Réseaux de Transport

Contexte international

Diversité des technologies et concentration des acteurs

Dès l'origine, le protocole de communication IP a été conçu pour tirer parti de tout support de transmission d'informations ("IP over everything") et constituer des réseaux qui, mis bout à bout, constituent des réseaux plus vastes. Ceux-ci, interconnectés à leur tour, forment l'Internet, sur lequel sont déployés les services.

Pour cela, l'essentiel de l'intelligence - dont le protocole TCP et les applications de diffusion - nécessaire au fonctionnement du réseau est déporté dans les noeuds terminaux plutôt que dans les commutateurs intermédiaires, moins aisément reprogrammables par les expérimentateurs. Seules les propriétés communes des réseaux sous-jacents sont sollicitées sans privilégier a priori leurs caractéristiques propres, partant du principe qu'aucun ne suffit à lui seul mais que chacun apporte sa contribution dans l'interconnexion. Les mécanismes d'acheminement se contentent d'une obligation de moyens (best effort) plutôt que d'une obligation de résultat (qualité de service, Quality of Service, QoS).
Les groupes de travail de l'IETF définissent l'encapsulation propre à chaque support sous-jacent, les mécanismes de bout en bout garantissant la stabilité d'Internet et assurant la qualité de service si nécessaire.

Entre 1994 et 1998, l'Internet est passé du statut de plate-forme préfigurant le réseau à très haut débit ( le "Gigabit network" de la loi cadre Gore, l'autoroute de l'information ) à celui de candidat déclaré.

Evolution des débits

Evolution comparée des débits Internet et téléphoniques dans le monde
Source : NSFnet, MCI cité par Pluris.com

En Amérique du Nord :

• Le débit - commercialement disponible pour l'Internet - des réseaux de télécommunication à longue distance est compris entre 622 Mbit/s et 10 Gbit/s.
• Les nouveaux opérateurs (Qwest, Level3, Frontier, Williams, IXC, GTE, Global Crossing, Flag) posent des fourreaux de dix à cent fibres optiques utilisées à 2.5 et 10 Gbit/s et extensibles à 40 Gbit/s par utilisation de multiplexage en fréquence (DWDM). Ainsi, Qwest pose, sur 15000 milles, deux fourreaux dont un seul est à moitié rempli de 96 fibres, 48 étant à échanger contre des fibres d'opérateurs présents sur d'autres scènes géographiques terrestres ou sous-marines (Cable and Wireless).

Le réseau vBNS de MCI et NSF - http://www.ncs.gov/Image-Files/exhibit2-6.gif

• Des laboratoires et universités participant à des projets de recherche scientifique accèdent au réseau opérationnel à haut débit vBNS de MCI et National Science Foundation, en IP sur ATM à 622 Mbit/s avec quelques conduits à 2,5 Gbit/s ; les dessertes des universités et centres de recherche sont à 43 et 155 Mbit/s. La NSF est très vigilante pour que l'utilisation de vBNS ne fasse pas entorse à la concurrence et les sites qui y accèdent ne représentent qu'environ 5% de la recherche et de l'enseignement supérieur.
• Le projet Abilène (UCAID, Nortel, Cisco et Qwest en IP sur SONET) déploie un réseau opérationnel et une plate-forme d'expérimentation pour les recherches sur le haut débit, à 2,5 Gbit/s (puis 10 Gbit/s) à partir de composants existants.
• En 1998 débute au Canada le déploiement en IP sur WDM à 2.5  Gbit/s (40 Gbit/s de débit aggrégé) d'un réseau CA*net3 pour la R&D (de CANARIE, Bell Canada et Cisco)
• Les plates-formes d'expérimentations de l'initiative fédérale NGI (NASA, DOE, NIH, DARPA, NSF ; 114 millions de dollars par an de 1998 à 2000) utilisent et développent les composants nécessaires à 2,5 et 10 Gbit/s (IP sur SONET sur WDM puis IP sur commutation optique) et visent 500 Mbit/s entre applications.

