Le haut débit parcourt le dernier kilomètre

Un jour heureux, les pipelines de fibre optique qui entourent votre métropole se ramifieront jusque dans votre maison. Jusque-là, la plupart d'entre nous qui cherchent des connexions à large bande dépendront des fils plus lents que l'on trouve déjà à la maison : fil téléphonique en cuivre transportant des liaisons de ligne d'abonné numérique (DSL) ou câble de télévision coaxial pour les services de modem câble.

Mais ces deux piliers du haut débit du dernier kilomètre sont rejoints par des options sans fil, notamment des services par satellite bidirectionnels et des technologies sans fil fixes de type cellulaire. Dans les années à venir, nous verrons également la diffusion de données de télévision numérique, les réseaux optiques sans fil et peut-être même les dirigeables répandre la manne numérique.

Abandonner l'accès à distance lentement

D'ici la fin de l'année, il y aura 10 millions d'abonnés au modem câble dans le monde contre 11,5 millions d'abonnés DSL, selon Cahners In-Stat. Bien que cela représente environ le double du nombre de l'année précédente, ce n'est qu'une fraction des 400 millions d'utilisateurs d'Internet dans le monde. D'ici 2005, l'étude prédit que seulement la moitié de tous les abonnés Internet américains bénéficieront de connexions à large bande.

Alors pourquoi ce retard ?

Pour les installations de modem câble et DSL, c'est la bataille dans les rues : les routes doivent être déterrées, les permis retirés et la police embauchée. Les kits d'installation de modems à faire soi-même rationalisent la lenteur de la connexion de nouveaux utilisateurs, mais des techniciens doivent toujours être envoyés pour activer les connexions à l'extérieur de la maison, et les fournisseurs doivent encore investir des millions dans l'assistance technique. Les alternatives sans fil évitent le coût de creuser des rues mais nécessitent que des techniciens montent et orientent soigneusement les antennes paraboliques.

Il y a un point positif dans cette lutte : elle amène les lignes de fibre optique plus profondément dans les quartiers. En règle générale, plus une maison est proche du nœud de fibre où les signaux optiques sont convertis en électricité, et plus il y a de nœuds de fibre déployés pour desservir chaque zone, plus la bande passante dont vous bénéficiez est élevée. En raison de cette expansion constante de la fibre, les connexions de 256 kilobits par seconde à un mégabit par seconde typiques du haut débit grand public d'aujourd'hui devraient aller de un à trois mégabits par seconde au cours de la seconde moitié de la décennie. C'est suffisant pour permettre des applications telles que la visioconférence et la vidéo à la demande, qui fonctionnent mal sur les réseaux haut débit actuels.

Qu'est-ce qui est assez rapide ?

Les performances du dernier kilomètre dépassent déjà la vitesse d'une connexion individuelle sur Internet en général. Un modem haut débit typique fonctionne à environ 600 kilobits par seconde, mais c'est la vitesse à laquelle il se connecte au fournisseur de services, pas un site typique sur Internet. Quelle que soit la vitesse de votre modem, divers goulots d'étranglement limitent la vitesse d'accès à Internet à une moyenne d'environ 300 à 500 kilobits par seconde.

Cette moyenne devrait augmenter au cours des prochaines années, mais en raison de l'envolée de la demande, elle n'augmentera pas aussi rapidement que l'augmentation des performances du dernier kilomètre. Vous ne verrez donc probablement que des améliorations de vitesse incrémentielles au cours des prochaines années. Passer des connexions commutées de 56 kilobits par seconde à 500 kilobits par seconde est bien plus perceptible que de passer de 500 kilobits par seconde à un mégabit par seconde. Comme les fournisseurs de haut débit se concentrent sur l'inscription de nouveaux abonnés, ils ne sont pas très intéressés à augmenter votre bande passante.

Tout dépend de vos connexions

De plus en plus, la qualité de la connexion d'un fournisseur de services à large bande à Internet devient aussi importante que la vitesse du modem à large bande. De nombreux fournisseurs de services haut débit exploitent les réseaux de distribution de contenu pour éviter les principaux goulots d'étranglement Internet, en saisissant les médias directement auprès des fournisseurs de contenu. Pour aller encore plus loin, certains fournisseurs de services haut débit stockent les médias en continu sur des serveurs locaux, les mettant ainsi à votre disposition, en tant que client, à une vitesse optimale.

