Les derniers observatoires des télécommunications laissent apparaître un certain engouement pour les offres de fibre optique. Promettant des débits bien supérieurs, une latence très faible et une stabilité hors pair, la fibre est une promesse que tout le monde attend, mais que peu de gens ont encore obtenue. Vraie fibre ou fausse fibre, on entend tout et son contraire. Et il y a quelques mois, Orange a annoncé une augmentation de ses investissements afin de couvrir 20 millions de foyers d’ici à 2022. Un objectif très ambitieux qui nous incite à revenir sur cette technologie qui devrait bientôt remplacer entièrement cette vieille paire de cuivre utilisée par l’ADSL et le câble.

Ces derniers mois, nous avons beaucoup parlé de l’arrivée de la 4G sur notre territoire. Censé accompagner l’explosion des usages Internet, le principe de cette technologie est d’augmenter les capacités des antennes relais de manière à fournir des débits plus importants aux usagers. Néanmoins, elle ne permet pas à elle seule de couvrir l’ensemble des usages fixes présents et futurs : téléchargements de gros fichiers (jeux, mise à jour d’OS, etc.), télévision 3D et/ou 4K, cloud. Si la 4G apporte le confort attendu pour la navigation mobile, la fibre sera son équivalent à la maison pour fournir les débits nécessaires à l’avenir.

Orange nous a ouvert les portes de son central de Levallois pour nous présenter sa fibre

Orange nous a ouvert les portes de son central de Levallois pour nous présenter sa fibre

Notre objectif ici : reprendre tout de zéro. Les interrogations sont nombreuses et leurs réponses, souvent floues. Si la fibre devient si évidente – alors même que les connexions DSL satisfont encore beaucoup de clients – c’est notamment parce que les usages Internet explosent et que la paire de cuivre touche à ses limites techniques. Il faut également comprendre comment se déroule le déploiement de cette fibre qui intéresse tant. Entre un vocable complexe et des cartes de couvertures obscures, l’éligibilité ne semble pas si simple à décrypter. Ce dossier reviendra donc sur les termes utilisés et sur les objectifs de déploiement que s’est donné Orange (le leader du déploiement en France), mais aussi sur les architectures point à point (P2P) et point à multipoints (PON), et ce, afin de mieux comprendre la construction de la boucle locale, c’est-à-dire la partie finale du réseau qui relie les usagers au nœud de raccordement de l’opérateur.

Vous l’aurez compris, le sujet est particulièrement vaste. Installez-vous confortablement, c’est parti pour un tour d’horizon complet de cette fibre qui passionne les internautes de tous poils.

 

L’explosion du trafic et des usages

La fibre est aujourd’hui une nécessité, tout simplement. Elle n’est pas qu’une simple évolution, une création marketing ou un produit de geek. Face à une paire de cuivre vieillissante qui n’avait pas, initialement, vocation à couvrir autant d’usages que ce qu’on lui demande actuellement (streaming vidéo, téléchargements, jeu en ligne…), la fibre s’impose comme la révolution de ces prochaines années. Les besoins Internet augmentent et la demande s’amplifie : la fibre se présente comme seule solution pour accompagner la montée en puissance des usages, plus nombreux et plus gourmands, et qui naissent de jour en jour.

Car oui, c’est un fait : les contenus deviennent de plus en plus gourmands. Que ce soit le téléchargement de mise à jour de plusieurs Go, de jeux gourmands ou de vidéos HD/4K, la bande passante des connexions DSL devient de plus en plus limitante. Elle finit par rappeler l’expérience du 56K d’antan, où il était nécessaire de lancer des téléchargements des nuits entières ! Pourtant, tous les utilisateurs n’ont pas une utilisation aussi intensive. Mais, lorsque chaque foyer a un nombre d’appareils connectés qui augmente, alors l’utilisation de la bande passante devient de plus en plus régulière, même si chaque appareil n’en fait pas une utilisation très massive.

Alors qu’il y avait en moyenne quatre écrans par foyer en 2009 (TV, smartphone, ordinateur ou tablette), il y en aura 10 en 2018 et 13 en 2022. Ajoutons à cela les innombrables objets connectés qui apparaissent sur le marché et qui vont se multiplier dans les foyers ces prochaines années (caméra de surveillance, TV connectées, balance connectée, réfrigérateurs connectés, etc.). Au final, les téléchargements sont de plus en plus lourds et de plus en plus nombreux via la multiplication des appareils qui nous entourent. La consommation moyenne augmente avec le temps : on parle d’une augmentation de 50 % par an.