En Europe :

Prix des lignes louées par Mbit/s et par km en dollars US sur le marché spot de Band-X
Taking account of distance in monthly leased line prices - Source : OCDE, DSTI/ICCP/TISP(99)4

• L'offre commerciale des réseaux de télécommunications disponibles pour Internet (HER, BT, WorldCom) porte au mieux sur le 155 Mbit/s terrestre et sous-marin et le plus souvent sur le 34 Mbit/s. Le prix annuel d'une ligne 34 Mbit/s typique (entre deux capitales) est de 4 à 7 millions de dollars jusqu'en 1997 et passe alors à 2 millions de dollars (le prix - au même moment - de 155 Mbit/s aux Etats-Unis). Avec l'apparition des nouveaux opérateurs (KPN-Qwest, Global Crossing, Worldcom), les mêmes 2 millions de dollars permettent l'accès au 155 Mbit/s, et pour une durée de 20 ans (IRU, Irrevocable Right of Usage) au prix usuel de 3 ans.
• En 1999 l'offre des revendeurs de capacité IP pan-européenne (AT&T Unisource, HER/Ebone, Carrier 1) porte au mieux sur le 34 Mbit/s et le plus souvent sur le 2 Mbit/s sur leur infrastructure à 155 Mbit/s.

Le réseau TEN 155 de Dante, à 155 Mbit/s en Europe
Source Dante, http://www.dante.net/ten-155/ten155net.gif

• A partir de 1999, DANTE déploie le réseau opérationnel du monde de la R&D (TEN-155, en IP sur ATM sur SDH, localement en IP sur SDH) à 155 Mbit/s. Il met à la disposition de cette communauté 8 liaisons pan-européennes à 155 Mbit/s (par KPN-Qwest à 50 millions de dollars pour 3 ans) et, pour les petits réseaux R&D qui ne disposent pas de leur propre connectivité vers les Etats-Unis, une liaison à 155 Mbit/s vers les Etats-Unis (fournie par GlobalCrossing), certaines artères passant ou restant à 34 Mbit/s faute d'offres. La desserte des universités et centres de recherche est à 2 et 34 Mbit/s.
• NORDUnet, qui a un rôle pilote dans le développement de IP en Europe depuis 1987, interconnecte et fédère les réseaux des pays nordiques et dispose d'une infrastructure à 155 Mbit/s, participe à TEN-155, dispose de deux 155 Mbit/s (par TeleGlobe) vers les Etats-Unis et raccorde les pays riverains de la mer baltique (Pays Baltes, Russie, Ukraine, Pologne) à des débits compris entre 384 kbit/s et 7 Mbit/s. NORDUnet coopère avec UCAID dans Internet 2, dont il s'inspire pour sa proposition d'un NORDUnet 2.
• DFN-Verein, en Allemagne, déploie depuis 1998 deux expérimentations gigabits devant conduire au futur réseau G-WIN au début de l'an 2000.
• Des recherches portent sur des applications à 2 Mbit/s sur TEN-155, ou à des débits plus élevés sur des infrastructures plus restreintes géographiquement.

Les opérations de pose de fibres terrestres ou sous-marines en cours en 1999 portent sur des débits de 20 à 80 Gbit/s à des coûts de l'ordre de 500 à 1000 millions de dollars (50 à 80 mille dollars le km)

Le trafic IP devient prépondérant, son coût ne cesse de baisser

• Le coût de transport sera divisé par 10 entre 1998 et 2000 et par 300 entre 1998 et 2003 (divisé par deux tous les semestres), dans le même temps la capacité d'écouler du trafic IP, doublée chaque semestre, passera de 18 Péta octets par mois en 1998 à 6000 Péta octets (un Péta = un million de milliards) par mois en 2002. Sur la même période, l'infrastructure nécessaire au trafic téléphonique, qui croît de 12% par an, passera de l'équivalent de 300 Péta octets par mois à 490 Péta octets par mois et sera dépassée par IP à partir de 2000 (source : Datamonitor).

  D'autres sources (Qwest) évoquent des croissances annuelles de 5% pour la voix, 80% pour ATM et Frame Relay, 100 à 150% pour les réseaux privés virtuels et 300% pour Internet.

