Une brève histoire de la technologie Internet à large bande

À l’ère numérique d’aujourd’hui, le haut débit est devenu une nécessité pour chacun d’entre nous et chaque famille. Sans cela, nous serions agités et agités.

Alors, connaissez-vous les principes techniques du haut débit ? Depuis la première connexion commutée 56k "cat" jusqu'aux villes et foyers Gigabit actuels, quels types de changements notre technologie haut débit a-t-elle connu ? Dans l’article d’aujourd’hui, examinons de plus près « l’histoire du haut débit ».

█ xDSL et RNIS

Avez-vous vu l'interface ci-dessous ? Je crois que de nombreux amis nés dans les années 70 et 80 ont dû le voir et le connaissent très bien. Oui, c’est l’interface de « connexion commutée » lorsque nous sommes entrés en contact avec Internet pour la première fois. C'était il y a plus de 20 ans, lorsque Xiao Zaojun était encore à l'université. Pour accéder à Internet, je dois acheter une carte modem (Modem, communément appelé « chat ») et la brancher sur l'ordinateur. Branchez ensuite la seule ligne téléphonique du dortoir sur le « chat ». Ce n'est qu'une fois les réglages terminés que vous pourrez commencer à composer.

Modem

Après un craquement "déchirant", il a montré que la connexion avait réussi, c'est-à-dire qu'il était connecté à Internet. Quelle est la vitesse de l'Internet commuté ? 5 Ko/s... (On prétend qu'il s'agit d'une connexion commutée de 56 Ko, mais le débit réel est de 45 Kbps. Lorsqu'il est réellement utilisé, il est souvent de 1 à 2 Ko/s...) Oui, vous avez bien lu, c'est si lent. Au début, tout notre dortoir comptait sur ce « filet » pour nous connecter au système scolaire afin de sélectionner les cours. S'il vous plaît, ressentez par vous-même ce que vous avez ressenti à ce moment-là... Avec cette méthode primitive, une fois que vous vous connectez pour accéder à Internet, le téléphone ne peut pas être connecté et est dans un état « occupé ». De plus, l'accès Internet par ligne commutée est également très cher, tout comme un appel téléphonique, il est facturé à la minute (environ 30 centimes par minute). La vitesse est intrinsèquement lente, mais regarder l’argent couler peut vous conduire à la mort. Si vous estimez que la vitesse d'Internet dans le dortoir est lente, vous pouvez également choisir d'aller au cybercafé. Les premiers cybercafés disposaient également d’un accès Internet par ligne commutée. Plus tard, certains cybercafés ont commencé à se moderniser. Sur la porte de ces cybercafés, il y a souvent quelques grands mots écrits : « Ligne dédiée RNIS, surf à haut débit ».

Les cybercafés des années 2000

RNIS est un réseau numérique à intégration de services. Il s'agit toujours d'une technologie développée sur la base du réseau téléphonique existant (PSTN, Public Switched Telephone Network), qui permet de réaliser la transmission de plusieurs signaux tels que la voix, les données et la vidéo sur la même ligne. Le coût du RNIS est relativement élevé et la vitesse du réseau n'est pas beaucoup plus rapide. À cette époque, China Telecom proposait une norme RNIS à bande étroite avec un débit de seulement 128 Kbps, soit un peu plus de 2 fois plus rapide que l'accès commuté. Après quelques années, les choses ont finalement changé. Le maître des télécommunications a apporté un appareil à la porte et a déclaré que tant que cet appareil serait utilisé, la vitesse d'Internet « monterait en flèche ».

Voici l'appareil

Après avoir demandé autour de moi, j'ai découvert que cet appareil s'appelle Modem ADSL. Branchez la ligne téléphonique sur le modem ADSL, puis utilisez le câble réseau pour connecter le modem ADSL et l'ordinateur pour accéder à Internet. Après l'adoption de l'ADSL, le débit du réseau a en effet été considérablement amélioré, passant de 56Kbps à 1Mbps. Plus tard, il est redevenu 2 Mbps. Cette augmentation de la vitesse a entraîné une énorme amélioration de l'expérience : l'accès aux pages Web, etc., est très fluide. Discuter sur QQ est plus rapide. Le téléchargement de logiciels, de films et de séries télévisées est également devenu possible (auparavant, le 56K était tout simplement impensable). En tant qu'étudiant spécialisé en ingénierie des communications, Xiao Zaojun ne savait pas à l'époque que le nom complet de l'ADSL est Assymétrique Digital Subscriber Line, qui est un type de technologie DSL. La technologie DSL a été inventée par le Bell Communications Research Institute aux États-Unis en 1989. Lorsque la technologie ADSL est apparue, j'étais très curieux : il s'agissait toujours d'une ligne téléphonique, mais pas d'un câble réseau à paire torsadée. Comment se fait-il que la vitesse ait soudainement augmenté ?

