École Supérieure Multinationale des Télécommunications

Dakar-SENEGAL

GROUPE : FORMATEUR :

Aminata GAYE Mr BARRY Mamadou A.

Gabriel Laurent DIOUF

Emeric KAMLEU

Djibril SAMBE

IGTT2 Option technique

Promotion 2009-2011

PROJET DE RNIS

Projet de RNIS

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PLAN

Introduction

I. Définition des concepts et techniques de transmission utilisées

1. Accès de base

2. ADSL

II. Différents canaux utilises

1. Pour l’accès de base

2. Pour l’ADSL

III. Etude comparative entre les différentes techniques de transmission de l’accès de base

et de l’ADSL

1. Au niveau physique

2. Au niveau liaison

Conclusion

Projet de RNIS

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INTRODUCTION

Le RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Service) définit deux types d’accès

pour le raccordement des abonnés : l’accès de base (2B+D) et l’accès primaire (30B+D).

Chaque accès est constitué des interfaces S ou T, U, et V. Notre étude portera sur l’accès de

base et plus précisément sur l’interface U.

L’ADSL quant à elle fait partie d’une famille d’accès à haut débit, qui recourt aux

lignes téléphoniques ordinaires comme support de transmission. Elle utilise la boucle locale

raccordant chaque usager du téléphone au central téléphonique dont il dépend. L’ADSL fait

ainsi cohabiter, sur la ligne de l’abonné, les données numériques et le téléphone vocal.

L’objet de notre expose consiste à faire une étude comparative entre les différentes

techniques de transmission utilisées par l’accès de base sur l’interface U et l’ADSL. Pour

cela, trois parties seront abordées :

o Dans un premier temps, nous allons définir les deux concepts (accès de base et

ADSL) et les différents types de transmission utilisés ;

o Dans un deuxième temps donner les différents canaux utilisés ;

o Et dans un troisième temps comparer les techniques de transmission utilisées dans les

deux aussi bien au niveau physique qu’au niveau liaison.

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I. Définition des concepts et techniques de transmission utilisées

1. Accès de base (Interface U)

L’accès de base est supporté par la traditionnelle paire bifilaire et est structurée en 2

canaux B à 64 Kbits/s pour le transport de la parole et des données et un canal D à 16 Kbits/s

pour la signalisation et le transport de données en mode paquet.

On dit que la configuration est de type point multipoint puisque le réseau voit et peut

dialoguer avec plusieurs points ou terminaux.

L'interface U est généralement représentée par une paire en cuivre. Elle permet de

raccorder l’installation de l’abonné au central par l’intermédiaire du NT1. Elle n’a pas été

normalisée de façon unique.

En accès de base, plusieurs techniques de transmission sont envisageables aussi bien

au niveau physique qu’au niveau liaison:

Au niveau physique : Quatre types de transmission sont envisageables pour

l’interface U :

Transmission à 4 fils : pour chaque sens de transmission on a une paire de fils

séparant ainsi des deux directions. Les deux paires ayant aussi la même

fréquence.

Transmission à 2 fils avec multiplex fréquentiel : dans ce cas on dispose de

deux fils, pour la réception et pour l’émetteur, avec une bande passante

distincte utilisée pour chaque sens de transmission.

Transmission à 2 fils avec multiplex temporel : cette technique de

transmission est aussi appelée « ping pong » ou technique de transmission à

l’alternat. Cette technique consiste à allouer le pair de fils alternativement à

des « bursts » (rafales) de bits.

Transmission à 2 fils avec annulation d’écho : C’est cette technique qui est la

plus utilisée. Les signaux sont transmis simultanément dans les deux sens de

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transmission, avec une même bande de fréquence et, chaque signal

s'accompagne de l'écho de l'autre dû essentiellement à l'adaptation non

parfaite du "duplexeur" hybride et aux discontinuités d'impédance de la ligne

causées par la jonction entre câbles de transport et de distribution.

Le principe de l'annulation de l'écho est basé sur la fabrication d'une réplique

de l'écho du signal transmis. Le signal transmis étant connu du « tranceiver »,

il suffit de connaître les caractéristiques du duplexeur hybride et ceux de la

ligne pour déterminer l'amplitude de l'écho. Ceci est réalisé à l'aide d'un filtre

adapté numérique(Hybride). Une fois l'écho déterminé, il suffit de le

soustraire du signal arrivant du duplexeur pour construire le signal reçu.

