Les réseaux d’accès DSL déployés atteignent leurs limites en termes de débit et de portée. Or, le développement de nouveaux services de télécommunications implique une forte croissance du besoin en bande passante offerte aux utilisateurs. De ce fait, l’optique a fait son entrée dans nos foyers depuis quelques années, à travers les liaisons très haut débit FTTH (Fiber To The Home).

Plusieurs techniques se distinguent pour amener la fibre jusqu’à l’abonné et nous allons nous attacher particulièrement à la solution GPON (Gigabit Passive Optical Network) choisie par France Telecom. Ce type de réseau décrit un architecture point à-multipoint, basée sur un multiplexage temporel de la transmission des données de chaque utilisateur. Le GPON s’illustre alors sur une portée de 20km et permet de desservir jusqu’à 64 clients (ONT) à partir d’un seul point d’agrégation au central (OLT). Ce type de réseau transporte des flux de données descendants à un débit de 2.5Gbit/s et montants à 1.25Gbit/s, ce qui permet d’offrir une bande passante atteignant 100Mbit/s chez l’abonné.

A la fin 2009, on estimait à environ 650 000 le nombre d’utilisateurs pouvant bénéficier de ce type de technologie en France, principalement dans les grandes métropoles. En effet, la topologie de ce réseau s’adapte bien à une démographie où la densité de population est très élevée, mais il est difficile et très couteux d’atteindre des utilisateurs plus dispersés sur le territoire. Pourtant, l’accès au très haut débit doit être universel et son développement pour tous est largement soutenu par les opérateurs de télécommunication et les gouvernements. Il est donc nécessaire d’optimiser le déploiement du réseau d’accès optique avec l’objectif d’une couverture totale du territoire et à moindre coût.

Ainsi, l’extension du budget optique entre le central et les utilisateurs du réseau d’accès se révèle utile pour obtenir une marge supplémentaire d’atténuation du signal optique. Ce budget optique additionnel peut s’exprimer par une extension de la portée, du taux de remplissage et l’obtention d’une flexibilité accrue sur les infrastructures du réseau. Cela permettra d’atteindre un plus grand nombre d’utilisateurs, dont des clients plus éloignés d’un central optique. Il sera également envisageable d’éloigner les abonnés des centraux afin de réduire le nombre de locaux contenant les OLT.

Cet aspect est intégré au sein d’organismes de normalisation (standard ITU-T G984.6) depuis 2008 sous le terme « Extender Box ». Deux types de solutions permettant l’extension du budget optique sont préconisés : l’une à base d’amplification optique, et l’autre à base de régénération optique-électrique-optique.

A plus long terme, le réseau d’accès va évoluer vers une Nouvelle Génération de PON : NGPON, dont le principal objectif est la montée en débit jusqu’à 10Gbit/s et plus. Enfin, toujours dans un contexte d’extension de portée, nous allons chercher à augmenter le budget optique des technologies NGPON. A travers des tests d’architectures NGPON étendues, nous allons évaluer les capacités d’extension de budget optique de l’amplification optique en y insérant différents types d’amplificateurs.

La fibre optique est un support privilégié pour les télécommunications à haut débit. Comparé à d’autres supports de câbles conducteurs, elle présente de nombreux avantages en performance de transmission tels qu’une très faible atténuation, une très grande bande passante et des possibilités de multiplexage qui permettent d’atteindre de très hauts débits sur une très grande portée. Des avantages de mise en œuvre sont aussi à relever : par sa toute petite taille (quelques µm), sa grande souplesse, son faible poids, sa sécurité électrique et électromagnétique (isolation). Ses atouts en font un support privilégié pour le câblage en informatique, en aéronautique et diverses applications industrielles mais surtout pour les réseaux de télécommunication à très haut débit. Ce support est largement utilisé par les réseaux très longue distance (sous marins, réseau cœur) et apparaît depuis quelques années dans le réseau d’accès optique pour permettre aux abonnés « haut débit » de profiter de performances plus élevées que d’autres supports tels que le cuivre, coaxial, Wifi ou encore transmission satellite.

Les commutateurs de télécommunications reliés entre eux (notamment pour des raisons de protection de trafic) forment le réseau de collecte (ou métropolitain) qui constitue le premier niveau du réseau de transport. On peut y distinguer principalement au niveau national des réseaux maillés formés de plusieurs sous réseaux ayant une structure en boucle. Au-delà des réseaux nationaux, on trouve des réseaux s’étendant sur plusieurs milliers de kilomètres à l’échelle des pays les plus grands ou de continents. On parle alors de réseaux continentaux ou (très) longue distance ou encore de réseaux sous-marins. Le réseau de transport permet de réaliser des transmissions de données à des débits atteignant une centaine de Gigabit/s aujourd’hui, en partie grâce au multiplexage en longueur d’onde qui existe depuis une vingtaine d’années.

Il englobe l’ensemble des moyens servant à relier des terminaux de télécommunications (fibre, mobile ou sans fil) entre un utilisateur final et un commutateur du réseau de transport. La distance séparant ces terminaux est souvent de l’ordre de quelques kilomètres jusqu’à 20km. Le coût du réseau d’accès est généralement prépondérant à cause du grand nombre de client et d’un faible partage de l’infrastructure.

Les réseaux d’accès optiques sont déjà déployés massivement en Asie où plusieurs millions de foyers sont raccordés en fibre optique ainsi qu’aux USA où les opérateurs ainsi que de nombreuses collectivités locales installent des réseaux d’accès optiques très haut débit. Les USA et l’Asie en général sont de fervents utilisateurs des technologies optiques dans l’accès, tandis qu’en Europe nous assistons seulement aux débuts de déploiements, par des opérateurs télécom mais aussi à des collectivités locales.

En France, les réseaux d’accès optiques étaient réservés uniquement aux entreprises ayant besoin de débits symétriques, impossibles à fournir par les technologies xDSL. En 2005 de petits opérateurs ont commencé à proposer des accès fibre dans les immeubles à Paris et France Télécom a lancé en 2006 une expérimentation pilote FTTH (Fibre To The Home) visant à connecter quelques milliers de foyers à Paris et en région parisienne. Un vecteur important de ce test grandeur nature est la vidéo Haute Définition. En Allemagne Deutsch Telekom a annoncé un investissement massif dans un réseau de fibres optiques et dans des équipements VDSL (Very High Bit Rate DSL) installés près des clients dans le but d’offrir du très haut débit. Quelle que soit la technologie proposée (FTTH ou FTTx + VDSL) la fibre optique se rapproche des utilisateurs et devient indispensable dans le réseau d’accès pour fournir un débit de 100Mbit/s par foyer permettant de recevoir en simultané plusieurs canaux vidéos Haute Définition, de la vidéo à la demande, des services de visiophonie et téléphonie, des services de jeu en ligne, de l’Internet haut débit et bien d’autres services qui apparaitrons à l’usage.