Les lignes téléphoniques sont généralement à 2 conducteurs et utilisent une interface RJ11

Les câbles réseau (paires torsadées) sont à 8 conducteurs (4 paires) et utilisent une interface RJ45

Il s'avère qu'au début (56K), nous n'avons utilisé que du cuivre. La partie basse fréquence de la ligne (la partie inférieure à 4 KHz) ne réalise pas pleinement son potentiel. La technologie ADSL utilise le multiplexage par répartition en fréquence pour diviser les lignes téléphoniques ordinaires en trois canaux relativement indépendants : téléphone, liaison montante et liaison descendante, ce qui non seulement évite les interférences, mais augmente également la vitesse. Remarque : Plus précisément, l'ADSL utilise la technologie DMT (Discrete Multi-Tone) pour diviser la bande de fréquence de la ligne téléphonique d'origine de 4 KHz à 1,1 MHz en 256 sous-bandes avec une bande passante de 4,3125 KHz. Parmi elles, les bandes de fréquences inférieures à 4 KHz sont toujours utilisées pour transmettre les POTS (services téléphoniques traditionnels), les bandes de fréquences de 20 KHz à 138 KHz sont utilisées pour transmettre des signaux de liaison montante et les bandes de fréquences de 138 KHz à 1,1 MHZ sont utilisées pour transmettre des signaux de liaison descendante. Par rapport à la méthode originale, l'ADSL a non seulement une vitesse nettement plus élevée, mais a également un prix nettement inférieur. Lorsque l’on navigue sur Internet, il n’est plus nécessaire de « faire une course contre la montre ». De plus, surfer sur Internet et passer des appels téléphoniques ne sont plus en conflit et peuvent se faire en même temps. Plus tard, basés sur l'ADSL, l'ADSL2 et l'ADSL2+ ont été mis à niveau, et la vitesse a pu atteindre 20 Mbps pendant un certain temps. Plus tard, une série de technologies telles que VDSL et VDSL2 ont été introduites. Ces technologies sont souvent collectivement appelées technologies xDSL. Jusqu'à présent, certains endroits à l'étranger utilisent encore la technologie xDSL. Basé sur G.Fast issu du VDSL2, la vitesse théorique maximale peut atteindre 1 Gbit/s. Nous avons mentionné plus tôt que certains cybercafés en Chine utilisent la technologie RNIS. En fait, le cycle de vie de cette technologie RNIS est relativement court. La technologie ADSL s'est développée avant son développement. À cette époque, certains cybercafés sont passés à l'ADSL, et certains ont changé vers d'autres lignes dédiées, telles que DDN (Digital Data Network, Digital Data Network), etc., mais c'est une histoire plus tard. En plus de l'ADSL, la radio et la télévision haut débit (accès par câble) et d'autres méthodes d'accès à Internet sont également autour de nous. Radio et télévision haut débit, je pense que tous ceux qui l'ont utilisé seront impressionnés. En fait, il s'agit d'un moyen de fournir un accès haut débit via le câble coaxial de télévision par câble (CATV).

Décodeur haut débit radio et télévision, entrée câble coaxial, sortie câble réseau

Câble coaxial

█ EPON et GPON

ADSL ont apporté une amélioration significative de l'expérience réseau. Alors que nous étions plongés dans cette amélioration, une nouvelle technologie encore plus impressionnante est arrivée à nous. Cette technologie est bien entendu le haut débit par fibre optique. L'ADSL et le RNIS sont tous deux basés sur des câbles métalliques et des supports en cuivre. Dans les années 1960, le scientifique anglo-chinois Kao Kun a publié un article proposant les bases théoriques de l'utilisation de fibres optiques (fibres optiques) pour les communications de données. Peu de temps après, la société américaine Corning a mis au point la première fibre optique au monde avec une atténuation répondant aux exigences, et cette invention magique a été présentée au monde.

