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Bienvenue dans la technologie xDSL

La paire de cuivre et les interférences

Après une orientation où le tout optique semblait prédominer, les chercheurs, sous la pression du marché, se sont intéressés à l’amélioration du débit sur le support économique que représente la paire cuivre de raccordement du client.
Le modem utilisé pour la réalisation de liaisons selon la technique ADSL, met en œuvre le résultat de techniques évoluées et complexes issues de cette recherche.
La transmission numérique sur paire torsadée dans la boucle est soumise à de nombreuses perturbations. (diaphonie, bruit impulsif, bruit thermique…)
Les lignes de plus de 4 kilomètres peuvent présenter dans les hautes fréquences, un affaiblissement pouvant atteindre 90 dB.

La diaphonie

Cette perturbation désigne l’interférence électro-magnétique entre paires appartenant à un même câble de transport. Trois types de diaphonie peuvent être distingués :
Diaphonie locale ou paradiaphonie ou NEXT
(Near-End Crosstalk)
Diaphonie distante ou télédiaphonie ou FEXT (Far-End Crosstalk)
Auto-diaphonie ou SNEXT (Self-Next)

La distorsion du signal
La distance, le nombre de points de coupure et le faible diamètre des paires de cuivre peuvent déformer le signal. La distorsion temporelle est particulièrement importante à haut débit et est traitée par le codage et la correction d’erreur. La distorsion en fréquence nécessite la mise en œuvre de circuits d’égalisation.

L’interférence radiofréquence
Le réseau de distribution est soumis à des interférences radio provenant des systèmes de radiotéléphonie. Le niveau de bruit dépend de la puissance des émetteurs et de leur plus ou moins grande proximité. Le bruit induit sur la paire dépendra également de la symétrie de la paire et également de la présence ou non de blindage relié ou non à la terre.

Le bruit blanc
Sa puissance est uniformément répartie dans la bande de fréquence. Il n’est, en général, pas gênant pour la transmission de données.

Le bruit impulsif
Ce bruit est généré par les néons, les moteurs, les relais... Le niveau de bruit impulsif dépendra du niveau du perturbateur électromagnétique et de sa position par rapport au câble. La symétrie de la paire sera également un paramètre important. Les codes correcteurs d'erreurs permettent sous certaines conditions bien spécifiques de limiter l'impact de ce bruit impulsif.

Le bruit d’écho
Egalement très préjudiciable à une bonne transmission. Il est dû à la réflexion causée par, un saut de calibre, une désadaptation des équipements d’extrémité ou une jarretière laissée en dérivation (effet d’antenne).

L’affaiblissement
L'affaiblissement en dB est proportionnel à la longueur du câble. Il varie en fonction de la racine carrée de la fréquence et dépend du calibre du câble.
Ci-dessous, un tableau de l’affaiblissement théorique, linéique en dB, de câbles non chargés.

Calibre du câble

4/10

5/10

6/10

8/10

Fréquence

dB / km

dB / km

dB / km

dB / km

0,8 kHz

1,61

1,26

1,06

0,81

3,4 kHz

3,25

2,50

2,06

1,5

28,8 kHz

7,6

5,45

4,3

2,79

64 kHz

9,7

6,9

5,5

3,9

128 kHz

11,8

8,7

7,3

5,4

256 kHz

14,5

11,2

9,8

7,6

300 kHz

15

12,4

10,3

7,9

512 kHz

20,6

17,9

14,1

12

Autres caractéristiques (Inductance, capacité, résistance) : 0,65 mH / km et 50 nF / km

Calibre du câble

4/10

5/10

6/10

8/10

Résistance

ohms / km

275

176

122

69

Le rapport S/B

Un des paramètres fondamentaux qui conditionnent la transmission d’un grand nombre d’informations sur une ligne, est la capacité des équipements terminaux à reconnaître les différents états du signal reçu. On comprend donc l’importance de l’écart entre le niveau du signal et celui du bruit, que l’on présente sous forme d’un rapport S/B exprimé en dB.
Le théorème de Shannon-Hartley précise le lien entre :
- la capacité maximale C en bits/s
- la bande passante W en Hz
- la puissance du signal d’information S en dB
- la puissance du bruit B au niveau du récepteur en dB

C = W Log2 (1 + S/B)

Tous les phénomènes qui vont soit diminuer le niveau du signal ou le modifier, soit amener ou augmenter le bruit vont nuire aux performances de la liaison.
Une solution consisterait à augmenter la puissance du signal émis, mais dans un câble où se côtoient de nombreux systèmes, on augmenterait le risque de perturbations.
- La télédiaphonie est beaucoup moins pénalisant que la paradiaphonie en terme de rapport signal sur bruit vu des usagers.

La paradiaphonie (NEXT)

La télédiaphonie (FEXT)

- Plus on se rapproche du central, plus les paires sont susceptibles d’interférer entre elles du fait de la densité géographique.
- La diaphonie entre paires est d’autant plus probable que la fréquence utilisée est élevée.
- La boucle locale offre une capacité de transmission supérieure dans le sens descendant que dans le sens montant. (conception du réseau et phénomènes de diaphonie)

Tous ces faits ont souligné l’intérêt de véhiculer dans la partie basse du spectre les débits montants et dans la partie haute, les débits descendants.

L’éligibilité

Le test d’éligibilité se fait à partir de la base de données qui gère les équipements et les constitutions des câbles de la boucle locale. Une RHM (relation homme machine) permet à partir du numéro de téléphone ou de l’adresse du client, d’effectuer un calcul théorique et de recenser les incompatibilités (RNIS (numéris), MUX (multiplexeur), TVL (transveil)…..)
Ces informations et tests peuvent être obtenus également à partir de l’Intranet de FT.
Avant d’entamer la procédure d’éligibilité d’un site client pour le service ADSL, il faut se renseigner sur la zone de couverture.

