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Câbles et infrastructures optiques

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        <identifier identifierType="DOI">10.23723/1301:2015-1/12988</identifier><creators><creator><creatorName>Patrice Collet</creatorName></creator><creator><creatorName>Jean-Pierre Bonicel</creatorName></creator></creators><titles>
            <title>Câbles et infrastructures optiques</title></titles>
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	    <date dateType="Updated">Thu 26 Jan 2017</date>
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82 REE N°1/2015 La fin du vingtième siècle et le début du vingt- et-unième, avec l’extraor- dinaire développement de l’Internet, auront été carac- térisés par une croissance extraordinaire des débits offerts à tous les clients des réseaux de télécommunica- tion. Au milieu des années 90, le débit des échanges de données par le réseau téléphonique commuté était limité à quelques kbit/s. Les tentatives de nu- mérisation de l’accès téléphonique avec le RNIS (Ré- seau numérique à intégration de services) avaient bien permis de porter le débit transporté par une ligne de cuivre à deux fois 64 kbit/s, mais l’utilisation de cette technologie n’a guère dépassé le secteur des entreprises. C’est vraiment la disponibilité des techniques xDSL et leur application au grand public qui vont faire basculer les réseaux d’accès dans l’ère du haut débit, celle où le débit d’accès est au moins de 512 kbit/s et peut atteindre la dizaine de Mbit/s. La croissance des débits d’accès et la croissance per- manente des usages résultent, aujourd’hui, en une explosion du trafic de données : approximativement, le volume de données à transporter double tous les deux ans. Cette explosion a imposé des modifications importantes dans l’infrastructure des réseaux : il a fallu les doter d’une capacité beaucoup plus grande que celle exigée par le seul service téléphonique. La fibre optique qui avait commencé, à la fin des années 80, à être utilisée dans les cœurs de réseau et les câbles sous-marins allait jouer un rôle essentiel dans l’expansion des réseaux. La croissance des volumes de données à trans- porter a d’abord nécessité de renforcer la capacité des réseaux centraux, (cœur et sous- marin). Grâce à la capacité de transport qu’offre la fibre optique, son usage s’est étendu aux réseaux régionaux et métropolitains et à la desserte de nombre des sites où se terminent les lignes de cuivre des abonnés. Elle a aussi largement été uti- lisée pour augmenter le débit des lignes de cuivre, des lignes les plus longues en rapprochant du site client le point de terminaison de la ligne de cuivre et en le desservant en op- tique. De même, la crois- sance des débits des accès mobiles rendue possible par les systèmes 4G a impo- sé d’augmenter le débit des systèmes de desserte des stations de base et de ren- forcer la capacité des cœurs de réseau : là encore la fibre optique y a pris sa part. Dans la satisfaction de la demande d’accès à très haut débit, la fibre optique joue un rôle essentiel, soit en contribuant à raccourcir de manière systé- matique les lignes de cuivre pour y installer des systèmes VDSL2 (ou DOCSIS 3 pour les réseaux des câblo-opérateurs), soit en desservant directe- ment les clients par une liaison en fibre. La desserte optique de clients impose le développement de nouveaux composants d’infrastructure optique qui doivent répondre à des contraintes fortes d’usage et d’environnement. La transition vers le très haut débit est une opé- ration de très grande ampleur notamment en raison de son coût : la mission France Très haut débit a été chargée par le gouvernement de la piloter comme le décrit son directeur dans l’encadré ci-après. Nous consacrons ce dossier aux éléments d’in- frastructure nécessaires à la mise en place des réseaux de transmission en fibre optique et en par- ticulier au raccordement optique des clients. Le premier article de B. Capelle et H. Touzeau décrit les moyens utilisables pour faire évoluer les réseaux d’accès vers le très haut débit et la place de la fibre dans cette évolution : quelles sont les limites de la ligne de cuivre ? Quelles sont les op- tions retenues par les différents acteurs mondiaux VDSL2 ou FTTH ? Va-t-on vers l’extinction des ré- seaux de cuivre ? Le deuxième article de N. Brochier traite des réseaux de transmission cœur, métropolitains, et transocéaniques : la fibre optique est le support de transmission clé dans ces secteurs. Alors que les prospectivistes avaient longtemps affiché que satellites et câbles sous-marins se partageraient équitablement le marché transocéanique des télé- communications, aujourd’hui les câbles sous-marins LES GRANDS DOSSIERS Introduction Câbles et infrastructures optiques Jean-Pierre Bonicel Patrice Collet REE N°1/2015 83 Introduction LES GRANDS DOSSIERS optiques, grâce à leur énorme capacité de transmis- sion ont pratiquement l’exclusivité des échanges transocéaniques et la desserte des zones isolées ou très peu denses semble être maintenant un des domaines d’usage des satellites. Dans les cœurs de réseaux terrestres, les progrès des technologies de transport optique ont permis d’atteindre des capa- cités colossales sans avoir pratiquement à renforcer les infrastructures de câbles op- tiques déployées au début des années 90 et également sans en changer la topologie : quelles perspectives nous offrent les évolutions technologiques en préparation ? L’évolution technologique des fibres optiques et leur adapta- tion aux nouveaux besoins no- tamment ceux du raccordement de clients à très haut débit sont décrits dans l’article de L. Provost & al. Le raccordement optique de clients impose en effet de nom- breuses contraintes nouvelles : les câbles à fibres doivent être adaptés à l’environnement du génie civil de la boucle locale cuivre, ils doivent résister aux interventions nécessitées par les réaménagements de réseau, leurs capacités, en termes de nombre de fibres, doivent être beaucoup plus importantes que celles des câbles couramment utilisées dans les réseaux de transmis- sion. L’article décrit les évolutions technologiques, et celles des processus de fabrication qui ont permis de satisfaire à ces contraintes. Enfin, au-delà de la fibre elle-même, le réseau de distribution optique (FTTH ou FTTx) nécessite la mise en œuvre d’un nombre important de com- posants passifs dont l’associa- tion, la qualité intrinsèque et la mise en œuvre sur le terrain peuvent conduire à des infras- tructures plus ou moins per- formantes et pérennes. C’est ce que l’article de J.-P. Bonicel et L. Gasca s’efforce de mettre en exergue. Il rappelle que si la fibre apporte des capacités de transmission sans rapport avec celles du cuivre, elle est aussi bien plus sensible que le cuivre à l’environnement mécanique et climatique. Un soin impor- tant doit donc être accordé au choix des éléments constituant l’infrastructure optique et aux conditions de son exploitation si on souhaite lui assurer la même durée de vie que celle de l’infrastructure cuivre qui la précède. Du cuivre à l’optique : Une évolution irréversible vers le très haut débit Par Bruno Capelle, Hervé Touzeau ..........................................................................................................................p. 85 Les réseaux optiques « longue distance » : Historique et perspectives Par Nicolas Brochier .................................................................................................................................................... p. 91 La fibre optique : retour sur 50 ans de développement Où en sommes-nous aujourd’hui ? Par Lionel Provost, Pierre Sansonetti, Laurent Gasca, Alain Bertaina, Jean-Pierre Bonicel ....................................................................................................................... p. 99 Des produits innovants : fibres, câbles, connectivité pour des infrastructures FTTH performantes et pérennes Par Jean-Pierre Bonicel, Laurent Gasca ............................................................................................................... p. 111 LES ARTICLES Jean-Pierre Bonicel est diplômé en science des matériaux de l'Institut des sciences de l'ingénieur de Montpellier - Polytech (France). Il a rejoint en 1977 les Câbles de Lyon où, après avoir œuvré sur les