Si la différence entre l'accès local et longue distance continue de s'élargir, les utilisateurs du haut débit pourraient bien passer de plus en plus de temps à échantillonner le contenu de meilleure qualité, mais beaucoup plus limité, proposé localement par le fournisseur plutôt que de subir les vitesses inférieures de l'open L'Internet. La perspective de services à très haut débit du dernier kilomètre qui combinent la qualité visuelle de la télévision avec l'interactivité du Web est attrayante pour les fournisseurs de haut débit, les grandes sociétés de médias, les annonceurs et de nombreux consommateurs. D'autres voient ces jardins clos comme une menace pour la concurrence ouverte et la diversité (voir Web derrière les murs ) .

Dans des décennies, nous reviendrons sur les soi-disant services à large bande d'aujourd'hui et nous nous demanderons comment nous avons pu tolérer des expériences aussi primitives. En attendant, voici ce que nous pouvons attendre du câble, de la ligne d'abonné numérique, des satellites et du sans fil fixe et d'alternatives plus éloignées telles que les plates-formes volantes.

Modems câble : définition des limites de vitesse

Vous pourriez obtenir des connexions beaucoup plus rapides, si les gars du câble s'en souciaient.

Grâce à leur câblage coaxial de grande capacité, les services par modem câble offrent un potentiel de débit supérieur à celui de la ligne d'abonné numérique (DSL). Mais dans le monde réel, les performances ne sont que légèrement plus rapides que celles du DSL.

En effet, alors que les réseaux câblés sont théoriquement capables de générer entre 10 et 27 mégabits par seconde, les câblo-opérateurs appliquent généralement des limites comprises entre un et deux mégabits par seconde et par utilisateur. Et comme la bande passante est partagée, la plupart des utilisateurs atteignent rarement ces limites. Plus il y a de voisins qui se connectent, plus la vitesse diminue.

La vitesse moyenne du modem câble se situe entre 500 et 750 kilobits par seconde, explique Mike Paxton, analyste chez Cahners In-Stat. Tard dans la nuit, explique Paxton, vous obtenez souvent des performances allant jusqu'à un mégabit par seconde, mais pendant les heures de pointe, la vitesse chute souvent entre 200 et 300 kilobits par seconde.

Pour améliorer les performances, les câblo-opérateurs étendent les réseaux de fibre optique plus profondément dans les quartiers et créent davantage de nœuds de fibre (les boîtes de jonction qui convertissent les signaux de fibre optique de plus grande capacité en signaux électriques circulant sur un câble coaxial). En réduisant le nombre de maisons desservies par chaque nœud, la bande passante augmente.

De plus, les câblo-opérateurs peuvent ouvrir davantage de bande passante en réduisant le nombre de chaînes de télévision fonctionnant sur le même réseau, bien qu'il soit rarement économiquement possible de le faire.

En fait, étant donné le manque général de concurrence auquel ils sont confrontés, les câblodistributeurs ne sont pas très motivés pour améliorer votre expérience. Mais ils sont occupés à adapter leurs réseaux et leurs modems à la téléphonie, une capacité déjà offerte par la plupart des fournisseurs DSL. Les modems conformes à la version 1.1 de la norme de modem câble Data Over Cable Service Interface Specifications arriveront plus tard cette année, ce qui permettra aux câblodistributeurs de fournir plus facilement un service vocal sur les mêmes lignes que celles utilisées pour la télévision et l'accès Internet.

DSL : la bande passante joue

Au fur et à mesure que les compagnies de téléphone s'efforceront de toucher davantage de clients haut débit, elles augmenteront lentement la bande passante.

Fonctionnant sur les mêmes fils de cuivre que les services téléphoniques, la ligne d'abonné numérique (DSL) est par nature une technologie plus lente que le câble. Pourtant, il a quelques atouts dans ses manches.

Alors que les modems câble fonctionnent un peu comme des cartes adaptateurs PC connectées à un réseau local, les modems DSL ressemblent davantage à des modems commutés. Ils sont basés sur une connexion fixe à un modem similaire au bureau central d'une compagnie de téléphone, de sorte que votre bande passante ne devrait pas changer même lorsque tout votre quartier décide de regarder les Oscars en ligne. (Une mise en garde : certains fournisseurs sursouscrivent leurs réseaux, de sorte que les connexions d'un bureau central à Internet sont surchargées, réduisant ainsi la bande passante pour tous.)

Bien que les lignes DSL typiques fournissent un service d'environ 500 kilobits par seconde, les vitesses augmenteront. Ernie Bergstrom, analyste chez Cahners In-Stat, déclare que la plupart des nouvelles lignes DSL grand public délivrent environ 784 kilobits par seconde en aval et 384 kilobits par seconde en amont. Au cours des prochaines années, ils essaieront de faire passer cela à un mégabit par seconde avec un meilleur équipement de multiplexage, explique Bergstrom, se référant à la technologie de base qui se situe entre les lignes DSL et à fibre optique au bureau central.

