I.2.5. Les réseaux des
câblo-opérateurs
Les opérateurs vidéo, ou encore les
câblo-opérateurs pour la partie terrestre câblée,
sont les opérateurs chargés de la mise en place des
réseaux câblés ou hertziens, avec pour objectif
immédiat de transmettre des images de télévision par la
voie terrestre ou hertzienne. Cette infrastructure de communication fait
transiter des canaux vidéo vers l'utilisateur final. L'amortissement du
câblage ou des relais hertziens passe par la mise à disposition
des utilisateurs de nombreux canaux de télévision.
Les opérateurs hertziens sont présents depuis de
longues années avec la diffusion de canaux de télévision,
qui a ses avantages et ses inconvénients. La numérisation de ce
réseau, essentiellement analogique jusqu'au début des
années 2000, est en cours, aussi bien par satellite que par des relais
terrestres numériques.
II existe de nombreuses qualités d'image pour la
vidéo, depuis les images saccadées et de faible définition
jusqu'aux images animées de très bonne qualité. La
classification est généralement la suivante :
· la visioconférence, qui possède une
définition relativement faible et dont la fonction est de montrer le
visage du correspondant. Pour gagner en débit, on peut diminuer le
nombre d'image par seconde. La visioconférence se transporte
aisément sur un canal numérique à 128 Kbits/s avec une
compression simple à réaliser. On peut abaisser le débit
jusqu'a 64 Kbits/s, voire en déca, mais, dans ce cas, la qualité
est sérieusement affectée ou bien les codeurs-décodeurs
correspondants sont à prix trop élevé ;
· la qualité télévision ordinaire
représente un canal de 4 ou 5 MHz de bande passante en analogique. La
numérisation brutale de ce canal produit un débit de plus de 200
Mbit/s. Une fois compressé, ce débit peut descendre à 2
Mbit/s, pratiquement sans perte de qualité. On peut, avec une
compression poussée, aller vers des débits de quelques centaines
de kilobits par seconde, mais la qualité s'en trouve parfois
dégradée. De plus, à ces débits, les erreurs en
ligne deviennent gênantes, car elles perturbent 1'image au moment de la
décompression. Le mieux est de trouver un compromis entre une forte
compression et un taux d'erreur de 10-9, qui ne détruit qu'une infime
fraction de l'image et ne gêne pas sa vision. Le standard pour la
transmission d'un canal de télévision numérique est
aujourd'hui MPEG-2 (voir le chapitre 32) ;
· Les progrès des codeurs-décodeurs
devraient permettre, dans quelques années, de faire passer un canal de
télévision sur une bande encore plus restreinte, en y ajoutant de
nouvelles fonctionnalités. Les standards MPEG-4 (2000) et
MPEG-7 (2 003) proposent de nouvelles solutions de codage et de
compression pour toutes les sortes de transmissions d'images animées,
avec des possibilités de reconnaissance d'image par des codages par
objet.
· La qualité télévision haute
définition demande des transmissions à plus de 500 Mbit/s, si
aucune compression n'est effectuée. Apres compression, on peut obtenir
une valeur de 35 Mbit/s, voire descendre vers les 4 Mbit/s ;
· La qualité vidéoconférence, qui se
rapproche du cinéma, requiert des débits considérables.
Etant donné les débits demandes, ce type de canal ne sera
intégré que beaucoup plus tard dans les applications
multimédias.
Les câblo-opérateurs se préoccupent en
premier lieu de diffuser des images animées. Les structures de
câblage mises en place correspondent à l'arrivée chez
l'utilisateur de nombreux canaux de télévision, qui se comptent
aujourd'hui par centaines.
Les applications vidéo qui peuvent être
développes sont nombreuses. Elles vont de la
télésurveillance à la vidéo a la demande, ou VoD
(Video on Demand), en passant par la messagerie vidéo.
