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Boucle locale : le mariage de l'Ethernet et du cuivre

Les services Ethernet des opérateurs intéressent les entreprises. Colt sera le premier en France à proposer de l'Ethernet sur paires de cuivre. Objectif : offrir un débit de 20 Mbit/s symétrique sans recourir à la fibre.

Pour les entreprises, l'Ethernet est une vieille connaissance. Elles l'utilisent dans leur réseau local depuis des années. Prolonger cette technologie sur la boucle locale cuivre ?" et plus uniquement fibre ?" pour se raccorder au réseau Ethernet métropolitain de l'opérateur n'est donc pas une mauvaise idée. Cela mettrait Ethernet à la portée de 88 % des entreprises non desservies par la fibre en boucle locale, selon le constructeur Hatteras.
Le premier en France à sauter le pas est Colt, qui proposera début 2007 de l'Ethernet sur paires téléphoniques. Les tarifs ne sont pas encore connus. Mais cette offre fait déjà partie du catalogue de l'opérateur au Royaume-Uni et en Belgique, notamment. Outre-Manche, Easynet commercialise aussi ses propres services Ethernet sur cuivre. Tous deux ont retenu le constructeur Actelis. Mais il y a fort à parier que les autres opérateurs, dont beaucoup ont déjà une offre sur fibre, vont suivre.
Côté technologie, Ethernet dans la boucle locale ?" ou EFM (Ethernet in the First Mile) ?" est défini par la norme 802.3ah, élaborée par l'IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers). Cette dernière ne tient pas compte du type de support. Sur fibre, elle offre un débit allant jusqu'à 1,25 Gbit/s sur une vingtaine de kilomètres, utilisant la technologie Epon (Ethernet Passive Optical Network). Une véritable autoroute. Sur cuivre, il faudra se contenter d'une nationale. La bande passante atteint 20 Mbit/s. Et, à ce débit, la portée ne dépasse pas 1,5 kilomètre. A 3 kilomètres, elle tombe à 10 Mbit/s.
Le transport d'Ethernet sur paires téléphoniques s'appuie sur l'agrégation de lignes E-SDSL de niveau 1 du modèle OSI. Chacune d'elles autorise un débit de 3,1 Mbit/s (1). Il n'était que de 2,3 Mbit/s avec la technologie précédente SDSL (2). Pour obtenir les 20 Mbit/s, l'astuce est d'agréger au niveau 2 (Ethernet) les trafics de plusieurs paires E-SDSL. La norme ne prévoyant pas un nombre maximal de paires téléphoniques agrégées, les opérateurs se limitent à huit paires. Le débit total atteint donc huit fois 3,1 Mbit/s, soit 20 Mbit/s réels. Cela pour la France. Dans les pays où l'E-SDSL n'est pas bridé, le débit grimpe à 40 Mbit/s. Il n'est pas obligatoire d'utiliser systématiquement huit paires. Colt annonce ainsi que quatre paires suffisent pour transporter 10 Mbit/s sur 2 kilomètres. Mais pour passer à 3 kilomètres, les huit paires doivent être agrégées.