Nombre d'écrans par foyer

Nombre d’écrans par foyer

De nouveaux usages naissent également et requièrent de plus en plus de bande passante dans le sens contraire (il s’agit alors d’envoyer des données de l’appareil vers les serveurs) : le télétravail, le partage de contenus via les réseaux sociaux ou l’usage du cloud pour le jeu ou le stockage de fichiers. Ces usages deviennent de plus en plus incontournables et souffrent des limites de bande passante dans ce sens montant (ou upload) imposées par la technologie asymétrique de l’ADSL2+ dont les débits montants sont bien inférieurs aux débits descendants (800Kbps vs 20Mbps). Cet attrait pour ces nouveaux usages (montants) s’observe d’ailleurs dans certains pays où la fibre est plus développée (comme le Japon) où l’on peut observer une explosion des flux montants, devenus plus importants que les flux descendants (les téléchargements). C’est un réel changement de comportement.

 

Les limites du cuivre sont déjà atteintes

La paire de cuivre qui nous permet aujourd’hui de nous connecter à Internet atteint ses limites techniques (en terme de débits) et sa fiabilité devient de plus en plus un problème pour de nombreux clients. Il faut rappeler qu’au départ, la paire de cuivre a été prévue avant tout pour téléphoner. À cette époque, le cuivre était une alternative bien suffisante pour remplacer la ficelle et les gobelets. Sauf qu’aujourd’hui, le signal qui voyage dans ces câbles contient beaucoup plus d’informations qu’initialement, le signal en ressort donc beaucoup plus sensible aux imperfections de l’installation.

Chaque perturbation électromagnétique le long de la ligne devient un réel problème ; le signal électrique circulant est très sensible aux aléas de l’environnement, il récupère toutes les imperfections environnantes (une multiprise défectueuse, par exemple) et les désynchronisations (les pertes de la connexion Internet) peuvent alors subvenir de manière intempestive. Ce qui devient particulièrement gênant sur des installations de surcroît vieillissantes. Pour le gestionnaire de ce réseau historique (Orange), le coût annuel pour le seul entretien du réseau est estimé entre 150 et 200 millions d’euros.

Des milliers de paires de cuivre qu'il devient de plus en plus difficile à entretenir

Des milliers de paires de cuivre qu’il devient de plus en plus difficile à entretenir

Les diverses perturbations ne sont malheureusement pas les seules contraintes. La distance des lignes en est une autre, et de taille. Le signal électrique qui circule le long des lignes est atténué à cause de la résistance, une loi d’ohm loin d’être négligeable puisque le signal devient inutilisable après 6 ou 7 km. L’atténuation est le plus gros problème au déploiement de l’Internet pour tous. Cet affaiblissement du signal s’observe notamment via la perte significative de bande passante observée dès le premier kilomètre : il en résulte qu’une grande partie des abonnés ne peut atteindre les débits théoriques promis par la technologie ADSL(2+).

Pour l’exemple de Paris (la zone la plus dense avec 36 nœuds de raccordements abonnés – les centraux téléphoniques où les lignes abonnées se rejoignent), un tiers des abonnés n’ont pas accès à la TV Haute Définition par ADSL. À l’échelle nationale, cet affaiblissement au fil des kilomètres rend inéligibles de nombreux foyers et limite l’accès de milliers d’autres à des connexions ne dépassant pas le Mbps.

Au final, les débits moyens pour l’ensemble des foyers (les plus proches comme les plus éloignés du noeud de raccordement) seront la principale limite du cuivre ces prochaines années. Les débits descendants (téléchargements) ont atteint leur limite théorique puisque les seules avancées futures (G.FAST notamment) ne concerneront que les premiers mètres après le nœud de raccordements abonnés (néanmoins utile pour une montée en débit intermédiaire). Quant aux débits montants (l’envoi de données), ils sont très limités (0,720Mbps) pour l’ADSL2+ et empêchent le développent de nombreux usages.

Le cuivre est mort, vive la fibre

Face à tous ces inconvénients, la fibre semble idéale pour couvrir nos besoins futurs. À la différence de la paire de cuivre qui fait circuler un signal électrique sensible aux perturbations électromagnétiques, la fibre fait transiter de la lumière. Les avantages sont multiples : une latence très faible, des débits élevés, une insensibilité aux perturbations de l’environnement et un affaiblissement extrêmement faible.

Les débits et la latence sont incontestablement les éléments les plus importants pour les années à venir. La latence – un facteur qui influe notamment sur le confort de navigation –  est bien plus faible que celle du cuivre, notamment car le signal se propage à environ 60 % de la vitesse de la lumière dans le vide, soit 200 000 km/s pour une fibre actuelle, et ce, de manière constante sur de très longues distances (les codes correcteurs d’erreurs et tampons nécessaires pour le cuivre sont coûteux en latence). Ainsi, la valeur de Ping observée est généralement de 1 à 2 ms.

