Mise au point : connexion internet - le cuivre

Savez-vous ce qu'est le cuivre ? Eh bien c'est ce qui apportait internet dans l'immense majorité de nos foyers jusqu'au milieu des années 2010 ! 

Le cuivre est l'un des premiers métaux travaillés par l'homme, il est utilisé dans de nombreux domaines comme dans l'agriculture sous forme de bouille bordelaise, dans les hôpitaux pour ses propriétés antibactériennes ou encore pour faire toutes sortes de tuyaux, dont celui qui nous intéresse aujourd'hui, celui dans lequel coule Internet.

Plus exactement, on parle de paires torsadées, deux fils, supposément en cuivre, enroulés l'un sur l'autre de la manière suivante.

Un peu d'histoire

Cette méthode a été inventé par Alexander Graham Bell, qui n'est autre que l'inventeur du téléphone, à la fin du 19^ème siècle pour répondre à un problème très particulier. En effet, une antenne n'est en réalité ni plus ni moins qu'un fil de métal et, aussi simple que cela puisse paraître, c'est ce qui permet toutes nos communications sans-fil comme la 4G et, bientôt, la 5G. Mais c'est également gênant car cela signifie qu'un câble capte tout ce qui se passe autour et que son signal est perturbé par le champ électromagnétique environnant.

Avec l'arrivée du tramway dans les années 1880 aux Etats-Unis, les ingénieurs ont développé une première méthode consistant à utiliser deux câbles au lieu d'un, chacun portant une polarité, puis une seconde qui consistait à échanger la position des câbles à chaque poteau. Mais avec de développement du réseau électrique, ces méthodes n'étaient plus suffisantes et c'est ainsi qu'est apparue la paire torsadée, plus efficace pour contrer les perturbations extérieures.

Mais trêve d'électromagnétisme, la paire torsadée à fait son petit bonhomme de chemin via le télégraphe puis le téléphone au cours du 20^ème siècle avant de transporter un signal qui nous est cher aujourd'hui : Internet.

Minitel et 56k

Avant l'ADSL que l'on connaît tous à peu près, les paires torsadées ont déjà servi pour acheminer des données, notamment avec notre bon vieux Minitel. Il était équipé d'un modem - contraction de modulateur / démodulateur - capable d'acheminer un débit de 300 à 4800 bits par seconde, voire même 9600, soit un débit gargantuesque de 9,6 kbps.

En parallèle du Minitel se développe une technologie un peu plus universelle, Internet. Or, à l'époque, point de 5G ou de fibre optique, mais ce qu'on appelait le dial-up, ou accès par ligne commutée. Cette technologie utilisait la ligne téléphonique - le réseau téléphonique commuté, ou RTC - afin. Le modem - l'ancêtre de la box - envoyait et recevait les données de l'opérateur sous forme sonore, sur les mêmes fréquences que la voix, pour un débit maximal de 56 kbps, d'où le nom de modem 56k.

Dans cette vidéo, on entend clairement le modem composer le numéro au début de la transmission puis émettre les données sous forme sonore. C'est également ce qui explique l'impossibilité de téléphoner sur la ligne fixe lorsque l'on était connecté à internet. Mais je vous parle d'un temps, que les moins de 20 ans, enfin bref vous connaissez la chanson.

On a par la suite exploité des fréquences élargies afin d'augmenter le débit jusqu'à 1 Mbps. Le dial-up est ce qu'on appelle communément en France le "bas débit".

Le DSL

Le DSL, ou Digital Subscriber Line, est une famille de technologies d'accès à Internet à laquelle la fameuse ADSL appartient. Le DSL fonctionne à la fois sur les lignes téléphoniques existantes et sur les lignes dédiées grâce à l'utilisation de fréquences supérieures à celles de la voix, ce qui permet de ne pas les mélanger. 

L'ADSL, ou Asymmetric DSL, est ce qu'on appelle en France le haut débit et permet un débit théorique d'environ 13 Mbps en download et 1 Mbps en upload. Il faut retirer à tout cela les données "non utiles" telles que les codes de correction d'erreur et prendre en compte l'atténuation de la ligne, un concept important dont nous n'avons pas encore parlé.

L'atténuation

L'atténuation est la perte de puissance du signal dans le câble. Elle est fonction de 3 paramètres : les propriétés du câble, la longueur de la ligne et la fréquence utilisée. En ADSL, on prend généralement la valeur de 15 dB/km, ce qui correspond à l'atténuation par kilomètre pour des câbles 0,4 mm de calibre à 300 kHz.