Rassurer les entreprises en certifiant les services

Mais encore faut-il que le réseau Ethernet métropolitain gagne ses galons de classe opérateur pour raccorder cette boucle locale ?" et rassurer les entreprises utilisatrices. Se substituant à la technologie de transport télécoms par excellence SDH (Synchronous Digital Hierarchy), il se doit d'être de qualité équivalente. Le MEF (Metropolitan Ethernet Forum) a donc lancé un programme de certification des services Ethernet proposés par les opérateurs. Indépendant du support, ce label (MEF-14) garantit à l'utilisateur un Ethernet de classe opérateur, bien au-dessus de la qualité d'un réseau local classique. Certifier des équipements est chose courante dans l'industrie. Le MEF l'a fait pour l'Ethernet métropolitain avec la spécification MEF-9, annoncée au printemps dernier. Mais c'est la première fois qu'une certification porte sur des services.
A l'origine, Ethernet est une technologie sans garantie de résultat (best effort). Ce n'est qu'ensuite que sont apparus des mécanismes de qualité de service via, notamment, l'arrivée de la voix sur IP. Mais ils sont insuffisants pour un réseau d'opérateur. C'est la raison pour laquelle le Metropolitan Ethernet Forum a défini cinq familles de critères à respecter pour hisser Ethernet au niveau des technologies purement télécoms (relais de trames, RNIS ou ATM) : services standardisés (3), qualité de service, fiabilité (en cas de coupure d'un lien dans le réseau, par exemple), extensibilité (possibilité, pour le réseau, d'absorber une forte demande), et gestion du réseau. Mandatée par le MEF, la société Iometrix teste ainsi plus de 170 critères en vue d'octroyer la certification MEF-14. Pour l'entreprise, cela garantit des services fiables. Pour l'opérateur, c'est l'assurance que, s'il interconnecte son réseau avec celui d'un opérateur conforme à la spécification, la qualité ne sera pas dégradée.
Tant de précautions se justifient par les promesses du marché. Le cabinet Infonetics Research l'estime à 5,9 milliards de dollars en 2005, et à 22,5 milliards en 2009 ! Une explosion qu'expliquent les atouts d'Ethernet. Il est moins cher que les technologies classiques (SDH, par exemple), car plus simple à mettre en ?"uvre, et il bénéficie de l'effet de masse. Il s'avère aussi plus souple à l'usage. En technologie classique (E1 et E3), les débits vont de 2 à 34 Mbit/s, sans étapes intermédiaires. La grande force d'Ethernet repose aussi sur sa granularité. Sur un port physique de 10 Mbit/s, on peut commencer avec un débit à 2 Mbit/s, et monter, par commande logicielle, jusqu'à 4,6 ou 8 Mbit/s sans changer l'interface. Si l'opérateur propose ce service, l'utilisateur effectue lui-même cet ajustement.

Les opérateurs mobiles pourraient aussi l'adopter

L'Ethernet de classe opérateur intéresse les fournisseurs de services pour leurs besoins internes. Les opérateurs de téléphonie mobile raccordent en effet leurs stations de base aux contrôleurs et aux commutateurs grâce à des liaisons E1 (2 Mbit/s). C'est suffisant pour du GSM, mais trop juste avec la 3G, et, demain, la 3G+. Multiplier les liens E1 revient cher lorsqu'il faut les louer à un autre opérateur. Avec ses 20 Mbit/s (et peut-être 40 Mbit/s demain), l'Ethernet sur cuivre se révèle une solution économique. Elle peut aussi alimenter des DSLAM déportés, voire relier des stations de base Wimax ou DVB-H (télévision pour mobiles). Enfin, les opérateurs peuvent proposer l'Ethernet sur cuivre comme solution de sauvegarde d'une liaison fixe.
(1) E-SDSL propose un débit de 5,7 Mbit/s, limité en France à 3,1 Mbit/s.
(2) Il s'agit de la terminologie de l'Etsi (European Telecommunication Standard Institute). L'UTI parle de G.SHDSL.bis pour la version à 3,1 Mbit/s, et de G.SHDSL pour celle à 2,3 Mbit/s.
(3) A savoir EPL (Ethernet Private Line) ou émulation d'une liaison louée ; EVPL (Ethernet Virtual Private Line) ou l'équivalent d'un circuit de type DLCI en relais de trames ; et E-LAN ou interconnexion de plusieurs réseaux locaux

88 % des entreprises concernées

Forte disponibilité : le réseau téléphonique est présent pratiquement partout. A la différence de la fibre, qui ne dessert que certaines zones.
Bande passante élevée (jusqu'à 20 Mbit/s) pour une technologie cuivre et symétrique. Soit bien plus qu'une liaison ADSL ou SDSL simple.
Services Ethernet natifs : ils se prolongent sur la boucle locale sans passer par une technologie intermédiaire.

Débit nettement plus faible que celui de la fibre : lequel peut atteindre 1,25 Gbit/s. Le cuivre ne la remplacera donc pas. Mais, en attendant son arrivée, il offre des services semblables.
Portée limitée à 1,5 kilomètre en débit maximal : celui-ci décroit rapidement avec la distance. Aux fréquences utilisées, l'atténuation et le bruit limitent fortement la portée de tels systèmes.