Problèmes techniques

Un certain nombre de problèmes techniques sont actuellement rencontrés dans l'infrastructure Internet :

• La croissance du nombre de routes annoncée entre les réseaux des principaux Fournisseurs d'Accès à l'Internet (FAI) doit en permanence être contenue pour éviter d'effondrer les routeurs et les protocoles de routage. L'espace d'adressage est une ressource - promise à l'extinction rapide depuis 1994 - encore disponible grâce à une politique draconienne d'allocation et de conservation. Un déploiement plus rapide de la nouvelle version du protocole IP (IPv6) permettrait de résoudre ces deux problèmes à temps.
• Le besoin de sécuriser les communications sur le réseau (confidentialité, intégrité et authentification) appelle une architecture le permettant. Des mécanismes sont en cours de définition pour la version courante de IP (IPv4), ils sont intégrés et obligatoires dans IPv6.
• La coexistence efficace de plaques (sous-réseaux) interconnectées supportant différentes architectures de protocoles (IP sur ATM, IP sur SDH, IP sur satellite) nécessite des mécanismes appropriés mais qui doivent être intégrables dans l'architecture unifiée d'Internet, sans en augmenter la complexité.
• L'évaluation de la qualité d'Internet est un thème de recherche en soi du fait de la complexité déjà atteinte par l'architecture, complexité qui irait naturellement en augmentant et que les recherches coordonnées à l'IETF s'attachent à contenir, à diminuer.
• La difficulté du passage à l'échelle de l'expression des besoins des utilisateurs en qualité de service conduit à définir un nombre limité de classes de services reconnues et marquées en tant que telles par les routeurs de périphérie. Les routeurs du coeur utilisent le marquage pour attribuer les privilèges et ressources nécessaires ; c'est la différenciation de services.

IP et ATM

Les contraintes de type temps réel ne faisaient pas partie du cahier des charges initial, leur absence a pu sembler constituer un handicap pour les services usant de la voix et de l'image non différées et donc disqualifier IP comme protocole unique du réseau à très haut débit. Deux approches tentent d'y remédier. L'une appuie IP sur ATM et ses mécanismes de qualité de service. L'autre enrichit IP des mécanismes nécessaires.

• La technologie ATM a été adoptée par l'Union Internationale des Télécommunications (UIT) à la fin des années 80 pour répondre à la demande des opérateurs de télécommunication d'un "Réseau Numérique à Intégration de Service Large Bande" unifiant dans un même protocole leurs mécanismes de transport des données, d'images et surtout de la voix, et garantissant la qualité de service. Les mécanismes propres aux données ont ensuite été affinés par l'ATM Forum pour être utilisables dans les réseaux locaux et les réseaux longue distance lorsque les débits excèdent 34 ou 43 Mbit/s en insérant ATM entre IP et SDH.
  IP sur ATM est - à défaut d'alternative - l'approche privilégiée dans les réseaux IP opérationnels aux Etats-Unis (SprintLink, UUnet) entre 1994 et 1998 pour des débits de 155 puis 622 Mbit/s.
  En cours de normalisation à l'IETF, MPLS (MultiProtocol Label Switching) pilote la commutation ATM par le routage propre à IP pour tirer un meilleur parti des réseaux ATM et garantir des qualités de service.

  C'est sur des prévisions qui, à l'époque, voyaient dans l'augmentation du trafic téléphonique la source principale de croissance que se sont basés les opérateurs existants de télécommunication, aux Etats-Unis et surtout en Europe, pour investir massivement dans ATM comme technologie de leurs réseaux à 155 Mbit/s à partir de la première moitié des années 90. Malheureusement, si ATM est approprié lorsque le trafic est constitué majoritairement de voix, il est inadapté lorsque le trafic est majoritairement constitué de données, ce qui est et sera de plus en plus le cas avec l'explosion du trafic lié à l'Internet.
  Une opportunité stratégique apparaît, favorable aux opérateurs émergents qui s'appuient sur une unification autour de IP, réputé plus adapté au transport de données. Les opérateurs historiques se trouvent pris en porte-à-faux par des investissements élevés et des offres inadaptées.

