Le Dynamic Spectrum Management pour doper l'ADSL


Ecrit par François Le Gall





Face à la montée en puissance de la fibre optique et à la commercialisation des premières offres FTTH, l'ADSL est-il déjà mort et enterré ? A première vue, les technologies xDSL ne font pas le poids face à la fibre dont les débits ne sont pas autant atténués par la distance. Néanmoins, la paire de cuivre n'a pas encore tiré sa révérence et la technologie DSM pourrait doper les débits de l'ADSL. Bref, avec le DSM, il ne sera pas forcément nécessaire d'investir des milliards pour avoir le 100 Mbits.


La technologie DSM

ligne téléphonique

Le Dynamic Spectrum Management est une technologie innovante soutenue par le Consortium DSM qui réunit des chercheurs (Université de Standford) et des entreprises du secteur télécom (Telefonica, ECI Telecom...) soucieux d'exploiter au maximum les possibilités du fil de cuivre et de l'ADSL. Le principe du DSM consiste à supprimer les interférences propres aux technologies xDSL qui atténuent les taux de transfert. Théoriquement, des débits élevés et stables, comparables à ceux que l'on connaît dans les offres "fibre optique" actuelles, pourraient alors être atteints via l'infrastructure du réseau téléphonique commuté (RTC).


Comment ça marche ?

L'un des projets DSM repose sur l'utilisation de logiciels observant le trafic d'une ligne téléphonique pendant plusieurs semaines. L'idée est d'en ajuster automatiquement les paramètres pour optimiser les débits en évitant les interférences. Les chercheurs arrivent d'ores et déjà à doubler les débits ADSL uniquement en modifiant quelques paramètres sur la partie logicielle des installations, c'est à dire sans l'intervention des opérateurs sur les installations DSLAM dans les NRA.


Pour que la transmission ait de bons résultats, il faut une bonne communication entre le répartiteur et le client: chaque "paquet" de données doit être bien "compris" par son interlocuteur. Si ce n'est pas le cas, un message d'erreur sera émis et le paquet incriminé devra être, suite à la réception de ce message d'erreur, renvoyé. Pire, dans certains cas, un paquet de données est indissociable d'autres paquets... La réception du message d'erreur oblige alors à renvoyer la totalité de l'ensemble de paquets. Pour toutes ces raisons, il est indispensable de réduire le nombre d'erreurs, qui entraînent un trafic inutile... et ne plaisent pas au client, qui doit attendre plus longtemps ses "paquets", voire retélécharger complètement un fichier !


Eviter le brouillage

Les câbles téléphoniques, sur lesquels transitent les flux DSL, ne sont pas indépendants les uns des autres. En règle générale, ils sont même accolés les uns aux autres pour des raisons pratiques : une gaine entourant plusieurs câbles, telles qu'on en voit entre nos poteaux téléphoniques, est beaucoup plus pratique, esthétique, compacte et facile à maintenir qu'une multitude de petits câbles. Plusieurs flux DSL cohabitent même parfois au sein d'un même câble. Le problème est que ces flux se brouillent mutuellement. Pour donner un exemple concret, imaginez une pièce remplie de monde, où la conversation est animée, et la même pièce vide. Dans quel scénario sera-t-il le plus facile de se faire entendre de l'autre bout de la pièce ?


Si le bruit de fond des autres conversations est particulièrement important, il se peut même que l'on ne se fasse même plus entendre du tout. Plus il y a de signaux à passer en même temps dans le câble, et donc de débit, plus il y a de bruit de fond, de la même manière que le bruit total est plus important quand un grand nombre de personnes bavardent dans une pièce, toutes choses égales par ailleurs, que lorsqu'il y en a moins.