Test de débit effectué avec une offre Orange Fibre JET

Test de débit effectué avec une offre Orange Fibre JET

Concernant les débits, ils sont sans commune mesure avec ceux des technologies cuivre. Les offres commerciales actuelles proposent des débits descendants de l’ordre de 1 Gbps, soit 50 fois plus qu’une connexion ADSL2+ et 10 à 20 fois plus qu’une connexion VDSL, et ce, quelle que soit la distance de l’abonné aux nœuds de raccordements, puisque l’affaiblissement par kilomètre est négligeable contrairement aux technologies DSL (même si d’autres facteurs, les coupleurs entre autres, peuvent néanmoins avoir un impact sur l’affaiblissement, nous le verrons plus tard). Dans le sens montant, les débits sont encore plus impressionnants puisqu’ils sont jusqu’à 300 fois plus importants (200Mbps) que les débits d’une bonne connexion ADSL2+, et ce, toujours indépendamment de la distance au nœud de raccordement.

Les comparaisons de débits

Les comparaisons de débits

Les débits sont ainsi très supérieurs aux meilleurs débits des technologies DSL actuelles, alors même que ces derniers ne seront obtenus que pour seulement 10 % des abonnés les plus proches du nœud de raccordement. Pour comparer, il faut donc également prendre en compte la distance moyenne des lignes DSL car, en effet, les débits DSL moyens observés sont loin d’être au niveau des débits annoncés : ils sont plutôt de l’ordre de 8-10 Mbps en moyenne sur la France entière, un point qui tranche avec les 100Mbps minimum proposés à n’importe quel client fibre (FTTH – Fiber To The Home).

Répartition des lignes de cuivre en France (source DegroupNews)

Répartition des lignes de cuivre en France (source DegroupNews)

Par ailleurs, les limites théoriques de la fibre sont loin d’être atteintes puisque des tests chez Orange ont déjà permis de faire transiter plusieurs Tbps dans une fibre sur plusieurs centaines de kilomètres. Ainsi, l’utilisation de la fibre semble pérenne.

En outre, les capacités de la fibre permettent un gain d’espace important, d’abord parce qu’elle est beaucoup plus fine (la taille d’un cheveu) que la paire de cuivre, mais aussi car les débits qu’elle autorise permettent de fournir 64 clients avec une même fibre sur la boucle locale, c’est-à-dire le réseau entre le client et le central de l’opérateur.

Un câble de cuivre (900 clients) équivalent à 15 fibres de la taille d'un cheveu !

Un câble de cuivre de 900 clients équivalent à 15 fibres de la taille d’un cheveu !

Du point de vue du génie civil, cela permet un gain d’espace et un gain de temps puisqu’il n’est pas obligatoire de tirer un nombre important de fibre pour le déploiement d’une zone donnée – nous y reviendrons plus tard. Concrètement, dans la ville de Paris, le nombre de nœuds de raccordements passera de 36 pour le cuivre à 6 pour la fibre optique. C’est ainsi beaucoup de mètres carrés de libérés, ce qui a au final un impact sur les coûts. L’illustration suivante nous permet de bien comprendre l’intérêt de ne pas déployer une fibre par client (via l’utilisation de coupleurs qui éclatent une fibre en plusieurs fibres).

Utilisation de coupleurs pour le déploiement de la fibre

Utilisation de coupleurs pour le déploiement de la fibre

Se débarrasser du cuivre sera aussi une excellente source d’économie – 150 et 200 millions d’euros par an pour le seul entretien, déjà – et sa revente rapportera également beaucoup. Une étude des trottoirs des Hauts-de-Seine (92) a par exemple évalué le poids de cuivre de la boucle locale à 50 millions d’euros. Néanmoins, ce désinvestissement du cuivre n’interviendra pas avant 5 à 10 ans après le déploiement de la fibre. De nombreuses lignes classiques pour le téléphone, les alarmes ou les ascenseurs devront d’abord être remplacées.

Par ailleurs, l’utilisation de la lumière permet d’utiliser des techniques de réflectométrie pour identifier la localisation des problèmes sur le réseau, ce qui est bien plus précis que les techniques à base d’injection d’air utilisées jusque-là pour le cuivre.

Module avec lequel on injecte de l'air pour localiser un problème sur le réseau cuivre

Module avec lequel on injecte de l’air pour localiser un problème sur le réseau cuivre

Au final, la fibre apporte énormément de bénéfices pour le client qui profite de débits beaucoup plus importants et d’une connexion beaucoup plus stables (hormis les coups de pelleteuse sur les voiries…). Cela s’observe d’ailleurs à travers la consommation des abonnés qui bondit lors du passage à la fibre : leur consommation est généralement multipliée par deux.

