Stratégies Télécoms & Multimédia

1 - Distribution HFC

Elle utilise une architecture en étoile faite de petits câbles coaxiaux qui desservent des poches d’abonnés dont le nombre est compris entre 500 et 2 700. Le centre de cette étoile effectue la conversion des signaux optiques en signaux numériques et réciproquement. Il diffuse grâce à des modems câble les services en provenance des fournisseurs de services et collecte les informations de gestion à l’aide d’une paire de fibres optiques. Cette structure permet de réhabiliter les anciens réseaux de diffusion télévisuelle analogique et de les ouvrir à la nouvelle gamme de services interactifs numériques.



Les câbles coaxiaux de distribution constituent un type de réseau Ethernet, des bandes de fréquences spécifiques étant allouées à chacun des sens de transmission et pour des services bien définis, selon les principes de modulation décrits dans les normes. La norme des modems-câble a été établie sous le sigle DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification), et rédigée par le centre de recherche et de développement d’un groupe d’industriels d’Amérique du nord et du sud, appelé "Cable Television Laboratories" (ou CableLabs), avec l’aide du MCNS (Multimedia Cable Network System). DOCSIS attribue les débits copartagés montants et descendants disponibles sur les coaxiaux selon les services et les signalisations nécessaires. De tels réseaux diffusent des programmes télévisuels analogiques, des programmes de radiodiffusion en modulation de fréquence ainsi que des applications interactives (télévision numérique à péage ou par abonnement, téléphonie publique, accès à Internet, etc.). La technique des réseaux câblés est très diffusée en Amérique du Nord et les normes propriétaires y ont été très nombreuses jusqu’ici. En Europe du Nord, un certain nombre de réseaux câblés ont été édifiés, dont celui de "Numéricable" en France.

2 - Les normes

Trois normes DOCSIS ont été définies. La version 1.0 n’a pas eu le bonheur de faire l’unanimité sur des réseaux très hétérogènes. La version 1.1 en plein essor a vu naître le développement de la version 2.0 et la version 3.0 est enfin disponible. Sur une largeur de bande de 6 MHz, les flux montants de 320 kbit/s à 10 Mbit/s et les flux descendants à 27 ou 36 Mbit/s sont modulés en 16, 64, et 256 QAM et en QPSK. La norme EuroDocsis, adaptée aux exigences de la télévision européenne DVB, utilisant des canaux à 8 MHz, répond aux besoins de la clientèle. La version 3.0 devrait encore évoluer.

3 – La problématique de DOCSIS

La qualité de service est fonction de trois éléments : la capacité du réseau à délivrer les services, la qualité du signal à la prise qui dépend du cumul des dégradations subies par le signal (bruits, distorsions, désadaptations) et de l’influence des perturbations extérieures et enfin de la disponibilité du service. Cette dernière est liée à la qualité des protocoles utilisés, à la fiabilité des équipements de transport ou au traitement du signal à travers la chaîne de transmission (notamment entre la tête de réseau et la prise d’abonné) et à la qualité de la maintenance, liée à la redondance et à la stratégie de sécurisation. La mise en oeuvre de chacun des services ouverts sur les réseaux HFC suppose la détermination du débit et des ressources nécessaires. Cinq variables doivent être considérées à ce sujet :
• Le taux de pénétration du service (exprimé en nombre d’abonnés par prise raccordable) ;
• Le taux de présence à l’heure chargée exprimé en pourcentage d’usagers utilisant effectivement le service aux heures de pointe (par exemple, 50% pour l’accès Internet et 10% pour les autres services) ;
• Le taux de sollicitation moyen (ou nombre de requêtes par poche) exprimé en pourcentage du temps pendant lequel un usager en connexion génère effectivement du trafic sur la ligne (20 % pour Internet et 100 % pour les autres)
• La proportion du temps d’utilisation passé sur la plate-forme (durée assez moyenne pour l’accès Internet et durée plus élevée pour les autres services).
• Les perturbations du signal sont minimisées lorsque la partie "cuivre" est courte.

Les caractéristiques d’architecture du réseau HFC (notamment la taille des nœuds optiques) sont très liées aux hypothèses de service. Le dimensionnement des réseaux est un compromis entre les éléments économiques et les besoins en capacité. Plus le centre optique est proche des abonnés, plus le coût de construction ramené à la prise est élevé et plus grande est la capacité du réseau à véhiculer les signaux relatifs aux différents services. Les "poches" de petite taille ne sont justifiées que pour des scénarios de services très optimistes. Enfin, la disponibilité de service dépend également de l’architecture.

4 - Les atouts des modems câble DOCSIS

DOCSIS définit et gère plusieurs catégories de services :
• voix en temps réel et service vocal avec détection d’activité ;
• service de données ordinaire (best effort) ;
• service de données avec garantie de débit ou de valeur minimum de gigue, etc.
• services multimédias en MPEG ;
• service de polling en temps réel ;
• vidéoconférence et services de jeux en réseau ;
• multi diffusion ;
• mécanismes d’authentification par X.509, 3DES et clé publique à 1024 bits, etc.

5 – Modems câble DOCSIS 3.0

La norme ancienne DOCSIS 1.1 (Data Over Cable Service Interface Specification) développée par le consortium CableLabs, permet des débits théoriques de 38 Mbit/s dans le sens descendant et de 9 Mbit/s dans le sens montant. La récente norme DOCSIS 3.0 porte ces valeurs jusqu’à 160 Mbit/s en débit descendant et 120 Mbit/s en débit montant, grâce à l’agrégation de quatre câbles (channel bonding) et au recours à une modulation d’amplitude en quadrature de type 256-QAM. Cette norme DOCSIS 3.0 est compatible avec la norme IPv6 et peut offrir une sécurité renforcée avec le protocole AES (Advanced Encryption Standard). Le ralliement de CableLabs (Cable Television Laboratories) à la norme DVB-MHP, initialisée à l’origine par les Européens, bien que tardif, semble tout à fait opportun.