En termes techniques, il s'agit ici d'une contrainte additionnelle à la transmission d'un message. Pour arriver jusqu'à l'extrémité de la ligne où il est attendu tout en restant compréhensible, le signal doit surmonter l'influence de ce bruit de fond, qui brouille, d'une certaine manière, le message. Dans le cas précis de lignes téléphoniques, l'on utilise le terme de diaphonie. Il y a quelques années, lorsque les lignes étaient encore analogiques, certaines lignes souffraient de ce phénomène : en bruit de fond, les gens entendaient alors vaguement la conversation téléphonique d'un voisin... On imagine bien qu'il leur fallait alors soit parler plus fort, mais sans que le voisin soit gêné en retour par leur coup de fil, soit attendre que le voisin bavard aie terminé sa conversation. En retardant la communication de leur message à un moment plus calme, ou en amplifiant leur voix, lorsque c'était possible, pour contrebalancer l'effet de la conversation du voisin et se rendre compréhensible, ces gens pratiquaient, en quelque sorte, le DSM avant l'heure !


Des interférences entre les câbles naissent donc une sorte d'affaiblissement "additionnel" sur les lignes, qui se rajoute à l'affaiblissement "naturel", et que l'on doit donc prendre en compte pour savoir quel trafic, et donc quel débit, peut passer dans une ligne.


Pour les curieux, l'affaiblissement est la perte de puissance liée aux pertes dans la ligne. Cette perte de puissance provient de deux origines principales. Tout d'abord, les caractéristiques théoriques d'une ligne comme le diamètre du câble téléphonique, la composition du métal, la longueur, les contraintes, pressions, dépressions et autres torsions appliquées au câble. Ensuite, toute une série de pertes liées à plusieurs autres phénomènes électromagnétiques.


La gestion du spectre

oscilloscope

Le DSM vise à améliorer la gestion de l'utilisation du spectre des fréquences ADSL. Le principe est de rendre cette gestion dynamique alors qu'elle est aujourd'hui désespérément fixe. Pour déterminer quelle quantité d'informations peut passer dans une ligne de cuivre donnée, les ingénieurs définissent quel sera le pire des cas, celui où l'entrecroisement des informations produira le plus d'interférences. Quand ce pire des cas est déterminé, les ingénieurs définissent alors une limite haute statique au débit, limite pour laquelle les interférences seront gardées à un niveau supportable.


Ce système est simple et fonctionne très bien, mais, la plupart du temps, la nature des informations transmises fait que le "pire des cas" n'est atteint que très rarement. Ce niveau d'interférence critique rarement atteint, déterminé par les ingénieurs, fait que le niveau des interférences est moindre que ce qu'aurait pu supporter le réseau. En somme, le réseau est sous-utilisé et aurait pu convoyer bien plus d'informations !


Quel avenir pour le DSM ?

Certains parlent déjà de l'ADSL au passé et considèrent que seule la fibre optique pourra assurer des débits suffisants pour répondre aux futurs usages d'Internet (VoD haute définition, TV multiposte...). Le DSM a pourtant plus d'une corde à son arc. D'une part, il ne nécessite pas d'investissements massifs ni de travaux importants pour mettre en place les réseaux. D'autre part, il est très économique et toucherait tous les utilisateurs de la même manière en quelque sorte. La fracture numérique serait réduite de manière conséquente puisque des abonnés aujourd'hui limités à 1Mbits pourraient profiter de 4 Mbits demain, et disposer par exemple de la TV par ADSL.


Le DSM n'est pas une technologie encore prête pour un usage commercial et industriel. Le Consortium DSM travaille encore sur des projets qui pourraient déboucher sur des tests grandeur nature à l'horizon 2008-2009. La standardisation puis la mise en oeuvre du DSM va encore prendre quelques années. Autant dire que, si la technologie DSM passe des laboratoires à nos foyers, notre bonne "vieille" paire de cuivre a toute une nouvelle jeunesse devant elle... A moins que d'ici là, la fibre optique n'envahisse tout le paysage internet français, et pas seulement quelques grandes métropoles privilégiées.




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