• Pour adjoindre - récemment - à IP les mécanismes propres à garantir la qualité de service, les ingénieurs et chercheurs définissent à l'IETF des mécanismes internes au réseau, tels que réservation de ressources ou contrôle adaptatif dans le protocole TCP, dans les applications de diffusion et dans les routeurs d'extrémité).

  
  Evolution des modes d'encapsulation de IP - Source Datamonitor

  IP peut s'appuyer dans un premier temps (en 1998) directement sur SDH ou SONET (Packet Over Sonet, POS). Les mécanismes de contrôle et de routage de SDH devraient progressivement être absorbés dans IP vers le début des années 2000. Dans le même temps, IP devient le mécanisme de transport de la voix dans le coeur des réseaux.
  L'augmentation des fonctionnalités de commutation réalisables directement de manière optique conduira à terme IP à être le protocole unique, soit directement sur fibre optique à 40 Gbit/s et au delà, soit sur de multiples sous-canaux (WDM) à des débits binaires moins élevés (2,5 et 10 Gbit/s).
  C'est l'approche favorisée outre-atlantique par les opérateurs émergents pour les débits dépassant le Gbit/s (Qwest, Level3, IXC, et Sprint).

Dans le même temps, l'ATM Forum effectue un travail de même type pour assurer le transport par ATM de tout type de protocole (Multi Protocol Over ATM, MPOA). Une initiative récente du "Quality of Service Forum" (QOSF) vise à harmoniser les positions des différentes communautés. Cette initiative est complémentaire de la volonté de la communauté de l'ATM Forum de mieux prendre en compte le phénomène IP sous peine pour ATM d'être remis en cause par d'autres solutions comme le Gigabit Internet (voir à ce sujet la proposition RMOA RealTime Multimedia Over ATM destinée à permettre le transport par ATM de flux IP audio, vidéo et voix sur des réseaux longue distance).

Les investissements réalisés par les opérateurs historiques laissent entrevoir le maintien sur le moyen terme des architectures de transport ATM et des architectures dans lesquelles IP devient de plus en plus proche de la couche physique.
L'évolution sur le long terme dépendra donc du besoin effectif en matière de mécanismes de qualité de service et de l'augmentation de la bande passante « brute » disponible :

• compétition / fusion entre les mécanismes IPv6 et ATM
• disponibilité d'une bande passante importante repoussant indéfiniment la mise en place des mécanismes de qualité de service, finalement trop coûteux en temps de calcul.

IP et MPEG

Tout à fait séparément de IP, d'Internet et du monde des télécommunications, les professionnels de l'image et de la diffusion, les détenteurs des contenus et les fabricants d'équipements ont normalisé les mécanismes et protocoles (MPEG) de traitement, de codage, de compression et d'acheminement des flots d'images de la télévision numérique pour les satellites et réseaux câblés qu'ils déploient.

Pour l'Internet, le déploiement de MPEG est à la fois une opportunité et un défi. D'une part IP cherche à tirer parti des supports de communication existants équipés de MPEG ("IP over everything", IP sur MPEG), d'autre part IP - protocole du réseau intégré haut-débit - se pose comme candidat au transport des images numériques ("IP for everything", IP à la place de MPEG).

Les travaux du groupe de spécifications DVB (Digital Video Broadcasting) ont conduit à la mise en place d'une famille de protocoles qui constitue le fondement de la diffusion télévisée en Europe. La base technologique mise en place à cette occasion représente une vraie opportunité pour l'Europe dans ce domaine. Le succès rencontré par les normes issues de ces travaux au niveau international, où elles sont en concurrence avec les normes américaines ATSC, positionne avantageusement l'industrie européenne de l'audiovisuel.

Le transport de données est prévu dans l'architecture DVB depuis un flux asynchrone de données jusqu'à un accès Internet complet, et permet donc le transport des paquets IP sur une infrastructure câble, satellite et hertzienne. Pour la voie de retour depuis l'abonné vers le réseau, si les spécifications sont figées concernant le câble, il n'en est pas de même dans le cas du satellite. Cependant la tendance générale de DVB est d'avoir recours à un transport s'effectuant par le biais d'ATM.