Ces améliorations prudentes de la vitesse ne nécessiteront ni des déploiements de fibre supplémentaires ni de nouveaux équipements client. En fait, les modems DSL existants peuvent gérer entre 1,5 et 7 mégabits par seconde. Presque personne n'obtient ce genre de vitesse aujourd'hui, essentiellement à cause des limitations de distance du DSL et parce que les compagnies de téléphone sont trop occupées à inscrire de nouveaux clients pour se soucier d'offrir des services premium.

Booster sa sauvegarde

Les compagnies de téléphone vendent le service DSL aux consommateurs dans un format ADSL asymétrique dans lequel la bande passante en aval est beaucoup plus élevée qu'en amont, similaire au câble.

Avec le DSL symétrique, les bandes passantes en amont et en aval sont équilibrées, ce qui le rend utile pour des applications telles que la visioconférence ou l'hébergement Web, qui nécessitent toutes deux de grandes capacités en amont.

La majeure partie de l'argent gagné sur le marché DSL provient de la vente de services DSL symétriques aux petites entreprises, car 300 $ par mois semblent être une bonne affaire pour une entreprise qui débourse 1 000 $ par mois pour un service T1 conventionnel de 1,5 mégabit par seconde.

Sur les réseaux câblés plus récents, rien n'empêche les fournisseurs de fournir des services symétriques similaires, mais les réseaux plus anciens nécessitent des mises à niveau coûteuses pour augmenter le canal arrière pour les téléchargements.

Alors que les câblodistributeurs dominent les banlieues aisées, les limitations de distance inhérentes à la technologie DSL ont largement restreint le service aux zones résidentielles plus urbaines. Au-delà de 12 000 pieds du bureau central le plus proche, les clients sont généralement limités à un service de 256 kilobits par seconde, et peu de fournisseurs desservent les clients au-delà de 15 000 pieds. Un nouvel équipement d'extension de ligne a été développé qui peut étendre la portée du DSL entre 18 000 et 24 000 pieds. Cependant, il faudra des années pour étendre ces réseaux et, contrairement au câble, le DSL continuera à troquer la bande passante contre la distance.

DSL a mis un peu de temps à démarrer en raison des problèmes de distance, dit Bergstrom, mais [les fournisseurs] essaient fébrilement d'étendre leurs services.

Aide d'un régime de fibres stable

D'ici cinq ans, dit Bergstrom, les fournisseurs de DSL accéléreront leurs projets pour étendre la fibre plus profondément dans les quartiers et plus près des maisons. En conséquence, la bande passante commencera à atteindre plusieurs mégabits par seconde.

À terme, les fournisseurs de DSL offriront ce que l'on appelle le DSL à très haut débit (VDSL) aux clients se trouvant à quelques milliers de pieds d'un bureau central. Nécessitant un nouvel équipement client, le VDSL est capable de vitesses comprises entre 3 et 20 mégabits par seconde, une bande passante suffisante pour les services de vidéo à la demande. Qwest expérimente le VDSL dans la région de Phoenix, mais de tels réseaux ne seront pas largement disponibles avant une décennie. D'ici là, les réseaux de modems câblés devraient fonctionner à des vitesses similaires.

Les satellites vont enfin dans les deux sens

Les fournisseurs peuvent désormais proposer le haut débit sans avoir besoin de connexion commutée.

Si vous êtes hors de portée des fournisseurs de haut débit filaire, regardez vers le ciel. Les satellites sont ici aussi longtemps que vous avez une exposition sud claire.

Jusqu'à récemment, les services par satellite étaient limités au DirecPC de Hughes, un service unidirectionnel coûteux qui nécessitait un compte Internet terrestre distinct pour le canal de retour.

L'automne dernier, cependant, un partenariat entre Gilat Satellite Networks, EchoStar Communications et Microsoft a introduit un service bidirectionnel appelé StarBand qui se vend environ 70 $ par mois. Le service StarBand propose jusqu'à 500 kilobits par seconde de téléchargements et 150 kilobits par seconde de téléchargements.

Plus tôt cette année, Hughes a présenté une version bidirectionnelle de DirecPC qui offre jusqu'à 256 kilobits par seconde de téléchargement avec le package de téléchargement standard de 400 kilobits par seconde. Les partenaires de Hughes, dont DirecTV, EarthLink et Pegasus Communications, ont lancé le service à des prix similaires cette année.