Pour le moment, les industriels de ce secteur effectuent
encore souvent la transmission sous forme analogique pour optimiser le
coût de l'infrastructure. La transmission numérique est en train
de prendre la relève pour le transport des applications
multimédias. On peut citer l'architecture de transport vidéo du
groupement DAVIC (Digital Audio VIsual Council), fonde en 1994
Les réseaux câblés, utilises par les
diffuseurs sur la partie terminale du réseau de distribution, sont
réalisés avec comme support physique e CATV, ou câble
d'antenne de télévision, qui n'est autre qu'un câble
coaxial de 75 Q, dont la largeur de bande dépasse 1 GHz. C'est un
support unidirectionnel, qui implique d'envoyer e signal vers un centre, qui e
rediffuse a toutes les stations connectées, contrairement à ce
qui se passe, par exemple, dans e réseau Ethernet, ou e signal est
diffuse dans les deux sens du support physique. De ce fait, dans un
réseau de CATV, il faut diffuser soit à partir du centre vers la
périphérie - la transmission ne se fait alors que dans un seul
sens, et l'utilisateur final n'a pas de canal retour, soit à partir de
deux câbles en parallèle, dont l'un permet de remonter
jusqu'à la tête de réseau.
On peut également, dans e cas bidirectionnel, se
permettre de n'avoir qu'un seul câble coaxial mais une bande passante
divisée en deux. Une partie de la bande passante sert à aller
vers la tête de réseau, qui possède un retransmetteur
permettant une diffusion, et l'autre partie vers l'ensemble des utilisateurs.
On parle en ce cas de bande montante et de bande descendante.
Aujourd'hui, on utilise parfois la fibre optique à la
place du câble coaxial, en grande partie parce que le prix de revient de
la fibre optique et des connecteurs devient concurrentiel. La bande passante
est beaucoup plus importante dans ce cas.
Les réseaux câblés ont été
exploités pendant longtemps en analogique et non en numérique. A
moyen terme, ils pourraient être utilisés pour acheminer des
applications multimédias. Le passage intermédiaire, que nous
vivons actuellement, permet déjà le partage d'un canal à
34 Mbit/s, que les utilisateurs extrémité se partagent pour
accéder à un opérateur de réseau Internet.
Le câblage de ces câblo-opérateurs à
l'avantage d'arriver dans presque tous les foyers et d'être une porte
d'entrée vers l'utilisateur final. Ce câblage, qui est une des
clés de la diffusion généralisée de l'information,
a été durant de nombreuses années la proie des
opérateurs de télécommunications, qui cherchaient à
s'ouvrir un accès haut débit vers les utilisateurs.
Cependant, il faut bien noter que la technique principale
utilisée par ces câblo-opérateurs pour transporter les
canaux de télévision est un multiplexage en fréquence,
c'est-à-dire une partition de la bande passante du câble en
sous-bandes. Chaque sous-bande transporte un canal de télévision.
Cette solution est illustrée à la figure 7.
Figure 7 : Le
multiplexage en fréquence dans un CATV.
Cette technique de multiplexage en fréquence d'un grand
nombre de sous-bandes pour les équipements de réception
présente l'inconvénient de requérir autant de
récepteurs que de canaux à accéder. II faut un
décodeur de télévision pour recevoir un canal parmi tous
les canaux disponibles, un modem câble si l'on veut émettre des
données vers un réseau comme Internet et un boîtier
d'accès téléphonique pour assurer la parole
numérique. Les techniques de multiplexage temporel, dans lesquelles le
temps est découpé en petites tranches affectées
régulièrement aux utilisateurs, sont évidemment beaucoup
plus puissantes, puisqu'un seul émetteur-récepteur permet de
recevoir tous les canaux.
En conclusion, on peut dire que la puissante technique
employée par les câblo-opérateurs permet une
intégration dans le CATV d'un grand nombre d'applications utilisant des
sous-bandes différentes, adaptées à chaque type de
transmission. Son principal inconvénient vient du multiplexage en
fréquence, qui conduit les câblo-opérateurs à
utiliser un grand nombre de bandes en parallèle. Ces bandes peuvent
être considérées comme des canaux de communication
indépendants les uns des autres, de telle sorte qu'il n'y a pas
d'intégration des flux. Cela peut s'exprimer de la façon suivante
: si une bande n'est pas utilisée, personne d'autre ne peut l'utiliser.
Dans une bonne intégration, lorsqu'un client n'utilise pas la ressource
qui lui est affectée, les autres clients peuvent la
récupérer pendant le temps de non-utilisation.
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