Réseaux optiques passifs

Depuis plus d’un siècle, le raccordement au réseau téléphonique se base sur l’emploi de paires de cuivre torsadées. Le milieu des années 1960 coïncide avec l’invention de la fibre optique mais ce n’est qu’avec le développement des lasers à semi-conducteurs et l’amélioration constante des procédés de fabrication, au milieu des années 1980, que la fibre optique commence à présenter un intérêt pratique pour la transmission des signaux sur grandes distances. En 1984, l’atténuation linéique de la fibre optique descend à 0,2 dB/km et permet le transport d’un seul mode de propagation lui valant l’appellation de fibre optique monomode. Pour rappel, à ses débuts, la fibre optique présentait une atténuation, de l’ordre de 1 000 dB/km, et revêtait un caractère multimode limitant fortement la portée maximale de transmission. Comparée aux autres supports de transmission existants, la fibre optique monomode présente une atténuation très faible et quasiment constante sur une large plage de fréquences. Elle dispose d’une bande passante gigantesque permettant la transmission de débits numériques très élevés, de l’ordre de plusieurs terabits par seconde. À la fin des années 1980, la fibre optique semblait constituer le médium de transmission idéal pour le transport simultané de la voix, des données et de la vidéo jusqu’à l’abonné final. Cependant, des progrès significatifs ont été réalisés depuis dans les techniques de traitement des signaux ainsi que dans les algorithmes de compression de la vidéo permettant de repousser sans cesse les limites de transmission des paires de cuivre torsadées.

La dernière décennie de ce XX ^e siècle aura coïncidé avec l’avènement d’Internet qui est même venu supplanter le trafic de la voix en matière de volume de données échangées. L’explosion du nombre d’utilisateurs connectés au réseau mondial a clairement mis en évidence les limitations des réseaux actuels, essentiellement basés sur le réseau téléphonique analogique et sur l’accès numérique (RNIS). Le réseau des réseaux a développé de nouveaux services (commerce électronique, vidéo sur demande, téléconférence, Internet ultrarapide, apprentissage à distance, ...) requérant de hauts débits de transmission que ne pourront fournir les traditionnelles paires de cuivre.

Les systèmes basés sur l’emploi de fibres optiques à haute capacité sont devenus très fréquents dans les réseaux de transport, où le multiplexage et la concentration permettent un partage de l’infrastructure parmi les nombreux utilisateurs. Dans les réseaux d’accès, leur déploiement est d’autant plus difficile qu’il est absolument nécessaire de fournir une ligne dédiée à chaque abonné. Pour les opérateurs nationaux disposant de leur propre réseau, déployer la fibre optique vers chaque abonné implique des coûts d’investissement conséquents, réduits néanmoins grâce au développement de nouvelles techniques de production de masse de composants optiques ainsi que de nouvelles méthodes d'installation de câbles à fibre optique adaptées aux réseaux d'accès. Aussi, l’identification de la solution la plus économique pour supporter un réseau d’accès à large bande de manière à compléter le puzzle du réseau et faciliter la transition vers l’ère « large bande » est stratégique pour les opérateurs de télécommunications. Un facteur clé dans ce processus est une solution capable de satisfaire à la fois les besoins en terme de type de services et d’emploi de bande passante des clients résidentiels et des entreprises. Il se peut que des réseaux séparés soient requis, mais une solution unique pourrait être un avantage significatif en terme d’économie d’échelle et de gestion de réseau.

La dérégulation du marché des télécommunications ainsi que la demande croissante de services intégrant la voix, les données et la vidéo ont ouvert la voie au développement de nouvelles techniques de transmission dans le but ultime de réaliser ce réseau d’accès interactif à large bande. Diverses alternatives ont été proposées en ce sens, telles que l’utilisation du réseau filaire au moyen de techniques DSL (Digital Suscriber Line) ou encore l’utilisation des réseaux hybrides de télédistribution (HFC) (Hybrid Fiber Coax), basés sur le câble coaxial et la fibre optique. Les réseaux optiques passifs constituent l’une des alternatives offertes aux opérateurs de télécommunications leur permettant de délivrer des services interactifs à haut débit jusqu’au domicile de leurs abonnés et ont été identifiés par le consortium d’opérateurs FSAN (Full Service Access Network) comme étant la solution la plus économique pour l’introduction de la fibre optique dans les réseaux d’accès. L’objectif de cet article consiste à présenter les caractéristiques fondamentales des réseaux optiques passifs en insistant sur la problématique liée au milieu de transmission partagé et en y abordant les mécanismes afférents tels que la gestion d’émission ou encore la confidentialité des données. Une description succincte des technologies concurrentes de transmission à haut débit permet de positionner la technologie des réseaux optiques passifs au sein des réseaux d’accès à large bande. En guise de conclusion, le document reprend les tendances actuelles du marché ainsi que les évolutions futures des réseaux optiques passifs.