Une autre solution pour obtenir un réseau d’accès à haut débit consiste à utiliser l’infrastructure des câblo- opérateurs, lorsqu’elle existe. Ce câblage a pendant longtemps été constitué de CATV (câble TV), dont la bande passante dépasse facilement les 800 MHz. Aujourd’hui, cette infrastructure est légèrement modifiée par la mise en place de systèmes HFC (Hybrid Fiber/Coax), qui associent la fibre optique jusqu’à la tête de retransmission et le CATV pour la desserte terminale, cette dernière pouvant représenter plusieurs kilomètres.
La technologie utilisée sur le CATV est de type multiplexage en fréquence : sur la bande passante globale, une division en sous-canaux indépendants les uns des autres est réalisée, comme illustré à la figure 40.
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Cette solution présente de nombreux avantages, mais aussi quelques gros défauts. Son avantage principal réside dans la possibilité d’optimiser ce qui est transmis dans les canaux, puisque le contenu de chaque canal est indépendant de celui des autres. Dans ces conditions, le multimédia est facile à transporter. Il suffit d’affecter un média par sous-bande, chaque sous-bande ayant la possibilité d’être optimisée et de transporter les informations soit en analogique, soit en numérique.
Les canaux de télévision transitant dans des sous-bandes distinctes, rien n’empêche d’en avoir certains en numérique et d’autres en analogique. Une connexion de parole téléphonique peut être mise en place par une autre sous-bande. L’accès à un réseau Internet peut aussi être pris en charge par ce système, à condition d’utiliser un modem câble.
La faiblesse de cette solution provient du multiplexage en fréquence, qui n’utilise pas au mieux la bande passante et ne permet pas réellement une intégration des différents services qui transitent dans le CATV. Un multiplexage temporel apporte une meilleure utilisation de la bande passante disponible et intègre dans un même composant l’accès à l’ensemble des informations au point d’accès. Un transfert de paquets pourrait représenter une solution mieux adaptée, à condition de modifier complètement les composants extrémité. Cette dernière solution pourrait être utilisée sur les accès informatiques ou télécoms.
En résumé, il est possible d’acheminer une application multimédia sur le câble coaxial des câblo-opérateurs, mais avec le défaut de transporter les médias sur des sous-bandes en parallèle et non sur une bande unique.
La technologie HFC (Hybrid Fiber/Coax) se propose d’utiliser la fibre optique pour transporter des communications à haut débit jusqu’à une distance peu éloignée de l’utilisateur, en étant relayé par du câble coaxial jusqu’à la prise utilisateur. Par son énorme capacité, la fibre optique peut véhiculer autant de canaux que d’utilisateurs à atteindre, ce dont est incapable le câble CATV dès que le nombre d’utilisateurs devient important. Pour la partie câble coaxial, il faut trouver une solution de multiplexage des voies montantes vers la tête de réseau, de façon à faire transiter l’ensemble des demandes des utilisateurs vers le réseau. Cette solution est illustrée à la figure 42.
Prenons un exemple : si 10 000 prises doivent se connecter sur un arbre CATV, il est possible d’obtenir environ 4 Mbit/s sur la voie descendante et 80 Kbit/s sur la voie montante en respectant la division actuelle de la bande passante. Les vitesses sur la voie montante peuvent être considérées comme insuffisantes, mais il est possible, dans ce cas, d’utiliser plus efficacement la bande passante par un multiplexage permettant de récupérer les canaux inactifs.
Le norme IEEE 802.14
La transmission numérique sur un CATV s’effectue d’une manière unidirectionnelle, depuis la station terminale vers la tête de ligne et vice versa. La bande passante du CATV est subdivisée en une bande montante vers la tête de ligne et une bande descendante vers les équipements terminaux.
Comme cette partie du câblage peut desservir entre 500 et 2 000 utilisateurs depuis la tête de ligne, si chacun veut effectuer une application de télévision:à la demande (VoD, pour Video on Demand), la bande passante n’est pas suffisante ou, du moins, chaque client doit-il se limiter à une partie de la bande passante. Pour permettre une meilleure
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adéquation de la bande passante, notamment aux applications interactives, le groupe de travail IEEE 802.14 a développé une proposition de partage de ce support par une technique dite MLAP (MAC Level Access Protocol), qui permet de distribuer le support entre les machines connectées.
La difficulté principale de ce système est de trouver une technique d’accès semblable à celle des réseaux locaux. Comme les tuyaux sont unidirectionnels, l’équipement le plus en aval ne peut écouter les émissions des autres stations qu’après un long laps de temps, qui correspond à la propagation jusqu’à la tête de ligne et à celle en retour jusqu’à la station. Comme la portée du CATV peut atteindre plusieurs dizaines de kilomètres, il faut trouver une solution intermédiaire entre les techniques satellite et les méthodes utilisées dans les réseaux locaux.
Le protocole MLAP repose sur une succession d’actions découpées en cinq phases. Dans la première phase, la station que l’on examine est inactive. Dans la deuxième, elle devient active, c’est-à-dire qu’elle veut émettre des trames ; pour cela, elle avertit la tête de ligne par des primitives (UP.Frame et UP.REQ) et par un mécanisme d’accès aléatoire. A cet effet, la tête de ligne notifie à toutes les stations, par le biais du canal aval, les intervalles de temps pendant lesquels les stations peuvent émettre. Les canaux sont cependant utilisés dans un mode avec contention. L’allocation d’un canal ne se fait pas de façon unique du premier coup, et des collisions peuvent se produire. Associé à la tête de ligne, un contrôleur décide de modifier l’allocation des canaux en tenant compte de la demande de qualité de service des stations. L’algorithme est réinitialisé et les informations mises à jour ; une nouvelle allocation est alors déterminée. Les stations reçoivent une notification de la tête de ligne indiquant les nouveaux intervalles de temps qui leur sont alloués. Ce processus se poursuit jusqu’à ce que les stations aient leur canal réservé. Si une station modifie sa demande de bande passante ou de qualité de service, la nouvelle demande s’effectue par les canaux partagés : c’est la phase 5.
L’algorithme d’allocation des bandes passantes du contrôleur ne fait pas partie de la norme.
Figure 42. Le problème du multiplexage dans la boucle locale en CATV.