Objectif de déploiement

En France, cela fait déjà des années que nous parlons du déploiement de la fibre, mais avec les mois perdus pour que soient fixées les règles d’ingénierie et de mutualisation, l’investissement n’a accéléré que récemment. Avant de rentrer dans le détail des chiffres, il est important de clarifier quelques éléments de vocabulaire.

Comprendre le déploiement en quelques termes

Les cartes de déploiement sont souvent trompeuses : elles nous montrent des zones de couverture extrêmement larges, mais qui ne correspondent pas vraiment à ce que nous attendons. Les zones couvertes sont celles où la fibre est déployée dans les rues ou dans le quartier (la boucle locale) : les logements de la rue sont alors dits adressables. Malheureusement, et cela arrive dans de nombreux cas, un quartier couvert par la fibre n’implique pas que tous les habitants puissent souscrire une offre fibre.

En fait, pour profiter de la fibre, il faut que le logement (ou le pavillon) soit raccordable, c’est-à-dire que la fibre soit déployée dans l’immeuble (avec des points de branchements à chaque étage) ou que les rues pavillonnaires disposent de points de branchement. Dans ce cas, il y a un point de mutualisation en amont (en bas de l’immeuble ou dans une armoire de rue) sur lequel se connecteront les opérateurs commerciaux qui couvrent la zone. Nous y reviendrons plus en détail plus loin.

Si un logement est raccordable et qu’un opérateur couvre le quartier (et a connecté sa boucle locale au point de mutualisation de l’immeuble), alors le client est dit éligible à l’offre fibre de cet opérateur. Lorsque le client souhaite s’abonner, la fibre est alors tirée du point de branchement (sur le palier d’immeuble ou dans la rue pour les pavillons) jusqu’à l’intérieur du logement ; le logement est alors raccordé. On note bien que ce raccordement final n’a lieu que lorsque le propriétaire ou le locataire signe un premier contrat fibre.

Issy-Les-Moulineaux, deuxième ville à être entièrement fibrée

Issy-Les-Moulineaux, bientôt la deuxième ville à être entièrement fibrée

L’état du déploiement en France

Aujourd’hui, la fibre n’en est qu’à ses débuts (en France) : on comptait au 30 juin 2015 environ 4,7 millions de logements éligibles au FTTH (Fiber to the Home, ou fibre jusqu’au domicile) sur plus de 30 millions de lignes cuivre : l’effort à fournir est donc encore important. Le Plan Très Haut Débit prévoit de couvrir 80 % des foyers en FTTH d’ici à 2022, et les 20 % restants via des techniques de montée en débit (débits supérieurs à 30Mbps).

FTTH = Fiber to the Home, ou fibre jusqu’au domicile

Lorsqu’en 1975, le plan de rattrapage du téléphone a été adopté, l’objectif était de déployer 14 millions de nouvelles lignes téléphoniques en 7 ans. L’objectif fixé pour la fibre est donc sensiblement plus important, alors même qu’un élément majeur vient compliquer la tâche : la concurrence. À l’époque du monopole, la péréquation était bien plus facile via l’augmentation du prix des abonnements (ainsi que l’investissement de l’Etat).

Aujourd’hui, l’investissement se fait avec l’argent des banques. Il est aujourd’hui beaucoup plus compliqué, en outre, d’entreprendre les démarches et les négociations nécessaires auprès des collectivités et des territoires (à l’époque, la volonté de l’État “suffisait”). Au final, le coût de l’investissement pour déployer la fibre dans tous les foyers est estimé entre 35 et 40 milliards d’euros ; l’État veut y mettre entre 4 et 5 milliards d’euros pour les zones moins denses, le reste sera essentiellement à la charge du privé (et des collectivités).

Orange qui se positionne en leader du déploiement

Dans ce déploiement de la fibre, Orange fait figure de moteur puisqu’il a pour ambition d’atteindre 12 millions de foyers raccordables d’ici 2018 et 20 millions d’ici à 2022. C’est un objectif très ambitieux qui sera atteint en multipliant par trois ses investissements, ce qui le met en première place des investisseurs privés avec 3 milliards d’euros prévus pour la période 2015 et 2018 (pour la France).

Les objectifs d'Orange en terme de nombre de logements raccordables (illustration Orange)

Les objectifs d’Orange en terme de nombre de logements raccordables (illustration Orange)

Orange se positionne également comme le premier opérateur à se fixer pour objectif de rendre raccordables 100 % des foyers de 9 villes françaises dont Paris, Lyon ou Lille. Il a mené une première expérimentation dans la ville de Palaiseau où 100 % des logements sont aujourd’hui raccordables. Cette expérimentation est un réel succès puisque les habitants montrent un véritable intérêt pour les nouveaux usages et les nouveaux services que cela autorise.

