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Definition :ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line - Technique de transmission de données haut débit sur une simple paire téléphonique en cuivre offrant en théorie un débit asymétrique, descendant de 8 M bit/s et montant de 640 K bit/s, tout en supportant un canal téléphonique traditionnel.


Mieux comprendre ADSL :

DSL : une origine technologique pragmatique

Né en réaction à une fibre optique trop cher et à un besoin de bande passante croissant, la transmission DSL tire profit de plusieurs avancées technologiques pour transformer le fil de cuivre en support haut débit.

Si la récupération constitue souvent l'aveu tiers-mondiste d'un manque de ressource, elle témoigne d'un esprit d'adaptation pragmatique pour continuer d'avancer. Les opérateurs télécoms les plus fortunées en conviennent. Malgré l'effondrement du coût du silicium et une optimisation de sa mise en oeuvre, ils renoncent à l'ambitieux projet de convertir leurs réseaux en fibre optique avant l'échéance symbolique du siècle finissant. Entre temps, les mouvements informatiques ont augmenté de manière exponentielle rappelant les opérateurs à leurs devoirs de transporteurs de données. Pour répondre à cette demande amplifiée par les sirènes du multimédia, sans avoir à changer de support, ces fournisseurs ont mis en action les outils du moment pour redonner un second souffle à leur fil de cuivre. Les premiers résultats HDSL ont fièrement abouti à dégager 2 M bit/s. Mais, aujourd'hui les 52 M bit/s de bande passante ADSL/ATM dépassent les espérances les plus ambitieuses des premiers chercheurs.

Bellcore à l'initiative du projet DSL

Fin 1988, les RBOC (Regional Bell Operating Compagnies, opérateur locaux américain) plient sous la demande de liaison T1 à 1.5 M bit/s. Leur infrastructure de raccordement à base de répéteurs devient trop lourde pour suivre la cadence. Par ailleurs, l'inadéquation économique de la fibre optique les incite à trouver une alternative de raccordement rentable et simple à installer. Ces opérateurs chargent alors Bellcore, leur laboratoire de recherche commun, de cette mission impossible. Plutôt que de réinventer la roue, Bellcore entreprend de baser son étude DSL sur les techniques de codage en ligne 2B1Q, de filtrage adaptatif et d'annulation d'écho, déjà mise en oeuvre dans l'accès de base Rnis. Ces techniques ont révélé des aptitudes de portée de transmission et d'occupation de bande passante séduisantes. Transposées sur de puissants circuits tranceiver/DSP, ces fonctions apportèrent un débit initial de 784 K bit/s par paire sur une distance de 3.5 Km et cela sans répéteurs.

La généalogie HDSL révèle un ascendant d'origine Rnis

De cette première ébauche émane aujourd'hui plusieurs ramifications. Elles différent l'une de l'autre par le débit offert et le nombre de paires utilisées en transmission. La branche la plus courte LDSL (Low bit rate Digital Subscriber Line) autorise un débit de 160 kbit/s sur une seule paire de cuivre. Elle correspond au débit cumulé de l'accès de base Rnis (2 canaux B à 64 K bit/s + 1 canal D à 16 K bit/s + 1 canal à 16 K bit/s pour la signalisation). Plus généreux, MDSL (Médium bit rate DSL) supporte jusqu'à 400 k bit/s sur deux paires. VDSL (Very high rate DSL) pousse le compteur jusqu'à 3 M bit/s sur 2 paires. Dans la catégorie de calibre supérieur, ADSL (Asymmetric bit rate DSL) offre un débit asymétrique maximum de 8 M bit/s vers l'abonné et de 640 K bit/s dans le sens opposé, le tout sur une seule paire. Enfin, entre ces deux techniques, s'intercale HDSL (High bit rate DSL) avec une palette de 784 K bit/s à 2 M bit/s en fonction du nombre de fils utilisés. HDSL apparaît aujourd'hui comme la plus opérationnelle des techniques DSL, suivi de ADSL tout aussi prometteuse. Après maintes tergiversations quant au codage numérique à appliquer à HDSL, l'ETSI à statuer pour le 2B1Q. Ce code appartient à la famille des codes bande de base quaternaire (4 niveaux de modulation d'impulsion en amplitude, 4-PAM). Ou plus explicitement, il fait correspondre à un groupe de 2 éléments binaires 1 créneau de tension (ou symbole quaternaire) à quatre niveaux possibles. Ce code en ligne à déjà fait ses classes sur l'accès de base Rnis. Néanmoins cet héritage se fait au détriment d'une partie de la bande passante. En effet, pour s'iminuser contre les erreurs de transmission, le signal 2B1Q adopte un profil bas sur la paire de cuivre. Résultat, l'usage de l'espace fréquentiel est loin d'être optimisé. Sur la bande des 2 M bit/s disponible, le code 2B1Q se restreint à 1 M bit/s ou 784 K bit/s par paire selon la portée du câble. Toutefois, ces débits restent honorables comparés aux 160 K bit/s de l'accès de base Rnis. Et le faible encombrement spectral du codage 2B1Q s'avance comme la meilleure solution pour biaiser les défauts inhérents à la transmission sur une paire de fils.