Face à la solution proposée par DVB, on trouve la solution DOCSIS, promue par les câblo-opérateurs américains par l'intermédiaire de leur laboratoire commun, les Cable-Labs. Il est important de souligner que, même si les spécifications DVB pour la diffusion ont convaincu nombre de diffuseurs, la vitesse de déploiement des solutions d'accès Internet sur le câble aux Etats-Unis conduit de plus en plus à préférer DOCSIS. Même si la partie n'est pas encore jouée, les solutions techniques DOCSIS ont pris une longueur d'avance et on voit apparaître, y compris en Europe, des choix mixtes de la part des opérateurs : diffusion audiovisuelle DVB, service Internet sur le câble DOCSIS.

A plus long terme, il est évident que MPEG ne constituera pas un moyen privilégié de transport d'IP sur les réseaux de télécommunications. En revanche, sur la boucle locale, les architectures large bande existant aujourd'hui sont majoritairement des infrastructures audiovisuelles (satellite et câble, principalement). Les travaux préliminaires du consortium industriel DVB ont donné à l'Europe un avantage technologique, en télévision numérique d'abord, mais également en transport de données sur les infrastructures audiovisuelles.

C'est donc avec les trois candidats que sont IP, ATM et MPEG qu'il faut envisager - à un terme qui dépasse celui du présent rapport - la convergence voix, données, images.

Les techniques du réseau de transport

Fibre optique

IP sur SDH / SONET sur fibre optique - Source Datamonitor

Couplée avec SDH / SONET (Synchronous Data Hierarchy de l'ITU, SONET de Bell Labs), c'est la technologie reine des réseaux terrestres et sous-marins de transmission de données. La fibre optique a permis de remettre à plat, en l'intégrant, le câblage traditionnel des opérateurs de télécommunication et d'en diviser le prix au moins par dix.
Une paire de fibres écoule un flot de bits à des débits compris entre 622 Mbit/s et 2,5 Gbit/s, un multiplexage en fréquence (Dense Wave Division Multiplexing, DWDM) permet d'écouler 16 flots ou plus sur la même fibre, multipliant d'autant le débit global.
La paire est doublée dans un même câble pour permettre une architecture en boucle, redondante, palliant certaines classes de panne. De plus en plus, le trajet physique du câble prend lui aussi la forme d'une boucle pour permettre des réparations automatiques et rapides (inférieures à la seconde) en cas de dommages physiques graves.

Des équipements (Add/Drop Multiplexors, ADM) extraient ou insèrent le trafic d'abonné dans la boucle de dimension métropolitaine. D'autres équipements (Digital Cross Connect, DXC), regroupent les boucles selon diverses topologies (étoile, bus, arbre, boucle de boucles), pour étendre le champ géographique du réseau (réseau longue distance) et apporter de nouvelles formes de robustesse dans le fonctionnement. Des contraintes de supervision limitent en pratique le réseau global d'un même opérateur à une centaine de boucles.
Les propriétés de multiplexage de SDH permettent de regrouper, dans un flot dont le débit est celui de la fibre (par exemple à 2,5 Gbit/s), des flots à 155 Mbit/s ou des flots à 622 Mbit/s transportant à leur tour des flots à 155 Mbit/s éventuellement porteurs - dans le cas de SONET - de flots à 43 Mbit/s. Les flots véhiculent de l'ATM transportant de l'IP (IP sur ATM sur SDH) ou directement de l'IP (IP sur PPP sur SDH).

L'augmentation du débit est possible par augmentation du débit binaire de base (passage de 2,5 à 10 Gbit/s ou plus) ou plus vraisemblablement dans l'immédiat par utilisation de facteurs de multiplexage DWDM plus élevés, 64 semblant réaliste en 1999 pour obtenir 40 Gbit/s sur des boucles posées en 1999. Un saut technologique (Effet Soliton) devrait ensuite permettre d'atteindre un débit de base de l'ordre du Tera-bit/s (mille milliards de bits par seconde).