Gao Kun

Dans les années 1970 et 1980, la technologie de la fibre optique s'est développée rapidement. En plus d'utiliser la fibre optique pour les réseaux fédérateurs, les fabricants de communications ont également lancé des recherches sur l'utilisation de la fibre optique pour les réseaux d'accès afin de remplacer les câbles en cuivre. C’est ainsi qu’est née l’idée du réseau d’accès par fibre optique. Le réseau d'accès fibre optique est une architecture typique P2MP (point à multipoint). En fait, pour parler franchement, il s'agit d'une structure arborescente qui divise en continu la lumière pour réaliser des connexions optiques pour un grand nombre d'utilisateurs. La première technologie de communication optique était relativement faible (étage PDH/SDH) et le signal de transmission par fibre optique présentait une forte atténuation. Ainsi, tous les réseaux optiques actifs (Active Optical Network, AON) sont développés, qui nécessitent l'introduction d'énergie externe (alimentation) pour renforcer (relaiser) la lumière. L'équipement est plus complexe et le coût est plus élevé. Plus tard, à mesure que la technologie mûrissait progressivement, la lumière pouvait voyager plus loin et les réseaux optiques passifs (PON) ont commencé à apparaître. Réseau optique passif, divisé en OLT, ODN, ONT/ONU. OLT (Optical Line Terminal) est l'équipement côté bureau, et ONT/ONU (Optical Network Unit/Terminal) est l'équipement côté utilisateur (tel qu'un modem optique). ODN est un réseau de distribution optique, qui peut être compris comme le tronc de PON. La passivité de PON fait principalement référence à cette partie de passivité, qui réduira considérablement les coûts de construction et de maintenance. Au début du PON (fin des années 1980), les fabricants ont essentiellement introduit la technologie PON à bande étroite. La vitesse de cette technologie est très faible, pas plus de 2 Mbps. De plus, comme les fabricants travaillent seuls, des spécifications et des normes unifiées n’ont pas été élaborées. En 1995, sept opérateurs de réseau, dont BELLSOUTH, BT et France Télécom, ont lancé conjointement la création de la Full Service Access Network Alliance (FSAN), dans l'espoir de proposer une norme unifiée d'équipement de réseau d'accès optique. Peu de temps après, en 1997, sur la base des recommandations du FSAN, l'ITU-T (Bureau des normes de télécommunications de l'Union internationale des télécommunications) a lancé le système technologique APON, qui est la norme G.983.1. APON est ATM PON. ATM n'est pas un guichet automatique bancaire, c'est l'abréviation de Asynchronous Transfer Mode. L’essence de l’ATM est un protocole de transmission. L'ancienne génération de communicateurs doit être familiarisée avec l'ATM, qui était autrefois un concurrent du protocole IP et était autrefois très populaire. En 2001, FSAN et ITU-T ont mis à niveau et révisé la spécification APON et ont changé le nom en BPON (Broadband PON, réseau optique passif à large bande). La raison du changement de nom était qu'ils ne voulaient pas qu'APON soit interprété à tort comme fournissant uniquement des services ATM. Afin d'améliorer encore la norme de débit de PON, en 2002, FSAN a lancé un nouveau travail visant à normaliser les réseaux PON supérieurs à 1 Gbit/s. En mars 2003, sur la base des recommandations du FSAN, l'ITU-T a promulgué la norme G.984, qui est GPON (Gigabit-capable PON, Gigabit Passive Optical Network). Alors que le FSAN et l'ITU-T travaillaient à plein régime, une autre organisation de normalisation ne restait pas inactive et commençait à bricoler la technologie PON. Il s’agit du tout aussi célèbre IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). IEEE est le développeur et le partisan des normes Ethernet. Après que l'IEEE a publié la norme Gigabit Ethernet en 1998, elle envisageait de développer une norme PON basée sur Ethernet. En 2000, l'IEEE a créé le groupe de travail EFM et a officiellement lancé les travaux de normalisation