Le codage 2B1Q garantit une transmission HDSL fiable

En effet, la transmission bidirectionnelle simultanée (full-duplex) sur une même paire physique composée de tronçons hétérogènes et jalonnés de répéteurs reste assujettie à diverses contraintes telles que l'affaiblissement du signal lié au support ou encore l'interaction diaphonique (Paradiaphonie et Télédiaphonie) de fils contigus. Les problèmes de réflexion des signaux entre eux dû à la désadaptation de la ligne nuisent tout autant à la qualité de la transmission. Cet écho est la conséquence de la réflexion d'une partie du signal émis en un point quelconque du trajet de la transmission. Point ou l'adaptation d'impédance de la ligne n'est pas parfaite, changement de calibre du câble en cours de trajet par exemple. L'écho peut être également de nature locale lorsqu'une partie du signal émis revient comme un boomerang vers le modem expéditeur. Tous ces bruits nuisent évidement à la transmission de données. Pour s'affranchir de ce retour de signal, HDSL adjoint au codage 2B1Q une procédure d'annulation d'écho. Cette méthode calcul en temps réel l'écho théorique produire lors de l'émission du signal sur la ligne pour ensuite le soustraire du signal reçu. Après cette opération, le signal est traité par des filtres capables de diminuer les traînées antérieures et postérieures de l'écho local et distant afin d'obtenir coté récepteur l'élément du signal distant affaibli. L'estimation de l'écho se fait par un filtre numérique à coefficients variables qui modélise en temps réel le chemin de l'écho. Celui-ci tient compte du retard dû au temps de propagation du signal sur la ligne. De plus, la validité fonctionnelle de l'annulateur d'écho et de l'égalisateur nécessite des séquences émises et reçues suffisamment différents pour être distinguées par le récepteur. Pour s'assurer de l'indépendance des signaux émis et reçus les modems HDSL disposent de brouilleurs utilisant des séquences pseudo-aléatoires. Parés de ces deux techniques, le code 2B1Q affronte sans risque les phénomènes perturbateurs présents sur la ligne.

ADSL mise sur deux techniques de modulation

Si Bellcore a su imposer un consensus 2B1Q pour HDSL, il n'en va pas de même pour ADSL. Deux modes de modulation s'opposent autour de cette technologie. Le codage CAP (Carrierless Amplitude and Phase modulation), proche de la technique QAM (Quadrature Amplitude Modulation), développé par Westel a l'avantage d'être applique sur des circuits produits en grande série par AT&T. Ce code en ligne autorise un débit de diffusion de 2 M bit/s et 16 K bit/s dans l'autre sens. Malgré ces qualités et son existence industrielle, d'autres acteurs influants tel que Alcatel, Northern Telecom, Motorola et Analog Devices lui préfèrent le codage DMT (Discrete Multi-Tone) développé par Amati Communication. Ce code en ligne offre un débit de diffusion réseau-abonné de 6 voire 8 M bit/s et 640 K bit/s dans le sens inverse. En outre, il a récemment reçu l'approbation de normalisatrice de l'ANSI. Une référence qui plaide en sa faveur auprès de l'ETSI. Cela dit, les circuits alignés au code DMT manquent encore à l'appel. Ce retard risque d'imposer une cohabitation de ces deux standards.

H.M

 

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