Asymmetric Digital Subscriber Line

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**Pile de protocoles**
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7	Application
6	Présentation
5	Session
4	Transport
3	Réseau
2	Liaison
1	Physique
Modèle OSI

ADSL signifie Asymmetric Digital Subscriber Line en anglais, mais la définition française est « Ligne d'abonné numérique à débit asymétrique ». La traduction officielle est : « raccordement numérique asymétrique » (RNA) ou « liaison numérique à débit asymétrique ».

Le transport de données utilise des fréquences supérieures à celles d'un signal voix. Les données et le signal voix circulent simultanément sur la même ligne sans interférer (utilisation de fréquences différentes). Le principe est le même que pour le VDSL et le SDSL sauf que dans ce dernier cas, le débit montant est égal au debit descendant.

[modifier] Moyens techniques

Modem ADSL

L'ADSL est une évolution de l'utilisation des lignes téléphoniques usuelles.

Les lignes téléphoniques sont souvent appelées "paire cuivrée", car la communication est faite au moyen de deux fils en cuivre.

Le signal ADSL transite donc sur la paire cuivrée téléphonique au même titre que le signal téléphonique. Ces deux signaux sont séparés chez l'abonné au moyen d'un filtre ADSL placé entre la prise téléphonique et le téléphone.

Le filtre ADSL fait suivre le signal à destination de l'ordinateur à un modem (contraction de modulateur-démodulateur), qui transforme le signal analogique de la paire cuivrée en signal numérique qui sera transmis à l'ordinateur soit via un cordon ethernet, soit via un cordon USB ou encore grâce à une liaison wifi.

Il existe de nos jours des modems ADSL évolués permettant de traiter le signal informatique passant en ADSL, afin d'en extraire une communication téléphonique (VoIP) ou même un signal télévisé encodé généralement en MPEG-2 (par exemple en France : Freebox, Livebox, Neuf Box, ClubInternet.Box ou Alice Box).

Pour connaître la compatibilité de votre ligne avec l'ADSL, vous pouvez vérifier l'éligibilité technique de celle-ci.

[modifier] La bande passante en ADSL

Dans l'ADSL, il y a deux « tuyaux » ou « flux » indépendants et simultanés (on peut envoyer et recevoir en même temps à 100% des débits respectifs montant (envoi) et descendant (réception).

La paire de cuivre posée pour le téléphone est utilisée en téléphonie classique en dessous de 4 kHz. L'ADSL utilise la bande passante de la paire de cuivre de 10 à 1104 kHz. On partage cette plage de fréquence en 256 canaux (de 4,312 kHz) dont la modulation (donc le débit) dépend de l’atténuation et du bruit sur chaque canal (le débit peut atteindre 60 kbit/s par canal). De plus les premiers canaux de fréquence basse ne sont pas utilisés (16 canaux numérotés de 0 à 15 pour l'ADSL dit "option A" sont réservés aux fréquences de la téléphonie analogique classique et à leurs trois premiers harmoniques non totalement atténués sur la plupart des dispositifs analogiques y compris les micro-filtres ADSL ; l'ADSL "option B" réserve davantage de canaux pour cohabiter avec le RNIS, option non utilisée en France ; sur des lignes louées dédiées, il est possible de ne réserver aucun canal et d'exploiter tous les canaux), et deux canaux spéciaux sont réservés (le canal 16 au milieu des canaux utilisés pour le débit montant sert à la signalisation et la télémesure, le canal 64 joue le même rôle au début des canaux réservés pour le débit descendants).

L’ADSL 2+ utilise, en plus, les fréquences de 1,1 à 2,2 MHz. Sa bande passante est d'environ 2 MHz et pouvant atteindre une capacité de 22 Mbit/s (en IP, soit 28 Mbit/s en ATM) dans de bonnes conditions :

atténuation faible, qui dépend du type de câblage (section) et de la longueur de la ligne
faible niveau de bruit, qui dépend de l'isolation de la ligne sur les câbles (blindage du câble, présence de paires voisines le long du même faisceau de câble utilisées pour d'autres services comme le RNIS), de son implantation aérienne (plus exposée) ou enterrée.
absence de perturbations électromagnétiques puissantes le long du parcours (non proximité d’émetteurs radio AM)
nombre faible d'épissures le long du câble (sources de bruit par écho et résonance)
câblage de pose récente (à cause du vieillissement des isolants, les fuites de puissance augmentant avec le temps, et la résistance des conducteurs augmentant par oxydation)
nombre faible et qualité des filtres installés au domicile ou au central (l'offre de dégroupage partiel induit un filtrage mixte, source d'atténuation supplémentaire)
bonne isolation et qualité du câblage de l'installation intérieure chez l'abonné (protection contre les sources de parasites induits par l'équipement électronique, les halogènes, déclencheurs de tubes néon, équipements de puissance, absence de câbles longs laissés « flottants » sur la prise d'extrémité.)