associés. Le nom complet du groupe de travail EFM est intéressant, appelé Ethernet for the First Mile, et il appartient au groupe IEEE 802.3 qui développe les normes Ethernet. En avril 2004, le groupe de travail EFM s'est achevé et a officiellement lancé la norme IEEE 802.3ah, qui est EPON (Ethernet PON, PON basé sur Ethernet Ethernet). Plus tard, au fil du temps, ATM a progressivement perdu du terrain dans la concurrence avec IP. APON (BPON) a également été abandonné par les opérateurs pour des raisons de coût, d'efficacité et d'autres raisons, et s'est retiré de la scène de l'histoire. Par conséquent, je ne présenterai pas grand-chose sur APON (BPON), et vous n’avez pas besoin d’en savoir trop. Quoi qu'il en soit, tout le monde se souvient que l'industrie dominante à cette époque était EPON et GPON. Il s'agit de différents systèmes techniques lancés par différents organismes de normalisation. Il n'y a pas de relation de mise à niveau, d'évolution ou de substitution entre les deux, et ils peuvent être considérés comme des développements parallèles. Il existe de nombreuses informations en ligne sur les différences techniques spécifiques entre les deux. Vous pouvez les étudier séparément. Bref, EPON et GPON ont chacun leurs propres avantages et inconvénients. Pour faire simple, GPON a une bande passante plus large, peut transporter plus d'utilisateurs et est plus efficace, mais il est également plus complexe à mettre en œuvre, donc le coût est plus élevé. À en juger par la part de marché intérieure, EPON a été largement adopté par China Telecom à l'époque, tandis que GPON était plus populaire auprès de China Unicom et China Mobile. À l'étranger, la plupart des pays et régions utilisent GPON, à l'exception du Japon et de quelques pays qui utilisent EPON. Si vous avez des impressions, vers 2010, les techniciens en télécommunications ont commencé à venir remplacer les équipements et n'utilisaient plus les lignes téléphoniques pour accéder à Internet. Il s’agit plutôt d’un câble réseau connecté au boîtier courant faible. Le noyau interne des câbles réseau est souvent séparé. Il y a 8 fils, dont 2 sont connectés au port RJ11 pour se connecter au téléphone ; les 6 autres fils sont connectés à l'ordinateur pour accéder à Internet. À cette époque, les routeurs sans fil Wi-Fi ont progressivement commencé à apparaître et des câbles réseau pouvaient être connectés aux routeurs sans fil, permettant ainsi à davantage d'ordinateurs de bureau et d'ordinateurs portables d'accéder à Internet. Après l'émergence des smartphones vers 2008, les téléphones mobiles peuvent également accéder à Internet via le Wi-Fi. Notre accès à Internet a fait un nouveau pas en avant. Avec l’émergence de la 3G/4G à cette époque, l’ère prospère de l’Internet mobile a officiellement commencé. Le câble réseau connecté au boîtier de courant faible évoqué tout à l'heure appartient essentiellement à la technologie FTTB (Fiber to the Building) ou FTTC (Fiber to the Curb). En prenant le FTTB comme exemple, la fibre optique de l'opérateur est connectée à l'ONU dans la salle faible puissance du bâtiment, puis convertie en LAN et connectée au domicile de l'utilisateur. Il y avait une autre caractéristique de cette période : Après le troisième cycle de restructuration des opérateurs de télécommunications nationaux en 2008, China Mobile a acquis China Tietong et a commencé à entrer vigoureusement sur le marché du haut débit domestique sur la base de la fondation de Tietong. Plus tard, China Unicom a également rejoint la mêlée. Cela a directement conduit à une concurrence féroce sur le marché du haut débit domestique, et les coûts du haut débit ont commencé à baisser considérablement. En quelques années, le FTTB a commencé à devenir le FTTH. Ce n'est plus le câble réseau qui entre dans la maison, mais la fibre optique. Nous avons le modem optique, la fibre optique est branchée sur le modem optique (ONT), le réseau est exclusif, le débit devient plus rapide et plus stable.