Carte des objectifs de couverture d'Orange d'ici 2018

Carte des objectifs de couverture d’Orange d’ici 2018

Rendre raccordables 100 % des logements d’une zone couverture est un excellent élément pour accélérer la migration des clients d’une zone donnée (sur Paris par exemple, 35 % des logements demeurent non raccordables alors même que la fibre y est présente depuis plusieurs années). En effet, la fibre s’avère un élément moteur puissant pour reconquérir de nouveaux clients, ce qui devient un objectif important pour Orange alors qu’il n’est plus leader de l’Internet fixe dans ces zones très concurrentielles (il ne possède “que” 30 à 35% du marché). Actuellement en termes de recrutement, 90 % des nouveaux clients d’Orange sont des clients fibre : un chiffre assez éloquent.

Par ailleurs, alors qu’il a aujourd’hui le monopole du cuivre, la construction du réseau de fibre optique concerne tous les opérateurs privés ainsi que les collectivités. Orange ne pourra donc pas contrôler 100 % des lignes fibre, comme c’est le cas aujourd’hui avec le cuivre. En investissant de manière massive, il peut néanmoins espérer s’octroyer une grosse part du gâteau (un objectif de 80 %) afin de garder sa position de leader auprès du grand public.

 

L’architecture PON, un avantage de génie

L’architecture P2P (point à point, c’est-à-dire une fibre par abonné de bout en bout) est déjà connue de tous puisque c’est la technique utilisée pour le déploiement du téléphone via la paire de cuivre . On trouve une paire de cuivre de chaque logement au nœud de raccordement, et donc une infrastructure conséquente à déployer. Ses inconvénients sont alors tout à fait observables à travers la boucle locale cuivre actuelle : les nœuds de raccordement où les lignes clients se rejoignent sont assez nombreux (on en compte 13000 en France) et sont généralement de taille importante puisque les câbles cuivre sont très volumineux (voir photo ci-dessous) et les différents équipements sont à multiplier par le nombre de clients. Cette architecture P2P, bien que naturelle pour les usagers qui s’attendent à posséder une connexion dédiée, n’est pas la plus optimale.

Dans les sous-sols des NRA, des centaines de câbles de la taille d'un bras...

Dans les sous-sols des nœuds de raccordement, des centaines de câbles de la taille d’un bras…

Aujourd’hui, les capacités de la fibre permettent d’envisager d’autres méthodes beaucoup plus pratiques et économiques où une même fibre peut être partagée par plusieurs usagers : c’est l’architecture PON (Passive Optical Network) point à multipoints. Le raccordement final est identique : chaque foyer possède sa propre fibre. En revanche, entre le logement et le nœud de raccordement, l’utilisation de coupleurs dans le réseau permet de partager l’information transitant dans une fibre entre 64 clients, comme nous l’évoquions plus haut. Au final, 64 clients reçoivent un même signal lumineux. Les données sont donc chiffrées en amont puis “séparées” par l’équipement final du client (par l’ONT).

 

Des goulots d’étranglement déjà existants

Même si cette approche consistant à partager une même liaison peut en surprendre plus d’un, c’est une technique néanmoins courante dans les réseaux de collecte. Par exemple, les interconnexions entre les opérateurs et les serveurs des plateformes en ligne (Facebook, Google ou encore Netflix) sont déjà partagées entre les usagers (pas de fibre dédiée pour chaque usager ou abonné au service). Ainsi, même si nous avons bien une paire de cuivre dédiée du domicile au nœud de raccordement, ce n’est plus le cas sur la partie haute du réseau où les liaisons sont partagées. Si l’interconnexion est bien dimensionnée, alors l’usager ne perçoit aucun ralentissement ni phénomène de saturation ; à l’inverse, le sous-dimensionnement peut provoquer des ralentissements même chez les clients avec une connexion dédiée très performante.

Concrètement, le risque de saturation pour l’architecture PON est, statistiquement, quasi nul puisque le GPON actuellement utilisé permet des débits de 2,5 Gbps dans le sens descendant et 1,25 Gbps dans le sens montant (partagé par les 64 clients). Ces chiffres peuvent paraître faibles, mais il ne faut pas oublier que les usages gourmands ne surviennent pas aux mêmes moments et sont relativement rares (peu de clients gourmands au final). Ils sont d’ailleurs limités en bande passante, laissant une place suffisamment large pour l’ensemble des utilisateurs. De plus, en cas de saturation avérée d’une fibre, l’opérateur peut très facilement doubler la bande passante (en basculant la moitié des abonnés sur une nouvelle carte au niveau du nœud de raccordement optique).

En pratique, les débits actuels sont largement suffisants puisque Orange est capable de garantir des débits minimums assez élevés pour ses offres : 500 Mbps pour son offre premium. Il offre alors dans les faits des débits supérieurs à ceux qu’il promet : 1 Gbps au lieu de 500 Mbps. Dans les faits, l’architecture P2P n’apporte donc pas davantage en termes de débits. À noter par ailleurs que les débits partagés entre les 64 clients pourront bientôt être multipliés par 4 grâce au 10GPON et que d’autres technologies à venir permettront des montées en débit encore plus fulgurantes.