solutions cuivre, il a participé au développement précoce de câbles de fibres optiques. Auteur de nombreux brevets, Il détient plusieurs postes de direction chez Alcatel en France et aux USA et ensuite chez Draka, en ingénierie, opérations, marketing et ventes. Il est actuellement directeur technique pour Prysmian Group Telecom Solutions, président d’Objectif fibre et président du Comité directeur Telecom du SYCABEL. Patrice Collet est ancien élève de l’École Polytechnique et ingénieur des télécommunications. Sa carrière l’a conduit de la recherche et développement au CNET qui était alors le centre de recherches de la Direction Générale des Télécommunications à la Direction Générale de France Télécom où il a eu la responsabilité de l’architecture du réseau fixe et son évolution. 84 REE N°1/2015 Le très haut débit en France Antoine Darodes Directeur de la mission France Très Haut Débit Des infrastructures pour répondre à la multiplication des usages L’objectif du Plan France Très Haut Débit est clair : déployer des réseaux très haut débit sur l’ensemble du territoire d’ici 2022. Il s’agit donc d’un chantier d’infrastructures, qui s’appuie sur l’action coordonnée des opérateurs privés, des collectivités territoriales et de l’État et qui mobilise un investissement de 20 milliards d’euros. Le déploiement de ces infrastructures numériques vise à répondre à la hausse continue des besoins en débits, tant des citoyens que des entreprises et des services publics. Il permet ainsi de s’assurer que la performance des réseaux, fixes et mobiles, ne constitue pas un frein au dévelop- pement des usages numériques sur l’ensemble du territoire. A moyen terme, la généralisation des réseaux de fibre optique jusqu’à l’abonné (FTTH) permettra non seulement d’accompagner les usages existants, mais également de soutenir le développement de services innovants. Former et déployer des réseaux harmonisés : deux chantiers majeurs Pour atteindre cet objectif, nous sommes face à deux défis. D’une part, le déploiement de réseaux très haut débit sur l’ensemble du territoire d’ici 2022 rend nécessaire la mobilisation de toutes les solutions techniques : FTTH, montée en débit, technologies hertziennes terrestres et satellitaires. En termes de formation, cette ambition implique la mise en place de compétences multiples, d’installateurs, de chargés d’affaires, de conducteurs de travaux. Des initiatives locales, notamment des chambres de commerce et d’industrie, permettent de répondre aux besoins actuels : néanmoins, la demande de main d’œuvre qualifiée devrait s’accroître fortement avec la montée en charge des travaux en 2015, 2016 et 2017. D’autre part, pour assurer l’efficacité de l’investissement public et la qualité de service pour les utilisateurs, il est nécessaire de garantir la pérennité des réseaux déployés. A cette fin, il est impé- ratif que leurs architectures soient adaptées aux besoins des opérateurs et respectent les règles de l’art en matière d’harmonisation technique. Pour définir ces référentiels communs, l’État a fait le choix de s’appuyer sur l’expertise des opérateurs et des industriels, structurés dans différents groupes de travail (Objectif Fibre, Interop Fibre, le CREDO) ou d’institutions, notamment la Fédé- ration des industriels des réseaux d’initiative publique (FIRIP). La définition de règles communes, nécessaires à la commercialisation des réseaux d’initiative publique, constitue également une source de revenus pour les opérateurs-aménageurs. Pour les industriels et équipementiers, le Plan France Très Haut Débit constitue non seulement un soutien à l’activité de leur secteur, mais il représente également une opportunité pour renforcer leur expertise au niveau international. En 2014, les Gouvernements allemand et italien annon- çaient leur volonté de soutenir le déploiement de réseaux très haut débit. En janvier 2015, dans son discours sur l’état de l’Union, Barack Obama faisait du déploiement de la fibre optique dans les zones rurales une priorité de la fin de son mandat. Le temps d’avance pris par les entreprises françaises doit leur permettre de faire valoir leur expertise à l’étranger. LES GRANDS DOSSIERS Introduction