Ce qu'ils en pensent

Joel Stradling (senior analyste, Current Analysis) : ' L'initiative de Colt met la pression sur les concurrents '

L'initiative de Colt est positive, car peu de concurrents répondent à cette demande des entreprises. Elle a une conséquence non négligeable sur le marché français, car elle met la pression sur les concurrents. Cependant, en France, des opérateurs tels France Télécom, Completel ou Neuf Cegetel, peuvent répondre qu'il s'agit, de la part de Colt, d'une mesure défensive contre des concurrents ayant une forte présence régionale. De fait, transporter 20 Mbit/s sur cuivre nécessite de bonnes conditions de transmission. Dans la réalité, se pose le problème typique de la dégradation des performances en DSL avec la distance. Il s'agit aussi de savoir de combien de paires de cuivre dispose Colt, et de quelle qualité.

David Larose (DSI, mairie de Drancy) : ' Le service est intéressant '

Si je n'avais pas eu un programme de fibre optique desservant la mairie et ses annexes pour la vidéosurveillance en cours de déploiement, j'aurais adopté immédiatement l'Ethernet sur paire de cuivre. La bande passante est intéressante. Il aurait remplacé les liens SDSL, support du réseau VPN qui relie la plupart des bâtiments administratifs. A condition, toutefois, que le prix reste raisonnable, et qu'il ne représente pas, par exemple, quatre fois le coût d'une liaison SDSL. Mais nous aurions gardé, comme aujourd'hui avec la fibre, la liaison ADSL2+ pour la navigation internet. Elle concentre l'ensemble des accès de la mairie et de ses annexes.

Michel Juvin (DSI, Lafarge Ciments) : ' L'Ethernet sur cuivre ne nous apporterait rien '

La plupart de nos sites distants sont reliés, via des liaisons SDSL, à un débit garanti de 256 ou 512 Kbit/s, avec des pointes à 2 Mbit/s. Un lien RNIS s'établit automatiquement en cas de coupure du SDSL. Ce dispositif nous suffit largement, car les temps de réponse sont satisfaisants. Monter en bande passante avec de l'Ethernet sur cuivre ne nous apporterait donc rien. Nous envisageons d'ailleurs de passer en SDSL les deux ou trois sites encore reliés par des liaisons louées.

Rapprocher les performances réelles des calculs théoriques

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Dans les câbles, les paires téléphoniques se perturbent entre elles. Les algorithmes DSM (Dynamic Spectrum Management) réduisent ces interférences.

En DSL, les performances annoncées correspondent à des lignes isolées. Dans la pratique, les paires téléphoniques sont constituées en câbles (toron). Au sortir du central, ceux-ci peuvent se compter en centaines. Le câble se scinde ensuite en câbles plus petits pour desservir les immeubles, puis les logements. Dans un même câble, les paires se perturbent entre elles. C'est le phénomène de diaphonie (Cross Talk).

Celle-ci a peu d'impact sur les lignes analogiques. Avec l'ADSL, on monte à 1,1 MHz, et à 2,2 MHz avec l'ADSL2+. En VDSL, les fréquences grimpent à 12 MHz, et à 30 MHz en VDSL2.

La diaphonie limite alors grandement les performances.

On distingue la paradiaphonie et la télédiaphonie. En paradiaphonie (Next, ou Near End Cross Talk), la perturbation émise par une paire est reçue par les récepteurs des paires voisines du même côté du câble (colocalisation). En télédiaphonie (Fext, ou Far End Cross Talk), la perturbation causée par une paire est reçue par les récepteurs des paires voisines, mais à l'autre extrémité du câble. Les algorithmes DSM (Dynamic Spectrum Management) sont destinés à réduire la diaphonie. En ADSL et SDSL, c'est surtout la paradiaphonie qu'il faut combattre. Pour cela, l'émetteur indique aux récepteurs voisins le type de signal qu'il va émettre. A charge, pour ces derniers, de calculer, en temps réel, la perturbation qu'il créera sur le signal qu'ils vont recevoir, et de la ' retrancher ' pour se rapprocher du signal initial, provenant de l'autre côté du câble. Cette technique est déjà utilisée par le constructeur Actelis, retenu par Colt. En VDSL, il faut lutter contre la télédiaphonie (les bandes de fréquences étant disjointes, la paradiaphonie a peu d'effet). L'émetteur calcule en temps réel la déformation que le signal va subir pendant sa transmission. Il anticipe cette dégradation et génère un signal qui intègre l'inverse de cette déformation. A l'arrivée, le signal d'origine est quasiment restitué. La technique n'est pas finalisée. Actelis y travaille avec ECI.

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