S’il y a bien quelque chose d’irréfutable, c’est que depuis 1876, et l’invention du téléphone par Alexander Graham Bell, l’humanité n’a eu de cesse d’améliorer ses techniques de communication. En 1962, pour des raisons d’abord essentiellement militaires, un réseau de communication entre ordinateurs a vu le jour aux Etats-Unis. Le but était de pouvoir mieux résister à une attaque nucléaire. Une « toile » d’ordinateurs est née. Quelques années plus tard, l’idée a été reprise pour relier quatre grandes universités (réseau Arpanet, en 1969). Un protocole plus performant, TCP/IP, remplace progressivement l’ancien NCP, et en 1983, le réseau, qui s’est agrandi, l’a complètement adopté. Mais l’Internet tel qu’on le connaît ne viendra qu’en 1991, alors qu’un informaticien du CERN cherche un moyen de partager simplement les informations entre les scientifiques. En 1989, le réseau des réseaux compte 100 000 ordinateurs ; 3 ans plus tard, c’est 1 000 000 qui sont reliés ! Internet est à ce jour accessible par plus de 400 millions d’internautes. 

On comprend bien qu’avec les progrès énormes que connaissent les services sur Internet, et le nombre impressionnant d’ordinateurs interconnectés, les débits offerts doivent sans cesse augmenter. Mais les opérateurs ont vite été limités par le support physique de la transmission. La fibre optique apportait bien la solution idéale en terme de hauts débits, mais son coût ne permettait pas un déploiement total jusque chez le particulier, et il n’était bien sûr pas rentable de remplacer le réseau téléphonique existant (paires de cuivre torsadées). Il fallait donc inventer une technologie satisfaisant ces critères. L’ADSL est alors née dans les laboratoires du CNET (aujourd’hui devenu France Telecom R&D) dans la première moitié des années 1990. L’ADSL est commercialisée à la fin de l’année 1999 et connaît un succès énorme dans le monde entier dès les premiers mois.

Abordons maintenant l’aspect technique de l’ADSL. L’idée est donc de transmettre à grande vitesse une suite de bits, c’est-à-dire des 0 et des 1 qui sont les éléments de base de l’information numérique. On va chercher à optimiser ce débit, et le rendre le plus grand possible, tout en minimisant les erreurs de transmission dans le canal reliant un particulier et le central téléphonique le plus proche. Pour cela, on va utiliser un maximum de bande passante non occupée par le téléphone, c'est-à-dire au-delà de la bande 0-4 kHz. L’ADSL version 1 (que nous étudions) va utiliser la bande entre 4 kHz et 1,1 MHz. C’est la répartition des bits sur plusieurs signaux de fréquences différentes, étalées sur toute la bande passante, qui permet d’avoir un débit élevé. C’est ce qu’on appelle le multiplexage. La technique employée pour ce faire s’appelle la DMT (Discrete MultiTone). Concrètement,  la bande passante disponible va être découpée en canaux. Il y aura deux ensembles de canaux : ceux pour le downstream (informations transmises du central au particulier), et ceux pour l’upstream (sens particulier à central). Il y a au total 256 canaux.

Découpage de la bande passante disponible sur un câble constitué de paires torsadées

Voici le schéma synoptique d’une liaison ADSL :

Schéma synoptique d’une liaison ADSL

Dans un premier temps, nous étudierons le principe de la DMT appliqué à la transmission ADSL. Ainsi, nous pourrons expliquer la modulation et démodulation des signaux, puis comprendre l’intérêt d’insérer un préfixe cyclique entre les trames. Nous aborderons ensuite le procédé d’évaluation des canaux. Nous terminerons l’étude par l’allocation dynamique des bits dans les différents canaux de transmission.

L’ensemble des étapes du système forme donc un système d’émission/réception très complexe puisqu’il est capable d’évaluer les caractéristiques du support de transmission, et d’en déduire le débit optimal sur celui-ci, tout en minimisant le taux d’erreurs sur les symboles.