INFRASTRUCTURES
Vous
avez dit Hauts Débits !
Beaucoup
de collectivités se préoccupent aujourd'hui
de réseaux dits à hauts débits. Elles
ne sont pas les seules; de grands groupes institutionnels,
généralement positionnés comme les
clients potentiels de ces réseaux, réfléchissent,
débattent, prospectent, argumentent et réclament
eux aussi des réseaux à hauts débits.
La demande est-elle légitime ? Que sont ces
hauts débits tant désirés, comment
les caractériser, et, à quoi serviront-ils ?
A
un instant donné, en fonction des usages couramment
pratiqués, on constate le plus souvent, et déja
depuis une décade, un sous-dimensionnement des infrastructures
destinées à acheminer les volumes d'information
qui nous sont nécessaires. L'utilisateur ordinaire,
trop souvent lassé par de longues attentes devant son
écran d'ordinateur, énonce son verdict : "il
me faut des réseaux à haut débit !"
(comprendre des réseaux à plus haut débit
que le débit actuel dont il bénéficie).
Il est donc utile de faire un état des lieux pour
savoir de quel niveau de débit nous pouvons espérer
profiter aujourd'hui, dans quelles conditions et pour quels
usages. Mais avant de faire ce constat, il est sans doute
intéressant de faire d'abord un petit détour
pour s'arrêter un instant sur l'architecture des réseaux.
Les réseaux sont constitués de segments connectés
entre eux par des noeuds. Les segments peuvent être
constitués de différents médias plus
ou moins adaptés à une situation donnée :
- le fil en cuivre utilisé dans les
infrastructures téléphoniques fixes.
- le cable coaxial qui distribue généralement
des zones à haute densité démographique,
et qui a essentiellement servi jusqu'ici à distribuer
de la télévision.
- la fibre optique principalement utilisée jusqu'à
maintenant pour assurer le transport d'informations sur
de longues distances, et généralement disposée
le long d'infrastructures de transport comme le rail,
la route, les canaux, les lignes électriques, etc
- la propagation hertzienne entre deux ou plusieurs points
(noeuds).
Les noeuds, de taille plus ou moins importante selon la
complexité du rôle qui leur est assigné,
sont constitués de divers dipsositifs de type ordinateur,
gérés par des techniciens qui peuvent opérer
sur place ou à distance.
L'ensemble, segments plus noeuds, qui constitue donc un réseau,
est comparable à une architecture routière,
plus accessible au sens commun de la plupart d'entre nous.
Il existe ainsi différents tronçons de route
reliant pour chacun d'eux, des noeuds matérialisés
par des intersections de routes. Nous savons que toutes les
routes ne sont pas équivalentes; il en existe de très
larges, à plusieurs voies, et des si étroites
qu'il a semblé préférable de ne laisser
la circulation ouverte que dans un seul sens. De façon
générale, une conduite respectueuse de la liberté
et de la sécurité des autres, nous amène
à pratiquer une vitesse de circulation plus faible
sur les routes plus étroites. Par ailleurs, si les
"aménageurs" ont correctement fait leur travail,
on peut supposer que le trafic est plus dense sur les routes
les plus larges. Pour ce qui concerne les noeuds routiers,
il est assez évident de constater par exemple, que
la complexité de la place de l'Etoile à Paris
est plus importante que le croisement de deux routes départementales
dans une campagne française. On constate aussi, à
l'échelle d'un pays comme la France, l'existence d'une
architecture qui fait apparaitre des artères majeures
sillonnant les régions françaises (les autoroutes),
à partir desquelles se ramifient toute une hiérarchie
de structures, allant des routes nationales aux chemins viscinaux,
avec en moyenne une décroissance des capacités
de trafic accompagnée d'une densification des petites
artères; on parle de capillarité, par analogie
avec l'architecture du sytème sanguin. Il apparait
naturel pour un particulier qui habite une maison entourée
d'un espace vert, de disposer d'un chemin "privatif"
menant de sa maison jusqu'en limite du terrain attenant qui
lui appartient; à l'opposé, ce n'est pas une
situation normale, que de disposer d'une sortie d'autoroute
amenant directement à la maison de ce particulier.
Cette "normalité" est fondée sur des
critères de trafic, et sur des critères économiques.