La capacité d’un tuyau est le débit maximal qui circule dans un tuyau. Le débit se compte en bits par seconde. Il faut huit bits pour faire un octet (la confusion augmente en anglais où bit se dit bit, et octet se dit byte). La taille des fichiers est généralement exprimée en octets, les débits exprimés en bits. Ainsi, un débit de 1 Mb/s (megabits par seconde) vaut 125 ko/s (125 kilo octets par seconde).

Théoriquement, les canaux DSL sont unidirectionnels c'est à dire exploité en simplex ; cependant, dans certains cas, un nombre limité de canaux montants sans trafic ATM utile peuvent être utilisés en semi-duplex (half-duplex) en tant que canaux descendants, de façon transitoire, pour certains trafics prioritaires en cas de surcharge des canaux descendants, ou en cas de problèmes de qualité sur les canaux descendants réservés. Ce basculement de mode de certains canaux se fait via le trafic de signalisation de modem à modem sur les canaux réservés 16 et 64 (qui permettent de négocier l'utilisation des canaux disponibles et d'obtenir des informations sur la compatibilité des équipements, sur les services disponibles et modes avancés de synchronisation).

En ADSL, les canaux de fréquence utilisables sont répartis de façon asymétriques entre les canaux montant et les canaux descendants bien plus nombreux (et certains équipements supportent le mode de fonctionnement en semi-duplex pour un nombre limité de canaux partagés). Chaque canal est typiquement exploité et codé en ATM, de sorte qu'une même cellule ATM (de 48 octets) n'est véhiculée que sur un seul des canaux. Tous les canaux de fréquences peuvent être utilisés simultanément, et le débit total resulte du débit ATM utilisable sur chacun des canaux dans un sens donné.

Le trafic total s'obtient en le décomposant en cellules ATM élémentaires (chacune étant préfixée par 5 octets indiquant le numéro de circuit virtuel (VCC = numéro de VCI et numéro de VPI) pour leur routage et un octet de drapeaux pour la classe de service) contenant chacune 43 octets utiles. Cette fragmentation est automatique dans les modems et les cellules sont émises aléatoirement sur tous les canaux libres. A la réception, le débit entrant pour un VCC identifié est réassemblé par une couche d'adaptation (AAL5 pour le trafic numérique) qui permet de les remettre dans l'ordre et de contrôler leur qualité, afin de réobtenir un débit série continu, permettant d'implanter un protocole de niveau supérieur.

Le trafic ATM ne supporte pas nativement une récupération des erreurs, et c'est une couche supérieure (LLC/SNAP, Ethernet/PPPoE, PPPoA, IP, MER.... en fonction des fournisseurs et protocoles supportés) qui permet de détecter les données manquantes (perdues dans des cellules ATM mal reçues), et éventuellement d'effectuer une auto-correction ou demander une retransmission. En revanche les modems ADSL maintiennent en permanence des statistiques sur les taux d'erreur constatés sur chacun des canaux, et peuvent autoadapter la modulation de chaque canal en fonction de ce critère pour en réduire le débit utile (ou décider d'ignorer totalement un canal avec un taux d'erreur trop élevé). Cette évaluation est toujours faite au démarrage (phase de synchronisation) sur l'ensemble des canaux supportés par l'envoi de données de tests et l'échange d'information entre les deux modems via les deux canaux de service réservés.

Du nombre de canaux ATM utilisable dans chaque sens, et de leur modulation, il résulte un temps de latence distinct sur chaque canal, mais comme les canaux sont utilisés pour transmettre des cellules de petite taille, cette variation de latence est faible au regard du temps de propagation le long des câbles. De plus, de nombreux canaux étant utilisés en parallèle, ce temps de latence moyen est stable et reste typiquement voisin de 4 à 5 millisecondes (pour une ligne moyenne de 2 km) presque indépendamment du sens de transmission. Le temps de latence et le débit utilisable pour les protocoles de niveau supérieur (typiquement de 20 à 25 ms en IP) dépend d'autres éléments, notamment des autres routeurs (ATM ou IP) traversés en plus de la ligne ADSL entre le modem chez l'abonné et celui dans le DSLAM.