Figure : Annulation d’écho

Avantages

- Optimisation du temps et de la bande de fréquence

- Simple à implémenter

* Il est à noter aussi que dans l’accès de base, une modulation appelée 2B1Q (2 Binary 1

Quaternary) a été choisie. Cette dernière fonctionne sur quatre niveaux de tension.

Au niveau liaison :

Pour le canal D, on trouve plusieurs types de services comme la signalisation et la

commutation de paquets. Ces services sont tous intégrés dans le même protocole de niveau 2

appelée LAP-D (Link Access Protocol on Channel D). Ce protocole repose sur un processus

de commande analogue au HDLC (High-Level Data Link Control) qui garantit le transfert

des informations à la couche supérieure (couche réseau). Aussi, l'utilisation du protocole de

liaison LAPD sur le canal D assure une circulation et une réception adéquates des flux

d'information de contrôle et de signalisation.

Voici un tableau récapitulatif des différents protocoles utilisés pour la couche liaison

aussi bien pour le canal D que pour les deux canaux B de l’accès de base.

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2. ADSL

L’ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) est une technique de communication

qui permet d'utiliser une ligne téléphonique pour transmettre et recevoir des

données numériques de manière indépendante du service téléphonique proprement dit.

Comme son nom l'indique, la technologie ADSL implique un débit asymétrique. Cela se

traduit par un débit montant (upload) plus faible que le débit descendant (download).

L’ADSL lui aussi a ses différentes techniques de transmission :

Au niveau physique :

L'un des problèmes de la transmission haut débit est l'interférence entre les signaux

émis et reçus, si ceux-ci sont situés sur la même bande de fréquences. Et l’ADSL utilise une

bande passante en ligne très supérieure à la bande téléphonique [0, 4 kHz]. Deux solutions

peuvent être utilisées pour minimiser cette interférence et assurer une communication

bidirectionnelle sur la ligne d’abonné :

- Le multiplexage en fréquence FDM (Frequency Division Multiplexing)

- L’annulation d’écho EC (Echo Cancellation)

Multiplexage en fréquence (FDM)

Cette solution consiste à séparer les bandes de fréquences utilisées en réception et

en émission. Pour cela on utilise une technique de multiplexage en fréquence. Cette

technique n'introduit pas de nouvelles interférences mais utilise une bande passante plus

large ce qui diminue la distance maximale de transmission. Les bandes [20 kHz, 140 kHz]

et [150 kHz, 1 100 kHz] sont respectivement utilisées pour les flux de données montants et

descendants.

Multiplexage à annulation d'écho (EC)

L’annulation d’écho permet de véhiculer les flux de données montants et

descendants dans la même bande de fréquence. La bande [20 kHz, 130 kHz] est utilisée par

les flux montants et descendants, la bande [130 kHz, 1 100 kHz] étant réservée au seul flux

descendant.

L’EC autorise des débits plus élevés pour le flux descendant que dans le cas du

FDM. Par contre l’EC est plus sujette à la para diaphonie. A l’initialisation, le modem doit

Suite de protocoles RNIS

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passer par une phase d’apprentissage de la qualité de la ligne qui consiste à mémoriser

l’amplitude de l’écho local en fonction de la bande de fréquence d’émission.

Le multiplexage à annulation d’écho est la technique de transmission qui a été

retenue pour l’ADSL.

* La transmission ADSL se fait en bande de base pour cela les techniques de codage et

modulation sont étroitement liés. Dans ce cas, on utilise une des deux techniques :

-CAP (Carrier Amplitude/Phase modulation)

- DMT (Discret Multitone Modulation)

Ces techniques utilisent une modulation en phase et en amplitude (QAM). Elles sont

apparues en complément au codage 2B/1Q.

A la différence de ce dernier, les codes CAP et DMT, dérivés du QAM, sont typiquement

passe-bande et peuvent opérer sur une bande de fréquence spécifiée. Ceci va permettre de

séparer les canaux réservés à la ligne téléphonique, la réception et l'émission de données.

L'ADSL aurait pu utiliser n'importe quelle modulation. La modulation 2B1Q du

RNIS aurait pu être choisie, aussi bien que CAP ou QAM. La technologie DMT a été en

particulier sélectionnée pour la faculté des équipements DMT à adapter automatiquement le

débit de transmission aux conditions de propagation de la ligne. L'autre critère qui a pesé

dans la balance est la résistance de DMT au bruit et à la diaphonie provoquée par la

transmission de signaux numériques sur des lignes adjacentes.