█ 10G PON et 10G EPON

EPON et GPON sont tous deux des PON de niveau 1 Gbit/s. Notez que ce 1 Gbit/s ne correspond pas au débit côté utilisateur. EPON et GPON ne peuvent fournir aux utilisateurs qu'un débit de 100 Mbps. De toute évidence, avec l’évolution des temps, ce tarif ne peut pas répondre aux besoins des utilisateurs particuliers et professionnels. En conséquence, PON a commencé à évoluer vers le niveau 10 Gbit/s. En 2006, l'IEEE a commencé à établir un projet visant à formuler une norme de système EPON à un débit de 10 Gbit/s, qui deviendra plus tard IEEE 802.3av, 10G-EPON. Dans cette norme, 10G EPON est divisé en 2 types : l'un est en mode asymétrique, c'est-à-dire que le débit de liaison descendante est de 10 Gbit/s et le débit de liaison montante est de 1 Gbit/s ; 10 Gbit/s. Le GPON de l’ITU-T évolue également. En 2008, l'UIT a lancé des recherches sur la norme GPON de nouvelle génération. En 2010, la norme XG-PON est née, il s'agit de la série ITU-T G.987. Au début, il y avait deux modes de XG-PON. L'un était le mode asymétrique XG-PON1, avec un débit de liaison descendante de 10 Gbit/s et un débit de liaison montante de 2,5 Gbit/s, l'autre était un mode symétrique XG-PON2, avec les deux liaisons montantes ; et des taux de liaison descendante de 10 Gbit/s. Plus tard, vers 2013, il a été recommandé d'annuler la solution de symétrie XG-PON2 car elle était difficile à mettre en œuvre. XG-PON1 a été directement renommé XG-PON. Plus tard, en 2015, le schéma de symétrie a été relancé et a adopté un nouveau nom, appelé XGS-PON (S signifie symétrique). En 2017, l'UIT a officiellement adopté la norme internationale G.9807 XGS-PON. Désormais, l'industrie désignera collectivement XG-PON et XGS-PON sous le nom de XG (S)-PON. XG (S)-PON et 10G-EPON, tous deux sont au niveau 10 Gbps. Côté utilisateur, le débit atteint est de 1 Gbps, ou gigabit. Les villes Gigabit et les foyers Gigabit que de nombreux endroits en Chine ont promus ces dernières années sont principalement basés sur ces deux technologies. Tout le monde aurait dû remarquer qu'à partir de 2018, le haut débit dans nos foyers a progressivement augmenté de 100M à 200M, 500M et 1000M. Des techniciens en télécommunications vous contacteront tous les trois jours et se présenteront à votre porte pour remplacer le matériel « gratuitement ». Les opérateurs organisent également souvent des activités, proposant divers forfaits de 199 et 299 yuans pour améliorer le haut débit domestique.

"Trois Gigabit"

Mais en fait, la plupart des utilisateurs peuvent avoir l'impression qu'il n'y a aucune différence d'expérience lors de la mise à niveau du forfait réseau dit haut débit à partir de 100M. Ce n'est en fait pas surprenant. La bande passante de 100 à 200 M est vraiment suffisante pour jouer à des jeux, suivre des séries télévisées et regarder des vidéos haute définition. À moins qu’il y ait de nombreux membres de la famille ou de nombreux passionnés, il n’existe pas de demande rigide en matière de haut débit Internet. En revanche, la qualité de l'expérience Wi-Fi est en réalité un goulot d'étranglement. Il arrive souvent que même avec 100M de haut débit à la maison, le téléphone portable "tourne en rond". Sur cette base, la solution proposée par l'opérateur est le « gigabit pour toute la maison », qui est du FTTR, la fibre optique entrant dans la pièce. Installez la fibre optique dans chaque pièce, puis utilisez le Wi-Fi pour améliorer l'expérience.

FTTR

Équipement FTTR

Xiao Zaojun pense personnellement que FTTR est en effet un bon choix pour les grands ménages et les utilisateurs haut de gamme. Cependant, pour la plupart des ménages, le FTTR semble un peu « en avance sur son temps ». FTTR est également divisé en FTTR-H et FTTR-B. Le premier est orienté vers les familles et le second vers les scénarios d’entreprise (centres commerciaux, parcs, hôpitaux, écoles, etc.). De ce point de vue, le marché est très vaste. D'accord, ce que j'ai écrit ici est essentiellement notre situation actuelle en matière de haut débit. Alors, notre technologie haut débit a-t-elle atteint son apogée ? Ensuite, aurons-nous une technologie plus puissante ? Veuillez regarder le prochain numéro – le grand début de 50G PON ! Cet article provient du compte public WeChat : Xian Zao Classroom (ID : xzclasscom), auteur : Xiao Zaojun

Ce qui précède est le contenu détaillé de. pour plus d'informations, suivez d'autres articles connexes sur le site Web de PHP en chinois!