Ces premiers services par satellite transmettent sur les mêmes transmissions en bande Ku basse fréquence (11,7 à 12,7 gigahertz) que celles utilisées par la télévision par satellite et, après quelques modifications mineures, peuvent utiliser la même antenne parabolique. Ils ne peuvent pas tout à fait rivaliser avec le haut débit fixe en termes de vitesse ou de coût.

De plus, en raison des sauts de plus de 35 000 kilomètres entre le domicile, le satellite et les installations satellitaires terrestres, les services par satellite souffrent d'une latence élevée, le délai entre le lancement d'une demande Internet et la réception d'une réponse. Habituellement, le délai d'une demi-seconde est à peine perceptible, mais il est bien trop évident avec les applications en temps réel telles que les jeux multijoueurs et la vidéoconférence.

Génération S

Dans quelques années, une nouvelle génération de satellites utilisant la bande Ka à plus haute fréquence (18 à 31 gigahertz) atteindra le ciel, promettant des performances comprises entre 512 kilobits par seconde et trois mégabits par seconde. (Comme pour le câble, les performances du satellite se dégradent en fonction du nombre d'utilisateurs dans une zone de service donnée, ce qui rend les tarifs réels difficiles à estimer.)

Plusieurs sociétés, dont Hughes et la filiale SkyBridge d'Alcatel, prévoient d'introduire des services Internet en bande Ka. Dans un premier temps, la plupart de ces services cibleront les entreprises, mais quelques-uns offriront également des services aux consommateurs. Certains services, tels que SkyBridge, utilisent une chaîne de satellites en orbite terrestre basse volant à seulement environ 1 500 kilomètres au-dessus de la surface, améliorant ainsi la bande passante et réduisant la latence.

En raison des coûts et des risques élevés de lancement et de maintenance des satellites, la plupart des analystes s'attendent à ce qu'ils jouent un rôle assez limité aux États-Unis, desservant principalement les clients ruraux. Cependant, la technologie pourrait bien dominer le marché dans les pays en développement dépourvus de réseaux fixes.

Le sans fil fixe comble les lacunes

Les entreprises oubliées par le câble et le DSL peuvent choisir parmi un menu croissant d'alternatives.

Tout comme l'accès par satellite, le service sans fil fixe comblera les lacunes laissées par la couverture par modem câble et DSL dans les centres-villes, les petites collectivités et les banlieues isolées. Englobant une variété de technologies cellulaires, radio et micro-ondes, le sans fil fixe nécessite une antenne parabolique sur le toit, un peu comme une antenne parabolique.

De nombreux petits fournisseurs proposent un service sans fil fixe, mais les principaux acteurs dans le domaine des consommateurs sont des opérateurs longue distance tels que WorldCom et Sprint. Semblables à la technologie cellulaire, ces services sans fil fixes offrent une bande passante beaucoup plus élevée que les services mobiles à large bande car le système n'a pas à traquer une cible en mouvement et parce que le récepteur est plus puissant que celui d'un téléphone portable.

Lancé en novembre dernier à Memphis, WorldCom prévoit d'étendre son service sur 30 marchés à l'échelle nationale d'ici la fin 2001. Son objectif initial sera les petites entreprises et les complexes d'appartements. Un service similaire de Sprint est désormais disponible dans plus d'une douzaine de villes américaines.

La plupart des services sans fil fixes vont de 384 kilobits par seconde à 1,5 mégabits par seconde, avec une portée de 32 à 56 kilomètres depuis chaque station de base. Pour toutes les fréquences sauf les plus lentes et les plus basses, l'orientation de la ligne de terrain est requise et les performances sont réduites par un feuillage excessif, nécessitant parfois des plates-formes de toit disgracieuses pour atteindre au-dessus des feuilles.

La technologie de Cisco Systems et d'autres, cependant, surmonte le problème d'interférence multi-chemins causé par le feuillage et augmente la bande passante possible avec les récepteurs sans visibilité directe. La technologie de Cisco, appelée Multiplexage par division de fréquence orthogonale vectorielle , augmente la bande passante globale de plus de 20 %. Et parce que les antennes n'ont pas besoin de mesurer plusieurs dizaines de pieds de haut pour regarder au-dessus des arbres, cela réduit les coûts d'installation tout en augmentant la demande des clients.

Les services mobiles en Europe et en Asie fournissent actuellement des services à large bande limités aux utilisateurs de téléphones portables. D'ici quelques années, les services dits 3G plus rapides commenceront à offrir une bande passante mobile pouvant atteindre 384 kilobits par seconde (voir Web mobile vs réalité ) . Ce n'est peut-être pas grand-chose, mais ces mêmes émetteurs 3G peuvent également desservir des récepteurs fixes avec un service allant jusqu'à 2 mégabits par seconde. Si la demande de haut débit mobile n'est pas aussi élevée que prévu, les fournisseurs 3G peuvent basculer sur le marché de l'accès fixe.