On trouvera sur le site  la liste des zones ouvertes.

et sur ce site, vous pouvez tester votre éligibilité ADSL auprès de différents opérateurs.

Critères de qualification d'une ligne d'abonné

La présence de MRA (multiplexeurs de raccordement d’abonnés), de tout système à courant porteur ou à gain de paires (TELIC, SPAN, SPAY, TVL...) n’est pas compatible avec l’ADSL.
L’accès doit être réalisé sur une ligne cuivre ayant une continuité métallique de bout en bout.
- Sur une ligne analogique isolée pour l’accès ADSL (Netissimo 1, 2)
- Sur un LL simple pour l’accès T-DSL (Turbo DSL)

l’affaiblissement de la ligne
La qualification consiste à vérifier dans un premier temps, l’affaiblissement théorique de la ligne téléphonique pour une fréquence de 300 kHz. Ce calcul comprend :
- L’affaiblissement du support prenant en compte les câbles de transport et de distribution.

Tableau des affaiblissements linéiques des câbles de transport et distribution à 300 kHz

Calibre des câbles : transport  distribution

4/10 mm

5/10 mm

6/10 mm

8/10 mm

Affaiblissement à 300 kHz

15.0 dB/Km

12.4 dB/Km

10.3 dB/Km

7.9 dB/Km

 

- Un forfait de 0.5 dB à 300 kHz est appliqué pour prendre en compte le câblage dans le répartiteur.
- Un forfait de 0.5 dB à 300 kHz est appliqué pour tenir compte de l'affaiblissement dans l'Installation Terminale du Client.
- L’affaiblissement du câble de branchement sera également estimé à partir de sa longueur. (zone rurale, urbaine, etc..). Une longueur forfaitaire de 50 mètres sera appliquée si on ne connaît pas la longueur de ce câble.

Tableau des affaiblissements linéiques des câbles de branchement à 300 kHz

Type de câble de branchement

5-9 ; 5-10 ou série 92

Affaiblissement à 300 kHz (valeurs approximatives)

10 dB/Km

* En limite de portée, les performances du câble 5-9, face aux interférences (bruits radio-fréquence, bruits impulsifs) sont moindres que celles des câbles de la série 92 ou 5-10.

L'affaiblissement total sera la somme des affaiblissements de tous ces éléments mis bout à bout.

Calcul du budget total de la ligne téléphonique

le budget total de la ligne devra respecter la limite donnée suivante :

ADSL Débits : Descendant/Remontant (kBit/s)

Portée limite : kHzdB300

IP/ADSL 128

160/96

60 dB

IP/ADSL 512

608/160

60 dB

IP/ADSL 1024 et Turbo DSL 1C

1216/320

50 dB

Turbo DSL 2C et Turbo DSL 2G

2048/320

50 dB

SDSL monopaire Débits : (kBit/s)

Portée limite : kHzdB300

Turbo DSL 0,5 S

640

52 dB

Turbo DSL 1 S

1216

40 dB

Turbo DSL 2 S

2048

29 dB

SDSL bipaires Débits : (kBit/s)

Portée limite : kHzdB300

Turbo DSL 0,5 S

640

75 dB

Turbo DSL 1 S

1216

52 dB

Turbo DSL 2 S

2048

45 dB

Turbo DSL 4 S

4096

29 dB

En limite de portée, une mesure d’affaiblissement de bout en bout à 300 kHz sous une impédance de 100 Ohms avec émetteur récepteur doit être effectuée pour infirmer ou confirmer le calcul théorique.

Les mesures électriques
Il s’agit de constater que les 2 fils (A et B) de la paire de cuivre ne présente pas d'anomalies manifestes, en tout premier lieu vis à vis du service téléphonique de base. Plusieurs mesures électriques sont faites à partir de robots correctement étalonnés.

Mesure des potentiels alternatifs.
Pour une ligne parfaite, les potentiels alternatifs (Fil A et B par rapport à la terre) devront être égaux à 0 Volts. On peut admettre pour le gabarit des valeurs inférieures à 4 Volts.

Mesure des potentiels continus.
Pour une ligne parfaite, les potentiels continus (Fil A et B par rapport à la terre) devront être égaux à 0 Volts. On peut admettre pour le gabarit des valeurs inférieures à 4 Volts.

Mesure de la résistance d’isolement.
Les résistances d'isolement (Fil A et B par rapport à la terre et par rapport à la batterie ; entre fil A et fil B) devront être supérieures à 10 MOhms.

Mesure de la capacité.
Le déséquilibre DSQ de capacités des deux fils A et B par rapport à la terre ne devra pas être supérieur à 2%.

Mesure du bruit.
Aucune fréquence parasite ne doit être mesurée, le bruit doit être le plus faible possible (environ – 50 dBmp) pour obtenir le plus grand écart entre le niveau du signal et celui du bruit (rapport signal/bruit).

Mesure de la longueur échométrique . Lecho
Dans le cas d’un tronçon de la ligne (Transport et Distribution) monocalibre, la mesure de la longueur échométrique permet la comparaison avec la longueur théorique.
Ces critères n'étant pas respectés, il se peut que les modems fonctionnent. Néanmoins le non-respect de ces critères traduit une ligne de mauvaise qualité susceptible de se dégrader dans le temps. Il n'est alors plus possible d'assurer la synchronisation correcte des modems à long terme.

Terre Fil x

Boucle

Fuite Bat x

Pot Cont x

Pot Alt x

DSQ

Bruit

10 Mohms

10 Mohms

10 Mohms

4 Volt

4 Volt

2 %

-50 dBmp

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