Les évolutions du génie civil, de leur côté, doivent permettre la pose de nappes de centaines de fibres dans des tranchées réduites à 10 cm x 2 cm, l'enfouissement plus efficace de tronçons sous-marins, l'utilisation de robots-poseurs ou remplisseurs de fourreaux, et contribuer ainsi à mettre à disposition des capacités mesurées en Tera-bit/s.

Satellite

Technologie reine pour l'acheminement et la diffusion d'images télévisées, le satellite est - du point de vue de l'Internet - plutôt une technologie de multiples niches.

Dans la variété géostationnaire (GEO) utilisée dans les réseaux de transport, un même satellite "voit" un tiers de la surface du globe. L'empreinte utile au sol de chacune de ses antennes de réémission ("transpondeur") est limitée par l'atténuation rapide du signal à la périphérie, atténuation qu'on compense par une amplification plus élevée (au prix d'une durée de vie plus brève pour le satellite) ou par des antennes au sol plus grandes. En moyenne, cette empreinte couvre une fraction de continent. L'ensemble des stations au sol visibles par un même transpondeur partage la capacité de ce transpondeur, capacité qui est de l'ordre de 40 à 80 Mbit/s.
Les circuits satellite utilisés en transport dans l'Internet sont souvent complétés par une voie de retour terrestre (plus rapide, la capacité peut être plus faible). L'antenne d'émission est localisée à proximité du fournisseur d'accès. Dans un mode d'utilisation, le circuit satellite est complété de boucles locales : les antennes de réception placées dans les zones d'ouverture du service sont raccordées à chaque client par une boucle locale terrestre ; ce mode permet des débits de dizaine de Mbit/s entre antennes de quelques mètres. Dans un autre mode, le circuit satellite inclut la boucle locale : l'antenne de réception, de dimension plus modeste (40 à 120 cm), est placée directement chez le client, sans boucle locale ; le débit est compris entre 64 kbit/s et 2 Mbit/s.

Sur un plan technique, l'utilisation du satellite dans les réseaux de transport de l'Internet est handicapée par :

• Un temps de traversée du circuit nettement plus élevé que pour les infrastructures terrestres. Le temps de propagation du signal électrique entre deux stations au sol reliées par un satellite géostationnaire est de 250 millisecondes, à comparer aux quelques dizaines de millisecondes d'une fibre intercontinentale. Les mécanismes internes de TCP sont optimisés pour des temps de quelques dizaines de millisecondes et sont mis à mal par les 250 millisecondes (voire 500 ms si le circuit de retour est lui aussi un circuit satellite).
  
  
• La perte importante de paquets IP, due au taux de bruit élevé qui caractérise la transmission radio. Cette perte, conjuguée au temps de transit élevé, met à mal les mécanismes de gestion de la congestion de TCP qui ont été optimisés pour les réseaux optiques, sans erreurs et à temps de transit entre routeurs, faibles.
  

L'avenir économique de cette utilisation est rendu incertain du fait des débits plus faibles du satellite (le débit total d'un satellite atteint au mieux le Gbit/s pour un coût total aux environs de 500 millions de dollars, comparable au coût d'un câble transatlantique à 40 Gbit/s et capable d'évoluer vers 160 Gbit/s) et qui évoluent plus lentement que les débits des réseaux terrestres en fibre. Il souffre également de l'engorgement endémique du spectre de fréquences.
Enfin, il est handicapé en France par la nécessité d'obtenir une licence d'opérateur de télécommunication pour l'utiliser - en IP - dans le sens émission.

A l'inverse, il est adapté à compenser - au moins dans les premiers temps - l'absence d'infrastructure terrestre qui est le lot des zones d'activité émergeant très rapidement, des zones industrielles des pays en voie de développement et des océans. Il est aussi adapté pour des dessertes temporaires ou itinérantes (expositions). Il est bien sûr adapté aux applications de diffusion.
Pour ces raisons, des efforts de recherche importants sont en cours à l'IETF pour définir ou adapter les mécanismes permettant de l'intégrer - au moins partiellement - dans l'Internet et profiter de l'opportunité qu'il constitue comme technologie de niches.