[modifier] Applications de l'ADSL

L'ADSL est souvent associé à "accès Internet à haut débit". En réalité, l'ADSL permet un accès à d'autres réseaux, d'autres services. De plus, les premiers accès ADSL étaient à 128 kbit/s alors que le haut débit commence en général à 2 Mbit/s. En plus de l'accès à l'Internet, l'ADSL permet, depuis peu, de faire passer des flux audiovisuels. La télévision sur ADSL est très répandue. La vidéo à la demande commence. Des offres de téléphonie IP (VoIP) font également leur apparition. Pour les entreprises, l'ADSL peut servir d'accès à un VPN d'opérateur. Le réseau ADSL permet aussi de faire de la voix sur IP.

[modifier] Débits

Afin d'optimiser le débit disponible pour une utilisation courante, le débit est asymétrique : le débit descendant (téléchargement ou (en) download) est plus élevé que le débit montant (transfert ou (en) upload).

Une ligne ADSL de type 1 Mbit/s (descendant) / 128 kbit/s (montant) pourra transporter de l'abonné vers le réseau 128 kilobits par seconde soit 128/8=16 kilooctets par seconde pendant qu'elle recevra 1 000 kilobits par seconde soit 1000/8 = 125 kilooctets par seconde. Un fichier de 5 Mo (soit 5 * 1000 ko = 5000 ko) prendra (si le réseau qui est derrière n'est pas saturé en un point du chemin que prendront ces données) au mieux 5000/125 = 40 secondes à être reçu et 5000/16 = 312,5 secondes = 5 min 12,5 s à être envoyé.

Quelques valeurs pour les offres commerciales pour le grand public en 2004 :

En Belgique, le débit montant se situe entre 128 kbit/s et 1 Mbit/s, le débit descendant entre 1 et 10 Mbit/s. Ces débits varient en fonction de l'offre, certains opérateurs proposant une version à 1 Mbit/s pour environ 25 €/mois et un débit plus élevé moyennant finance. À noter également que, dans la grande majorité des offres, le volume utilisable par mois est limité (de 250 Mo/mois pour les offres les moins chères à 10 ou 30 Go/mois en moyenne pour les offres plus élevées).

En France, le débit montant est typiquement compris entre 128 kbit/s (en ReADSL pour les lignes de plus de 4 km) et 1 Mbit/s, le débit descendant peut atteindre 23 Mbit/s (IP) sur de courtes distances (pour ADSL 2+), et un débit de 2 à 8 Mbit/s (en ADSL 1 ou 2, pour les lignes de plus de 2 km non éligibles à l'ADSL 2+) est courant. Le volume n'est pas facturé (ni même souvent les suppléments de débit utilisable sur la ligne au delà de 8Mbit/s), l'utilisateur dispose alors d'une connexion permanente forfaitaire pour 15 à 30 €/mois (toutefois les débits et tarifs dépendent aussi de la présence d'offres de services combinés, dites multiplay, pouvant comprendre aussi la téléphonie sur IP, la visiophonie, l'accès aux bouquets TV numériques et vidéo à la demande, le relais de téléphonie mobile à domicile, la télésurveillance, etc.). Pratiquement tous les FAI proposent un modem-routeur gratuit ou en location à pris modique (inférieur à 3 €/mois) compatible avec l'offre multiplay (l'utilisation de ce modem est parfois obligatoire pour certains services comme la téléphonie ou la télévision), et permettant le paratage de connexion Internet sur un réseau local Ethernet et/ou WiFi.

En Suisse, le débit montant varie actuellement entre 100 et 256 kbit/s, alors que le débit descendant se situe entre 512 kbit/s et 5 Mbit/s. Les offres les plus courantes proposent un débit 2000/100 pour une somme forfaitaire CHF 50,00 par mois. De nouvelles offres à CHF 10,00 par mois proposent un débit descendant de 128 kbit/s limité à un volume de téléchargement presque symbolique de 50 Mo. La clientèle visée par ces dernières offres se constitue des abonnés 56k.

Au Japon, l'ADSL peut atteindre des débits descendants de 40 Mbit/s à la source et un débit supérieur à 25 Mbit/s à 2 km de distance (pour environ 33 €/mois). Le débit montant est typiquement de 1 Mbit/s constant jusqu'à environ 2 km de distance.