Bon, je sens bien que je vous perds, alors dites-vous simplement que 15 dB/km signifie qu'à chaque kilomètre parcouru, le signal est environ 30 fois plus faible.

L'atténuation est importante car assez forte sur des câbles en cuivre, beaucoup plus que sur une fibre optique. Ainsi, en se trouvant simplement à 2km du nœud de raccordement, le débit tombe total tombe à 6 Mbps. A 4 kilomètres, il ne reste plus que 0,7 Mbps.

L'ADSL2+ est une évolution de l'ADSL doublant la bande passante utilisée pour atteindre 2,2 MHz dans le sens descendant et permettant des débits meilleurs à condition de se trouver proche du nœud de raccordement. Jusqu'à 2km, on peut encore espérer 15 Mbps mais l'atténuation joue un rôle prépondérant si bien que l'ADSL2+ se retrouve aussi limité que l'ADSL à partir d'environ 3km. Sachez cependant que des câbles plus costauds comme les 0,8 mm, quoique plus rares, permettent de doubler ces distances.

La seconde technologie commune dans la famille DSL en France est le VDSL. Cette technologie est en réalité très similaire à l'ADSL mais exploite une bande passante encore plus large, située de 25 kHz à 12 MHz. Cette évolution se fait toutefois au détriment de la portée puisque le VDSL nécessite de se trouver à moins d'un kilomètre du nœud de raccordement, au risque d'obtenir des débits inférieurs à l'ADSL2+. Dans de bonnes conditions, on peut espérer des débits théoriques allant jusqu'à 55 Mbps en download et 3 Mbps en upload.

D'abord déployé à Paris dans les années 2000, le VDSL est peu à peu inclus dans les abonnements en France sans surcoût pour les abonnés éligibles. Il est remplacé par le VDSL2 à la fin des années 2000 et est également très présent chez nos voisins Belges (avec Proximus) et Suisses (avec Swisscom).

Le VDSL2 dispose de différents profils déterminant la puissance d'émission et la largeur de la bande, de 8,5 MHz pour 50 Mbps jusqu'au profils 30a et 35b permettant respectivement 200 et 300 Mbps sur des bandes de 30 et 35,3 MHz, mais malheureusement non implémentés en France, au profit du profil 17a permettant 100 Mbps sur une bande de 17,7 MHz. Le VDSL2 apporte également un certain avantage en termes de portée puisqu'il reste intéressant jusqu'à environ 3 kilomètres puis se comporte comme l'ADSL2+.

Allez, encore un dernier point parce que cet article ne serait pas complet sans vous parler du dégroupage. Initialement, le réseau déployé en France était celui de France Telecom, devenu Orange par la suite. Cependant, d'autres opérateurs ont commencé à développer un cœur de réseau et à raccorder les nœuds de France Telecom à leur réseau. 

On parle de dégroupage lorsque l'abonné à la possibilité d'utiliser les services d'un autre fournisseur d'accès que France Telecom / Orange pour sa connexion internet domestique, voire de dégroupage total lorsqu'il peut aussi résilier sa ligne téléphonique France Telecom au profit d'un autre fournisseur. Aujourd'hui le dégroupage est quasi total avec plus de 95% de lignes dégroupées.

Ça existe encore aujourd'hui ?

Le VDSL, de par sa faible portée, fut un premier pas vers la fibre en forçant les opérateurs à créer de nouveaux nœuds de raccordement plus proches des habitations et fibrés. C'est également ce qui a poussé vers le câble coaxial dont on va reparler dans un prochain article puis vers la fibre optique jusqu'à la box - ou FTTH - par la suite.

Malgré tout, l'ADSL à 2 Mbps est resté la norme en rase campagne jusqu'au milieu des années 2010 - sentez-vous mon amertume d'une enfance bercée par les barres de chargement interminables dans ces mots ? - et reste encore une réalité pour beaucoup. Fin 2019, l'ARCEP comptait 23,5 millions de foyers raccordés à l'ADSL / ADSL2+ contre presque 10 millions au câble et 6 millions au VDSL2. La fibre suit toutefois son bonhomme de chemin avec pas moins de 18 millions de foyers raccordés, un nombre qui a presque doublé en 2 ans.

Que les plus pessimistes se rassurent, tout le monde finira par avoir la fibre, c'est du moins ce qui devra se passer à l'horizon 2030 puisqu'il s'agit de la date annoncée par Orange pour la fin du réseau cuivré. Mais d'ici là, tout le monde aura la 5G et des licornes flotteront dans le ciel, n'est-ce pas ?