Réseau métropolitain 

La même technologie SDH que pour le réseau de transport en fibre est utilisée pour exploiter des fibres optiques installées dans des fourreaux posés, partagés ou concédés (égouts, métro, fleuves et canaux, ...) réalisant des doubles anneaux sécurisés à insertion/extraction à 155 Mbit/s, 622 Mbit/s ou 2,5 Gbit/s. Les extensions de topologies sont réalisées de la même manière que pour le réseau de transport.
Les anneaux sont équipés de modules d'insertion/extraction (ADM) réalisant la desserte d'immeubles ou d'abonnés à 43 Mbit/s (34 Mbit/s en Europe) ou 155 Mbit/s. Ces dessertes sont, si nécessaire, démultiplexées - par des équipements non SDH - en conduits à 1,5 Mbit/s aux Etats-Unis ou 2 Mbit/s en Europe, mis à la disposition de l'abonné.

C'est précisément cette technologie qui est utilisée par les opérateurs de télécommunication pour la boucle locale de leurs offres « ligne spécialisée » et « téléphonie d'entreprise ».

Le coût élevé de réalisation de la desserte d'immeubles ou d'abonnés délimite en pratique une zone de pertinence économique s'étendant sur quelques centaines de mètres de part et d'autre du trajet de la boucle, avec un impact fort sur le placement de la boucle et des équipements de raccordement. Hormis les quartiers d'affaires denses, le réseau métropolitain ne couvre pas le tissu urbain dans sa totalité et doit alors être complété par les boucles locales des opérateurs historiques.

Dans le cadre de l'Internet, l'offre des fournisseurs de réseau métropolitain est vue - par les fournisseurs d'accès à l'Internet - comme une technique leur permettant de réaliser des dessertes point à point vers leurs clients, à un débit permanent compris entre 2 Mbit/s et 155 Mbit/s et au delà.

Le réseau capillaire du FAI vers ses clients est en IP (dans PPP) ou en ATM. Le service fourni par le routeur d'abonné peut être IP stricto sensu, ou IP dans ATM, ou encore une offre double de IP dans ATM et d'ATM. L'offre sur ATM peut être complétée par d'autres services non IP (voix, données, images). Occasionnellement, Frame Relay est encore utilisé à la place d'ATM.

Autres techniques

Les réseaux radio terrestres et les réseaux câblés sont plutôt une technologie de boucle locale. Les réseaux électriques ne semblent pas constituer une technique suffisamment mature pour le réseau de transport.

Situation en France

Infrastructure de télécommunications moderne, mais compétition insuffisante

Evolution des débits

• La situation en termes de télécommunication est bonne, l'infrastructure est moderne.
• L'offre commerciale des réseaux de télécommunication disponibles pour Internet ne dépasse pas en pratique le 34 Mbit/s.
• L'offre des revendeurs de capacité IP en France ne dépasse pas en pratique le 2 Mbit/s.

Le Réseau National d'Interconnexion de Renater au 14/5/1999
Source : Renater, http://www.renater.fr/Reseau/pic-topologie-RNI.gif

• Renater porte ses débits à 155 Mbit/s pour son infrastructure terrestre, son raccordement à TEN-155 et sa connectivité vers les Etats-Unis. La desserte des universités et centres de recherche est à 2 Mbit/s et 34 Mbit/s.
• Des expérimentations (Safir) de bande passante flexible et de qualité de service se font à travers Renater.
• L'exclusivité de fait accordée à ATM présente - si elle persistait - des risques élevés pour l'avenir aussi bien au niveau technologique que pour les champs d'application de la recherche française et européenne.

Les techniques du réseau de transport

Fibre optique

France Telecom déploie depuis 1990 son réseau de transport en fibre, pour les besoins de la téléphonie et des données. Celui-ci est suffisamment moderne dès l'origine pour tirer parti des évolutions technologiques des dix dernières années (augmentation du débit de base, SDH, WDM). Ce réseau assure une couverture géographique importante du territoire national. Les services de transport de données s'appuient encore essentiellement sur ATM.