Au niveau liaison :

Pour mettre en exergue les technologies utilisées en ADSL au niveau de la couche

liaison, nous nous sommes appuyés sur le schéma suivant. Ce dernier donne l’aperçu d’une

architecture possible d’accès Internet avec ADSL en montrant les piles de protocoles

utilisées.

Le poste de travail d’un abonné ADSL fonctionne avec une pile de protocoles

Internet. Nous supposons que le poste de travail est relié en Ethernet à un dispositif de

raccordement ADSL (routeur/modem). Au niveau liaison, au dessus du protocole

Ethernet, on utilise une version modifiée du protocole PPP, qui s’appelle pour

Ethernet PPPoE (PPP over Ethernet).

Le routeur/modem dans sa partie modem ADSL est connecté au réseau téléphonique.

Au dessus du niveau physique ADSL, les données sont envoyées selon le protocole

du réseau ATM. ATM ‘Asynchronous Transfer Mode’ est une architecture de réseau

considérée comme de niveau 2. De même au niveau liaison, on utilise une version

modifiée de PPP, qui s’appelle pour ATM PPPoA (PPP over ATM).

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II. Différents canaux utilisés

1. Pour l’accès de base

Le Réseau Numérique à Intégration de Services est un réseau de télécommunication qui

offre d'une part la possibilité d'établir des communications numériques de bout en bout et

d'autre part de nombreux services incluant le transport de la voix, des données et des images

sur un même support de transmission.

L'un des principes du RNIS est de séparer les informations de signalisation, permettant

d’établir les communications, et les informations liées au transfert des données. Les

informations liées à la signalisation sont transportées dans un canal de signalisation

spécifique dit "canal D".

Le transfert des informations se fait alors dans des canaux spécifiques dits "canaux B".

Les canaux B peuvent alors véhiculer de la voix ou des données en fonction de l'application

mise en œuvre. La notion de canal est à comprendre comme notion d'intervalle temporel

alloué à un type d’information.

L’Accès de Base offre un débit utile de 144 Kbits/s. Il est constitué de :

- Deux canaux B (64 Kbits / sec) pour le transfert de la voix ou des données en mode circuit

et offrant un service numérique de bout en bout.

- Un canal D (16 Kbits / sec) dit de signalisation utilisé pour la gestion des communications

et pour les applications à bas débits (X.25/D).

2. Pour l’ADSL

La norme ADSL spécifie l'utilisation de 256 sous-canaux, chacun des sous-canaux ayant

une largeur de 4, 3 125 KHz, soit une largeur de bande globale de 1 104 kHz. Certains de ces

sous canaux sont spécialisés et d’autres ne sont pas utilisés. Par exemple,

Le sous-canal 1 est réservé au canal téléphonique analogique. Les sous-canaux 2 à 6 sont

réservés à la signalisation du canal téléphonique et servent de bande de garde avec les sous-

canaux ADSL. Le sous canal 64 à 276Khz est utilisé pour transporter de la signalisation.

250 sous-canaux sont utilisés pour transporter le flux ADSL, sur une bande utile qui s’étend

de 25 kHz à 1,1 MHz. La bande de garde entre 2 sous-canaux est de 300 Hz.

Chacune des porteuses peut être modulée de 0 à 15 bits/s par HZ, ce qui permet un débit de

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64 Kbps pour chacun de ces canaux de transmission.

La plupart des systèmes DMT n'utilisent que 249 ou 250 sous-canaux pour véhiculer

l'information. Signalons aussi que l'atténuation des fréquences élevées sur la boucle locale

devient très importante.

On définit généralement 32 canaux pour le sens montant et 250 pour le sens descendant,

ce qui donne le caractère asymétrique de la technologie ADSL.

III. Etude comparative entre les différentes techniques de transmission de l’accès de

base et de l’ADSL

L’accès de base et l’ADSL présentent des similitudes tant au niveau physique qu’au

niveau liaison. Cependant, des différences ont aussi été observées.

1. Au niveau physique

Comparaison Accès de Base ADSL

Similitudes : Type de

transmission

Annulation d’écho Annulation d’écho

Différences : Type de

codage ou modulation

Codage 2B1Q CAP ou DMT

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Rapport entre la modulation 2B1Q et la technologie ADSL

En fait la modulation 2B1Q n'est pas assez performante pour supporter des débits de

plusieurs Mbits/s sur de longues distances, bien qu'elle utilise moins de bande passante que la

modulation AMI. De plus la modulation 2B1Q utilise la même gamme de fréquences que

celle qui est normalement utilisée par la voix sur la boucle locale analogique.