Différence entre l'architecture P2P et l'architecture PON

Différence entre l’architecture P2P et l’architecture PON

Les avantages pour le nœud de raccordement optique

Du point de vue de l’infrastructure, les avantages du PON sont multiples. D’une part, l’utilisation des coupleurs permet d’optimiser le génie civil puisqu’un nombre très limité de fibre part du nœud de raccordement. D’autre part, les équipements du nœud de raccordement prennent beaucoup moins d’espace puisque les clients sont regroupés par 64 comme on peut le voir sur l’illustration ci-dessus (grossièrement, on pourrait dire que le nombre d’équipements nécessaire est 64 fois moins important). Grâce aux deux photos suivantes, on peut distinguer la différence d’espace utilisé entre le nœud de raccordements abonnés cuivre actuel (en P2P) et l’équipement fibre PON.

Le nœud de raccordement cuivre pour les 67000 logements de Levallois

Le nœud de raccordement cuivre pour les 67000 logements de Levallois

Et son équivalent fibre...

Et son équivalent fibre…

L’équipement au niveau du nœud de raccordement optique (NRO) s’appelle la Terminaison Optique de Ligne (OLT) et est l’interface entre le réseau de collecte (le haut du réseau) et le réseau optique vers le client (la boucle locale). Les modules verticaux (voir photo) sont les cartes PON où chaque port gère 64 clients. Les meilleurs OLT peuvent gérer 8 ports par carte, soit 512 clients. Les équipements PON sont plus chers que ceux pour le P2P, mais le gain d’espace et de génie civil reste en faveur du PON puisque le P2P est au moins 30 % plus onéreux. En dehors de ces équipements, le reste du réseau jusqu’à l’abonné est passif. En cas de montée en débit, il suffit donc d’intervenir sur ces OLT.

La Terminaison Optique de Ligne (OLT), l'équivalent du DSLAM de l'ADSL

La Terminaison Optique de Ligne (OLT), l’équivalent du DSLAM de l’ADSL

L’architecture PON permet également de limiter le nombre de NRO pour une même agglomération puisque les équipements sont moins volumineux et que la distance entre le client et ce nœud n’a plus autant d’importance. L’affaiblissement du signal par kilomètre est négligeable (notamment en comparaison du cuivre), et seuls les coupleurs ont un impact sur cet affaiblissement. Ainsi, 6 nœuds de raccordements optiques suffisent pour la ville de Paris, au lieu de 36 NRA pour le cuivre : un énorme gain d’espace ! Pour Free qui a choisi le P2P (le seul), le nombre de NRO devrait donc être beaucoup plus important (probablement 70).

 

 

L’utilisation des coupleurs

L’utilisation des coupleurs permet d’éclater une fibre en plusieurs fibres. L’idée du PON est de partir d’une fibre et d’en obtenir 64 au final. Pour optimiser le déploiement de la boucle locale, un premier niveau de coupleur est positionné dès le NRO (1 vers 2 fibres).

Les avantages sont multiples : une arborescence plus fine (des branches de l’arbre à 32 clients au lieu de 64), moins de coupleurs dans la boucle locale, ce qui facilite le déploiement tout en diminuant les coûts et permet d’ajouter un deuxième OLT sur l’arbre (permettant de combiner deux technologies sur une même fibre). Dans cette situation, la portée avec l’ensemble des coupleurs est de 10,5 km seulement puisque chaque coupleur provoque un affaiblissement. Pour des immeubles plus éloignés, ce premier niveau de coupleur est supprimé (32 clients par fibre dans ce cas) et la portée est de 18,5km.

Récapitulatif des acronymes

Architecture P2P : une fibre par abonné bout à bout
Architecture PON : chaque foyer possède sa propre fibre. En revanche, entre le logement et le noeud de raccordement, l’utilisation de coupleurs dans le réseau permet de partager l’information transitant dans les fibres entre 64 clients

L’équipement au niveau du nœud de raccordement optique (NRO) s’appelle la Terminaison Optique de la Ligne (OLT) et est l’interface entre le réseau de collecte (le haut du réseau) et le réseau optique vers le client (la boucle locale).

Cassette d'epissurage

Cassette d’epissurage où se situe les coupleurs

Finalement, l’architecture PON a été privilégiée par de nombreux opérateurs dans le monde et en France pour la rapidité du déploiement et le coût plus faible de couverture de zones, même si la maintenance peut s’avérer plus coûteuse et problématique (un problème sur une fibre peut toucher plusieurs clients). Les débits théoriquement offerts par le P2P ne sont pas un avantage en réalité puisque le réseau de collecte est alors souvent le facteur limitant. En pratique, Free ne propose pas des débits supérieurs à ceux d’Orange.