Dès 1995, la déréglementation a permis (dans le cadre de partenariats ou de filliales) à des titulaires historiques de droits de passage d'utiliser ces droits pour poser des réseaux de transport en fibre pour la téléphonie puis pour les données. C'est le cas de la SNCF, à l'origine dans Hermes puis avec Télécom Développement, de sociétés d'autoroute, d'Euro-Tunnel, des voies navigables.
Ultérieurement, des opérateurs étrangers et des fournisseurs de réseaux métropolitains (Colt) ont déployé leur réseaux, soit par réutilisation de l'existant (Hermes, partiellement avec les autoroutes et les voies navigables) soit par création ex nihilo (l'opérateur hollandais KPN, WorldCom, Carrier 1, Viatel, ...).
Ces réseaux fournissent le plus souvent un service ATM sur SDH sur WDM à des débits de base compris entre 155 Mbit/s et 2,5 Gbit/s, IP directement sur WDM restant encore l'exception (KPN-Qwest). Ils visent le marché de la communication des multinationales (téléphone et données) et de la revente de minutes de téléphone et de capacité aux FAI.
Leur couverture géographique est plutôt restreinte aux grandes métropoles économiques ou situées sur des trajets pan-européens (voir annexe 1).
Enfin, à partir de 1998, les nombreux projets de réseaux mondiaux voient leur segments transatlantiques prolongés par des boucles physiques traversant l'Europe pour desservir les grandes métropoles (Global Crossing, Viatel - Circe, KPN-Qwest).

L'infrastructure potentielle d'une concurrence à venir est en place.

Satellite

Plusieurs FAI (InternetWay, EUnet, ...) constituent leurs réseaux internationaux, les complètent ou les sécurisent, avec des circuits satellites (fournis par Eutelsat, Sirius, Telenor, ...) terminés en Europe ou aux Etats-Unis (directement sur MAE-East dans l'offre de Sirius).

Easynet et France Telecom (expérimental) proposent aux particuliers et PME une voie descendante (de l'Internet vers le client) par satellite grâce à une antenne de 60 cm qui conjugue réseau de transport et boucle locale (voir également le chapitre "boucle locale").

Le MENRT/DT a démarré à la rentrée de 1998 une expérimentation nouvelle utilisant la communication par satellite. La phase pilote devrait permettre de contribuer à développer les usages, évaluer l'apport des raccordements satellite haut débit dans le cadre de multiples projets éducatifs, tant en formation initiale que continue, désenclaver des zones rurales ou mal desservies, ouvrir à l'international la culture française. La diffusion de contenus vers 300 établissements scolaires, incluant des services de cache, miroir, news, mbone, ... s'appuie sur des liens satellite fournis par Eutelsat.

Réseau Métropolitain

Les offres de réseaux métropolitains disponibles en France portent principalement sur les services traditionnels de télécommunications pour les entreprises, peu offrent un service IP ou une couche ATM permettant d'accéder à un ou plusieurs FAI (Colt Telecom, réseau de Paris - La Défense, ...). Plusieurs réseaux régionaux de Renater comportent une plaque métropolitaine généralement réservée à un groupe fermé d'utilisateurs (Vikman, RéMip, Rerif, ...)

Panorama des acteurs

Le niveau des investissements demandés pour fournir les infrastructures longue distance répondant à la demande conduit à l'organisation d'alliances préfigurant le contrôle des dorsales Internet par un petit nombre d'acteurs. Les raisonnements économiques ne peuvent plus être conduits à l'échelon national mais à l'échelon européen. Ceci impose cependant de s'assurer du bon niveau de « couverture » en France, qu'il s'agisse d'investissements privés (les points d'accès aux dorsales des FAI sont aujourd'hui tous concentrés à Paris) ou d'investissements publics (participation active de la France aux différentes initiatives de la Commission Européenne).

A ce titre, il y a un objectif certain d'aménagement du territoire et de promouvoir la création de plaques régionales haut débit susceptibles de fédérer une demande, capable elle-même d'attirer l'établissement d'un point de présence d'un opérateur de dorsales dans un panorama où les investissements privés se multiplient. Il faut, en effet, tenir compte du fait que le niveau d'interconnexion d'une zone géographique est en train de devenir un critère d'installation important pour une entreprise, et pas seulement dans le domaine des NTIC.

Recommandations

Permettre la recherche et le développement de nouvelles applications par