Le réseau cuivre, déployé mondialement pour la téléphonie, repose sur des paires torsadées de cuivre. Depuis les années 1960, la fibre optique et les lasers ont été développés, avec une première utilisation commerciale dans les années 1970. Initialement, les fibres optiques avaient des pertes très élevées (∼ 1 000 dB/km), mais grâce aux progrès technologiques, notamment l’utilisation de lasers semi-conducteurs (GaAs à 0,8 µm, puis InGaAsP à 1,3 µm) et l’amélioration des procédés de fabrication, ces pertes ont été réduites à environ 0,2 dB/km dans les années 1980. La transmission en mode unique, introduite en 1981, a permis d’augmenter la distance de communication. La fibre optique a ainsi surpassé le cuivre, dont la perte est d’environ 10 dB/km à 300 kHz, limitant la montée en débit. Les techniques de multiplexage en longueur d’onde ou WDM (Wavelength Division Multiplexing) et les amplificateurs optiques ont permis d’accroître la capacité des liaisons longue distance, avec des débits aujourd’hui atteignant 100 Gbit/s par canal grâce à des modulations avancées comme le DP-QPSK (Dual Polarisation-Quadrature Phase Shift Keying). La fibre optique a révolutionné la transmission, permettant des débits très élevés et une couverture étendue. Le réseau d’accès, ou boucle locale, relie le nœud de raccordement de l’opérateur aux clients, offrant des services de téléphonie, vidéo et Internet. Avec l’essor des services nécessitant une bande passante importante, comme les jeux vidéo, la télévision HD (haute définition), UHD (ultra-haute définition) et 3D (trois dimensions), la demande en débit a explosé. Les technologies xDSL (Digital Subscriber Line) ont permis d’augmenter la capacité des réseaux cuivre, mais la fibre optique est devenue essentielle pour répondre à ces besoins. Depuis les années 2000, les standards GPON (Gigabit Passive Optical Network) et EPON (Ethernet PON) dominent, avec des débits respectifs de 2,5 Gbit/s et 1 Gbit/s en descendant, permettant des offres FTTH (Fiber To The Home) jusqu’à 1 Gbit/s. L’évolution des réseaux a permis une croissance exponentielle du trafic Internet et une diversification des services, notamment les services triple-play : voix, TV (télévision), Internet. La vidéo à la demande, les jeux en ligne, la TV UHD et la TV 3D nécessitent une modernisation continue des infrastructures. La transition vers la fibre est progressive, avec des architectures FTTB (Fiber To The Building) utilisant des technologies xDSL ou DOCSIS (Data Over Cable Service Interface Specification) dans les derniers mètres, ou FTTLA (Fiber To The Last Amplifier) exploitant le câble coaxial existant dans les immeubles. Les stratégies européennes avaient fixé des objectifs ambitieux pour l’année 2020, notamment des débits supérieurs à 30 Mbit/s pour tous et 100 Mbit/s pour la moitié de la population européenne. La mutualisation des infrastructures, via le partage ou la location, accélère le déploiement du haut débit. La migration du cuivre vers la fibre implique aussi la suppression progressive du RTC (réseau téléphonique commuté) et le passage à la téléphonie IP (Internet Protocol), tout en conservant certains services de machine à machine (alarme, télésurveillance, etc.). Des réseaux dédiés comme FTTO (Fiber To The Office) ou BLOD (boucle locale optique dédiée), avec des liens point à point jusqu’à 10 Gbit/s, sont déployés pour les clients professionnels. Des architectures hybrides, telles que FTTdp (Fiber To The Distribution Point) ou HFC (Hybrid Fibre Coax), réutilisent le câblage coaxial ou cuivre existant pour limiter les coûts et accélérer le déploiement. Ces solutions hybrides évitent la nécessité de déployer la fibre dans les derniers mètres. Les réseaux optiques passifs ou PON (Passive Optical Network) constituent une alternative clé pour fournir des services interactifs à haut débit jusqu’au domicile. La normalisation, menée par le consortium FSAN (Full Service Access Network), a permis de définir des standards comme GPON et EPON, ainsi que les générations suivantes. Ces réseaux partagent le milieu de transmission, ce qui soulève des enjeux liés à la gestion d’émission et à la confidentialité des données. L’objectif de cet article est de présenter un panorama des solutions de réseau d’accès pour acheminer le haut débit, voire le très haut débit chez les clients résidentiels et professionnels. Les topologies point à point et point à multipoints sont décrites. Par ailleurs, les technologies sans fil sont incluses, car elles permettent de couvrir des zones difficiles pour les technologies filaires. Les technologies optiques répondent aux exigences en termes de débit et de coût des équipements et de l’infrastructure. Cette modernisation est en phase avec le cahier des charges fixé par l’Europe et la France pour rendre accessible le très haut débit à tout le territoire français.
Cet article est paru en premier sur techniques-ingenieur.fr
Cet article est paru en premier sur le site https://www.techniques-ingenieur.fr/ressources-documentaires/technologies-de-l-information-th9/reseaux-telecommunications-ti382/reseaux-optiques-passifs-te7119