 

Les étapes du déploiement

Boucle locale optique : construction par plaques

La construction du réseau optique se fait par plaques, c’est-à-dire en zones d’influence regroupant par exemple les logements raccordables d’un même quartier. Chaque plaque possède un Point d’Eclatement de Zone (ou PEZ), le siège du second niveau de couplage (le premier étant celui du NRO) où chaque fibre est éclatée vers 8 fibres qui sont alors réparties entre les différentes poches importantes de la plaque (les rues, les immeubles, etc.). La dérivation et le couplage se fait via un Boîtier de protection d’épissure (ou BPE, voir photo). Le PEZ est relié au NRO par un (et un seul) câble de transport pouvant contenir plusieurs dizaines de fibres. Il y est relié soit directement, soit indirectement lorsque le câble passe par un Point d’Epissurage et de Piquage (PEP) utilisé pour séparer une partie des fibres du câble de transport en direction de plusieurs plaques.

Boîtier de protection d’épissure

Boîtier de protection d’épissure

Entre le PEZ et les logements, on peut alors trouver deux points de convergence : les points d’éclatement et les points de mutualisation. Les points d’éclatement ou de raccordements (qui correspondent à une poche de la plaque) n’ont aucune fonction de couplage et ne font qu’une dérivation d’une partie des fibres vers plusieurs secteurs de la poche. Le dernier niveau de couplage a lieu dans les points de mutualisation où se connecte directement l’ensemble des logements (avec donc une liaison dédiée par logement).

Schema de la boucle locale : une construction par plaques

Schema de la boucle locale : une construction par plaques

 

Les points de mutualisation

Le point de mutualisation (PM) est un élément clé puisque c’est l’interface entre les boucles locales FTTH des différents opérateurs et les fibres mutualisées desservant l’ensemble des logements ou des pavillons. C’est donc sur ce point de mutualisation que se connectent tous les opérateurs. Dans chaque point de mutualisation, les opérateurs installent leur module qui se relie alors à leur boucle locale. Ensuite, à chaque signature de contrat ou changement d’opérateur, il suffit de changer les connecteurs.

Il existe trois sortes de PM selon la densité de la zone : des points de mutualisation d’immeuble (> 12 logements), des points de mutualisations de rue (pour des immeubles de moins de 12 logements) ou des points de mutualisation de zone (desservant principalement des pavillons).

L’ARCEP (le gendarme des télécoms) définit les cas d’utilisation de chaque type de point de mutualisation :

Les différentes zones de déploiement définies par l'ARCEP

Les différentes zones de déploiement définies par l’ARCEP

Dans les zones peu denses ou les poches de basse densité, les points de mutualisation se situent dans le domaine public et regroupent de 300 à plus de 1000 lignes. En aval du PM, une fibre est tirée pour chaque logement et jusqu’au point de branchement (PB) généralement sur la voirie. Ce point de branchement est précisément le point qui différencie les logements raccordables des logements raccordés : chaque client qui signe un premier contrat est raccordé au PB via une (et une seule) fibre. Voici un exemple de point de mutualisation de zone (360 logements) déployée par Orange :

Point de mutualisation de zone (PMZ) auquel est relié entre 300 et 1000 logements

Point de mutualisation de zone (PMZ) auquel est relié entre 300 et 1000 logements

Dans les zones denses, il y a des points de mutualisation de rue (PMR), pour les immeubles de moins de 12 logements par exemple (et non accessibles par un réseau d’assainissement visitable). Ce sont des armoires de rue sur le domaine public. Soit ces armoires sont reliées à différents immeubles de moins de 12 logements (jusqu’à 100 lignes par PMR), et c’est alors de la monofibre, soit l’armoire est installée pour un immeuble en particulier est c’est alors de la multifibres (quatre fibres par logement). Les points de branchement se situent à chaque étage des immeubles.

Point de mutualisation de rue couvrant les immeubles de moins de 12 logements

Point de mutualisation de rue couvrant les immeubles de moins de 12 logements

Enfin, les points de mutualisation d’immeubles se trouvent à l’intérieur des immeubles de plus de 12 logements. Il y a un point de branchement au niveau de chaque étage et les abonnés sont alors raccordés via quatre fibres.

Déploiement de la colonne montante dans un immeuble en zone dense.

Déploiement de la colonne montante dans un immeuble en zone dense.

