical Network Unit) proche de l'utilisateur. A partir de cet ONU ce dernier peut être connecté en VDSL (voir figure ci-dessous).

En ce qui concerne la modulation, les deux canaux de données sont séparés des bandes utilisées pour la téléphonie d'une part, et de celles utilisées pour le RNIS d'autre part. Ceci permettrait aux fournisseurs de services de superposer VDSL aux services déjà existants. Pour l'heure il est envisagé que les deux canaux (ascendants et descendant) soient aussi séparés en fréquence.

Les données descendantes pourront être transmises à chaque équipement terminal (terminaison passive de réseau) ou à un pivot qui distribue les données aux équipements terminaux (terminaison active de réseau).

Pour les données ascendantes, le multiplexage est plus difficile. Dans une configuration passive, chaque équipement terminal doit partager un câble commun. Un système de détection de collisions pourrait être utilisé, cependant, deux autres solutions peuvent être envisagées.

Une première solution consisterait à ce que l'ONU envoie des trames à tous les équipements terminaux. Ces trames autoriseraient un seul équipement à communiquer et pendant une certaine période (TDMA Time Division Multiplexing Access). Cet équipement se reconnaîtrait, grâce à la trame, et transmettrait pendant cette période. Cependant, cette méthode est lourde dans la mesure où elle implique d'insérer un certain temps d'attente entre deux autorisations et où elle nécessite beaucoup d'octets pour son seul protocole de fonctionnement (ce qui réduit le débit utile).

La seconde méthode consisterait à diviser le canal ascendant en différentes bandes de fréquences et associer chaque bande à un équipement terminal (FDMA Frequency Division Multiplexing Access). Cette méthode possède l'avantage de s'affranchir de tout protocole de dialogue. Cependant, elle limiterait à une valeur fixe le débit disponible de chaque équipement terminal.

En conclusion, nous avons vu que l'augmentation de la bande passante du VDSL permet au fournisseur d'accès d'offrir des services de télévision haute définition et de vidéo de qualité numérique, de l'Internet multimédia et des services LAN aux consommateurs.

Récapitulatif :