Méga micro-ondes

Sur le haut de gamme des services sans fil fixes, des entreprises telles que Teligent proposent des services micro-ondes numériques point à point sur une gamme de fréquences beaucoup plus élevée. Destinés aux entreprises, ces services sans fil fixes haut de gamme offrent des performances comprises entre 20 et 150 mégabits par seconde. Bien que coûteux, limités en portée et sujets aux interférences météorologiques, leur capacité de bande passante élevée peut leur donner un rôle futur dans le service à large bande grand public.

L'aérer

L'optique en espace libre, ou optique sans fibre, qui projette des faisceaux lumineux dans l'air, fait concurrence aux micro-ondes numériques. AirFiber, Terabeam et d'autres sociétés fournissent des services sans fil laser qui peuvent potentiellement offrir une bande passante de plusieurs centaines de mégabits par seconde. (Le mois dernier, Texas Instruments a même dévoilé une alternative optique qui vous permet d'installer des réseaux Ethernet de 100 mégabits par seconde plutôt que de simples liaisons point à point.)

Étant donné que les signaux laser peuvent pénétrer dans les vitres d'un bureau, vous n'avez pas besoin de planter une parabole sur le toit. Cependant, il existe des limites de distance et l'optique sans fibre est particulièrement sensible aux interférences météorologiques, comme les fortes pluies ou la neige.

Réglage des données TV

Au fur et à mesure que les diffuseurs se préparent pour la télévision numérique, ils deviendront également des datacasters en téléchargeant d'énormes quantités d'informations pour toutes vos pommes de terre de souris Internet.

Selon la loi, les télédiffuseurs doivent se convertir complètement à la capacité de diffusion numérique d'ici 2006. En plus d'utiliser leur nouveau spectre pour fournir des émissions télévisées haute définition, de nombreux télédiffuseurs veulent l'exploiter pour diffuser des données à des débits de plusieurs mégabits par seconde.

Avec des services tels que ceux développés par iBlast Networks, les diffuseurs diffuseraient en continu les pages Web les plus populaires et d'autres contenus téléchargeables sur des PC équipés de cartes adaptatrices de télévision numérique et de petites antennes intérieures.

Bien qu'une solution d'accès Internet distincte soit requise pour le chemin de retour en amont, l'idée est que le service de diffusion de données peut pousser une telle partie du Web sur votre PC environ 75 gigaoctets par jour dans le cas d'iBlast que vous passerez plus de temps à interagir avec leur disques durs à des vitesses instantanées que de demander des informations sur Internet.

Les radiodiffuseurs ont beaucoup d'argent à consacrer à cette technologie et ils ne veulent pas être laissés pour compte. iBlast a terminé un essai sur le terrain de trois mois en avril et espère introduire des services commerciaux d'ici la fin de l'année.

Haut débit volant

Des services de type satellite sans le coût de lancement de satellites, qu'est-ce qu'il ne faut pas aimer ?

Deux autres alternatives à large bande sont vraiment bleues.

Sky Station, dirigée par Alexander Haig, prévoit de faire voler une flotte de 250 énormes dirigeables au-dessus des grandes villes, offrant des connexions de 2 à 10 mégabits par seconde. Utilisant le spectre de 47 gigahertz, chaque dirigeable géostationnaire à énergie solaire est conçu pour planer à une altitude de 21 kilomètres, fournissant un service à plus de 100 000 utilisateurs à large bande répartis sur 19 000 kilomètres carrés.

En plus de l'accès à Internet, les plates-formes Sky Station devraient être capables de fournir des services de téléphonie, de vidéoconférence et de télévision. Contrairement aux satellites, les décalages temporels ne devraient pas être un problème. Sky Station, qui espère lancer sa première plate-forme en 2002, affirme que la latence sera inférieure à 0,5 milliseconde contre 250 millisecondes pour les services satellitaires typiques.

Le réseau HALO, prévu par Angel Technologies en partenariat avec Raytheon, teste des avions à haute altitude. Ces avions pilotés encercleraient les principales zones métropolitaines à une hauteur de 52 000 à 60 000 pieds, offrant une communication bidirectionnelle entre 1 et 12,5 mégabits par seconde.

Chaque zone de service s'étendrait entre 50 et 75 milles de diamètre. Trois avions tourneraient en équipes de huit heures, remettant leurs charges utiles numériques (équivalent à 650 000 circuits T1 de 1,5 mégabit par seconde) avant d'atterrir pour faire le plein.

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