La modulation CAP occupe un spectre de fréquences beaucoup plus restreint que les

modulations AMI et 2B1Q. CAP est une méthode de modulation dite passe-bande qui permet

de conserver la bande de fréquences allant de 300 à 3400Hz pour la transmission de la voix

analogique et donc de pouvoir transporter cette dernière sur le même support.

La technologie DMT a été retenue comme modulation standard de l'ADSL, elle présente

de nombreux avantages sur CAP. Quelques raisons qui ont conduit à choisir DMT pour

l'ADSL :

Optimisation de la transmission pour chaque sous canal ;

Contrôle continu des performances ;

Technologie adaptée aux conditions de transmission de la boucle locale ;

flexibilité du débit ;

Bonne résistance au bruit permettant de haut débits ;

Coût et disponibilité des composants électroniques ;

Bonne interopérabilité entre équipements

2. Au niveau liaison

Comparaison Accès de Base ADSL

Similitudes : Protocole

utilisé pour le transport

de la voix et des

données

PPP PPP

Différences : LAP-D PPPoE, PPPoA, L2TP,

RADIUS

L’accès de base comme l’ADSL utilisent le protocole PPP pour le transport de la voix et

des données.

Cependant, l’accès de base utilise un protocole dit LAP-D pour la signalisation dans le

canal D. Le protocole LAPD (Link Access Protocol on Channel D) constitue la couche 2 du

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canal de signalisation RNIS. Il est défini dans la norme CCITT Q.920/921 et est semblable à

HDLC. L'utilisation du protocole de liaison LAPD sur le canal D assure une circulation et

une réception adéquates des flux d'information de contrôle et de signalisation.

L’ADSL utilise aussi, en plus du protocole PPP d’autres extensions de ce dernier à savoir

PPPoE et PPPoA. Un schéma d’illustration (ci-après) va permettre de bien expliquer ces

différents protocoles.

Les protocoles de transmission décrivent les formats de message et les règles selon

lesquelles deux ordinateurs échangeront des données. Les protocoles décrivent également les

détails de bas niveau sur la façon dont deux machines communiquent ou des échanges de

haut niveau entre deux programmes, les protocoles vus ici ne concernent pas les échanges

entre applications.

PPP: Point to Point Protocol. Il est utilisé entre l’utilisateur et le BAS. Il permet de

transmettre les datagrammes multi-protocoles dans le cadre d’une liaison point à

point.

PPPoA: Point to Point Protocol over ATM. Il est utilisé entre l’utilisateur et le BAS et

gère l’encapsulation des trames PPP.

PPPoE: Point to Point Protocol over Ethernet. Il est utilisé entre l’utilisateur et le

BAS. C’est une amélioration du protocole PPP qui permet de transporter les trames

PPP sur Ethernet, d’établir plusieurs sessions PPP vers plusieurs destinations à travers

un seul modem ADSL

L2TP : Layer 2 Tunnelling Protocol. Ce protocole permet de prolonger une session

PPP en autorisant que la terminaison de la connexion de niveau 2 (VP/VC ATM) et la

terminaison de la session PPP soient réalisées par des équipements différents. Le BAS

termine donc la connexion de niveau 2 mais prolonge la session jusqu’au LNS,

routeur situé chez le fournisseur d’accès qui la terminera. Pour cela, il établit un

tunnel L2TP avec cet équipement, il joue le rôle de LAC.

RADIUS : Il est utilisé entre le BAS, le PAS (Plate-forme d’accès aux services =

Proxy RADIUS), et le serveur RADIUS du FAI.

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CONCLUSION

En définitive, on constate que l’accès de base comme l’ADSL sont tous deux des

technologies utilisées pour véhiculer des services comme la voix, les données…

Cependant, les contraintes liées à la diffusion de véritable multimédia en matière de bande

passante sont importantes et la qualité de consultation est intimement liée au débit des artères

qui seront utilisées. Or, il n’est pas nécessaire aujourd’hui de faire le constat de l’insuffisance

des débits des accès offerts (RNIS) aux établissements pour consulter des services réellement

multimédias.

C'est pourquoi le développement de nouvelles technologies de transmission est pleinement

justifié. Le système ADSL paraît dès lors être la solution qui a toutes ces chances pour se

développer et devenir le meilleur moyen pour se connecter à l'Internet. Le débit prévu dans

le sens descendant (1,5 Mb/s) est largement suffisant pour le particulier et même pour les

providers. Le débit prévu dans le sens montant (384 kb/s) est plus que suffisant pour

l'interrogation d’Internet, le courrier électronique…