En pratique, le déploiement du point de mutualisation et de toute la partie en aval se fait par un même opérateur. Dans les immeubles, le choix de cet opérateur est fait par les syndics, quand dans les zones peu denses, ce sont les mairies ou les collectivités, par exemple, qui s’en chargent. Ensuite, l’ensemble des opérateurs peut y installer leurs équipements s’ils le souhaitent et si la zone est couverte par leur boucle locale. Dans tous les cas, la commercialisation n’est pas possible dans un délai de trois mois après les travaux afin que l’opérateur qui a déployé cette partie mutualisée ne soit pas avantagé. Dans les faits, c’est Orange qui déploie principalement ces parties communes et 9 fois sur 10, il reste seul opérateur au bout des trois mois de carence.

70% des logements raccordables à la fibre en France l’ont été grâce à Orange

70% des logements raccordables à la fibre en France l’ont été grâce à Orange

L’opérateur chargé du déploiement de cette partie mutualisée reste gestionnaire pour une durée de 25 ans reconductible. Lorsqu’un client signe un abonnement chez un  opérateur commercial connecté au PM, ce dernier peut réaliser lui-même le raccordement final du logement du client (entre le point de raccordement et le domicile), mais toujours sous la responsabilité de l’opérateur gestionnaire. L’utilisation de ce réseau donne alors lieu au paiement d’un loyer. Il peut donc s’agir d’une rente pour un opérateur qui déploie massivement les immeubles.

La technologie du superlatif

Les promesses de la fibre sont assez nombreuses : meilleurs débits, meilleure latence, meilleure stabilité. Beaucoup de superlatifs pour cette technologie qui devrait entièrement remplacer la paire de cuivre qui nous relie actuellement à Internet. Mais le déploiement prend du temps, coûte très cher et nombreux sont ceux qui s’interrogent sur l’arrivée de cette technologie dans leur foyer.

Aujourd’hui, Orange se positionne comme leader dans le déploiement de cette fibre en fixant pour objectif de rendre éligibles 20 millions de foyers d’ici 2022, loin devant ses concurrents. Plus fort encore, il rendra raccordables 100 % des logements de 9 grandes villes françaises d’ici la fin 2016. Cela, il le fera grâce à une augmentation de ses investissements et à l’architecture PON qui permet de déployer de manière beaucoup plus rapide et économique que l’architecture P2P utilisée jusque-là pour le cuivre.

Cette architecture PON en surprend plus d’un puisque 64 clients partagent une même fibre, divisant par 64 les débits théoriques d’une fibre. Néanmoins, le réseau est construit de telle manière que les débits offerts en PON chez Orange sont équivalents à ceux offerts par Free en P2P. L’architecture n’est donc pas le seul élément à prendre en compte puisque le dimensionnement du réseau de collecte est un point essentiel (quelques clients Free relatent une saturation sur certains services, alors même que leur connexion dédiée est excellente). À l’avenir, les débits devraient augmenter encore et encore. Orange teste actuellement le 10GPON multipliant par 4 les capacités de chaque fibre. D’autres techniques sont déjà à l’étude et permettent d’envisager des montées en débit encore plus fulgurantes, comme l’utilisation du multiplexage par longueur d’onde (WDM-PON) permettant d’avoir une longueur d’onde dédiée pour 1 ou 2 clients. Le meilleur des deux mondes entre le P2P et le PON, en somme.

Aujourd’hui, les offres fibre sont un succès d’un point de vue commercial : le client consomme plus de services à fortes valeurs ajoutées (VOD 3D/4K ou le stockage en ligne par exemple) tout en acceptant une montée en gamme et une augmentation du prix du forfait (5 à 10 euros). Mais sur ce terrain, les opérateurs ne se battent pas avec les mêmes armes : SFR propose des offres fibres qui au fond n’en sont pas. Les offres FTTLA (une boucle locale fibre mais une terminaison coaxiale) proposent des débits bien meilleurs que l’ADSL, mais en retrait par rapport à la « vraie » fibre (notamment sur les débits montants bien plus faibles) et de manière hétérogène car toutes les zones ne proposent pas les mêmes débits, contrairement à la majorité des offres fibre. De plus, les avantages en termes de stabilité sont alors complètement remis en cause pour cette technologie puisque la partie terminale en cuivre (chez le client) reste sensible aux perturbations de l’environnement. Le client sera-t-il capable de percevoir cette différence entre FTTLA et FTTH ? En réalité, rien n’est moins sûr.

Retrouvez plus d’information sur le déploiement de chaque opérateur et les offres de chacun en suivant ces liens :

Cet article a pu être possible grâce à Orange qui nous a ouvert ses portes. Si d’autres opérateurs veulent nous en dire plus sur les technologies qu’ils utilisent et leur déploiement, ils peuvent nous contacter via le formulaire prévu à cet effet.

Rédaction : Luc-Aurélien Gauthier
Illustration : Romain Gerardin
Intégration : Ulrich Rozier