Le particulier n'a pas besoin de quatre voies pour amener
sa voiture jusque devant sa porte; cela serait surdimensionné
par rapport à ses besoins, et cela ne serait économiquement
pas possible.
De façon équivalente, les segments d'un réseau
électronique sont dimensionnés de façon
à absorber plus ou moins de trafic, et les noeuds,
en fonction de leur position dans le réseau, sont plus
ou moins complexes, offrant plus ou moins d'embranchements
possibles aux informations numériques qui y circulent.
Les grandes artères représentent le "backbone",
colonne vertébrale à partir de laquelle divergent
d'autres segments qui mènent jusqu'à la capillarité
proche de l'utilisateur. Arrivé dans la zone géographique
du "dernier kilomètre" on parle souvent de
la boucle locale. Même si ce terme désigne plus,
dans la littérature spécialisée, la zone
capillaire d'un réseau destiné à transporter
la voix, il est architecturalement pertinent pour un réseau
de données.
Quelle est la situation aujourd'hui en terme d'infrastructures
de réseaux électroniques ?
Tout d'abord, du fait même de l'importante vitesse
à laquelle transitent les informations, il est justifié
de prendre en considération les infrastructures bien
au dela de nos frontières immédiates (celles
de l'entreprise, de la ville, ou plus loin encore). Le
débit réel sera déterminé par
le plus petit goulot d'étranglement rencontré
entre les deux sites qui communiquent. Les réseaux
traversés aux différentes échelles géographiques,
constituent autant de maillons d'une chaine de transmission
qui doit être aussi homogène que possible sous
peine de dysfonctionnement.
Dans la même logique architecturale que celle des
infrastructures routières, il convient de se pencher
sur le maillage à des échelles différentes,
internationales, nationales, régionales, départementales
et communales. On conçoit aisément la nécessité
d'une harmonie architecturale avec de grosses artères,
moins nombreuses que les petites, sur de grandes distances,
se ramifiant en artères de plus en plus petites mais
de plus en plus nombreuses. On va ainsi du backbone à
la boucle locale. On pourrait imaginer que cette harmonie
soit naturellement atteinte sur la base de critères
économiques, relevant purement des lois du marché.
L'expérience des infrastructures routières,
étalée sur plus d'un siècle, nous a appris
qu'il n'en est rien. L'expérience récente de
l'ouverture à la concurrence des transports aériens,
montre bien que les compagnies qui pénètrent
un nouveau marché, cherchent en priorité à
se positionner sur les segments de marché qualifiés
de rentables; ainsi l'utilisateur n'a que l'embarras du choix
pour faire Nice-Paris, alors qu'un habitant de Dijon aura
beaucoup de difficultés à rallier La Rochelle.
On touche du doigt la nécessaire intervention du politique,
qui a un devoir de régulation, afin d'assurer un "aménagement
du territoire" aussi harmonieux que possible tant au
plan social qu'au plan économique.
Pour les réseaux électroniques, il en va
de même. Chaque responsable politique, à
l'échelle du territoire sur lequel il a compétence,
a non seulement intérêt à se pencher sur
l'aménagement de sa région, mais a le devoir
le faire pour en assurer le développement avec les
meilleures chances d'épanouissement. Se pencher sur
les problèmes et se poser la question de l'infrastructure
est dèja une première démarche positive,
mais cela n'est qu'un premier pas, et ça ne résout
en rien les demandes plus ou moins clairement exprimées
par les utilisateurs potentiels des réseaux électroniques.
Encore faut-il faire des choix éclairés, pérennes,
stratégiques, de qualité et au meilleur prix.
Plusieurs paramètres caratérisent les réseaux
: le rayon d'action, la nature du coût majoritaire
(investissement ou fonctionnement), le partage avec les autres
utilisateurs (réseaux à commutation de circuits
ou de paquets), le degré d'asymétrie entre les
deux sens de communication, le débit maximum possible.
Parmi ces paramètres, certains ont une influence forte
sur la technologie envisageable.
De quoi disposons nous en France aujourd'hui en terme d'infrastructure ?
- S'agissant de réseaux à
l'échelle d'un bâtiment, reliant les ordinateurs
d'une même entreprise, on parle alors de LAN (acronyme
de Local Aera Network), réseaux d'une portée
de l'ordre d'une centaine de mètres, qui représentent
essentiellement un coût d'investissement, constituent
des systèmes partagés par tous les utilisateurs
présents, sont symétriques et autorisent
aujourd'hui des débits de 100 Mb/s de façon
standard. La majorité d'entre eux sont de type
ethernet, véhicule un protocole IP et s'appuient
sur de fils de cuivre.
- S'agissant des réseaux à l'échelle
d'une ville, on parle alors de MAN (acronyme de Metropolitan
Aera Network) : ils ont une portée de quelques
kilomètres. Dans la majorité des cas, ces
réseaux s'appuient sur le réseau téléphonique
filaire en cuivre existant. Ils représentent pour
l'utilisateur essentiellement un coût de fonctionnement,
dans un mode symétrique, utilisant une technologie
téléphonique dite RTC (acronyme de Réseau
Téléphonique Commuté), technologie
la plus ancienne et la plus répandue qui propage
un signal analogique et un protocole PPP. Les débits
disponibles ne dépassent pas 56 Kb/s et sont donc
2000 fois plus lents que ceux qui sont disponibles sur
un LAN. Une autre technologie, plus fiable et un peu plus
rapide se substitue progressivement au RTC: il s'agit
du RNIS (acronyme de Réseau Numérique à
Intégration de Données), sans doute plus
connue en France sous le nom de Numéris ( dénomination
commerciale de France Telecom) qui offre un débit
symétrique de 64 à 128 Kb/s en standard,
propage également un protocole PPP, s'appuie aussi
sur des fils de cuivre, et génère des coûts
de fonctionnement proportionnels à la durée
de la communication, comme la technologie RTC. La très
grande majorité des utilisateurs utilisent aujourd'hui
l'un de ces deux modes d'accès, que l'utilisateur
travaille sur un ordinateur intégré dans
un réseau local ou pas. Il existe cependant d'autres
types de réseaux MAN, qui passent soit par une
propagation hertzienne, soit par des fibres optiques,
soit par du cable coaxial, soit encore par des technologies
utilisant les fils de cuivre téléphoniques
en place mais à des débits plus élevés,
technologies dites xDSL. Tous ces types de réseaux
sont encore peu répandus pour diverses raisons
qui sont d'ordre économique (la fibre et le cable
par exemple) ou parce que les techniques sont émergentes
( xDSL ou l'hertzien).
- S'agisant enfin des réseaux établis sur
de longues distances, il s'agit alors de WAN (acronyme
de Wide Aera network), ils s'appuient sur les technologies
les plus modernes qui utilisent essentiellement la fibre
optique et la propagation hertzienne (terrestre ou via
un satellite). On trouve parmi ces technologies le DWDM
(acronyme de Dense Wavelength Division Multiplexing) et
la propagation de solitons qui permettent des débits
symétriques allant respectivement de quelques centaines
de Gb/s à quelques Tb/s, les technologies hertziennes
étant beaucoup plus modestes en terme de débit.
Tous les utilisateurs n'ont pas forcément besoin
de hauts débits, mais alors les opérateurs doivent
être capables de fournir des solutions à débits
variables : il est question de qualité de
service (Qos) qui elle-même a un coût. Par contre,
la tentation est grande pour un nombre croissant d'utilisateurs
de se doter de moyens de communications traitant aussi bien
la voix, que les données ou les images (on parle de
VDI). Il appartient aux aménageurs d'évaluer
les besoins en terme d'usage, exercice de style complexe,
avant d'imaginer de quels types de réseaux il convient
de se doter.
Le tableau suivant donne une idée
des appellations où les débits sont exprimés
en bits par seconde (K=Kilo, M=Mega, G=Giga).
Il est utile de rappeler que 8 bits
constituent un octet ou Byte, qu'un caractère comme
une lettre de l'alphabet, un chiffre ou un caractère
de ponctuation est codé sur 1 octet. Par conséquent
un e-mail ou une page de texte pèse 4 KB ( 4000 Bytes)
environ, une minute de son 500 KB, un livre de 100 page 400
KB, une image 500 KB, une minute de vidéo 30 MB. Le
tableau suivant donne des indications de temps de chargement
de différents documents à différents
débits (s=seconde, m=minute, h=heure, j=jour, np=non
perceptible).
Jean-Claude
FERNANDEZ
