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ATM Asynchronous Transmission Module Le
réseau BREHAT
l'ATM (Asynchronous Transmission Module ) du début
en 1975 à la fin en décembre 2022.
À l'origine, au milieu des années 1990, ATM était
censé être la technique permettant le broadband integrated
services digital network (B-ISDN) qui remplacerait le RTC existant.
Jusqu’en 1975 environ, les opérateurs avaient
du mal à imaginer que la commutation de paquets pourraient un jour
supplanter la commutation de circuits.
Certes il existait bien l’IP, utilisé par la communauté
scientifique, ainsi que la procédure X.
25, dont la normalisation s’achevait au CCITT (Comité
Consultatif International du Télégraphe et du Téléphone,
prédécesseur de l’IUT-T actuel) mais aucune de ces
deux procédures ne paraissait véritablement propre à
remplacer, dans les réseaux d’opérateurs, le mode traditionnel
d’établissement et de rupture de circuit,
utilisé principalement dans les réseaux téléphoniques
et dans les premiers réseaux de données établis dans
les pays nordiques.
Conçu pour être facilement mis en œuvre par le matériel
(plutôt que le logiciel), l'ATM permet d'obtenir des vitesses
de traitement et de commutation supérieures.
Les débits sont de 155,520 Mbit/s ou de 622,080 Mbit/s. Les vitesses
peuvent atteindre 10 Gbit/s sur les réseaux ATM. ATM est un composant
essentiel du RNIS à large bande (ou BISDN, Broadband ISDN), avec
SONET (Synchronous Optical Network) et d'autres technologies.
Les travaux de
R&D sur l’ATM dans les années 1990
ATM technique de transfert d'informations de type
paquets conçue pour un environnement multiservice.
comportant aussi bien des applications de données à haut
débit que des applications à fortes contraintes de temps,
telles que l'audiovisuel ou le son de qualité, voire des applications
demandant une intégrité sémantique comme le son à
haute fidélité ou le service synchrone dit d' « émulation
de circuit ». c'est-à-dire qui fournit l'équivalent
d'un circuit.
Rappelons en bref que le mode de transfert asynchrone ATM est une technique
orientée-connexion; une entête de cellules (53 octets) utilise
une identifiant de circuit virtuel, établi en début d'appel;
il est composé du couple : VPI (Virtual Path Identifier), VCI (Virtual
Channel Identifier).
« A l’origine, les recherches qui ont débouché
sur l’ATM ont été conduites dans la perspective de
combiner les avantages de la commutation de circuits (délai de
transmission constant et capacité garantie) avec ceux offerts par
la commutation de paquets (souplesse et efficacité pour les trafics
aléatoires). Ces recherches ont impliqué de nombreuses équipes
de R&D d’opérateurs avec comme leader le CNET de Lannion».
Au CNET Lannion
Jean-Pierre Coudreuse est le leader reconnu de 1980 à 1995 d’une
équipe talentueuse dont on peut citer les noms d’Alain Thomas,
Michel Servel, Pierre Boyer...
Poussée par cette équipe du CNET Lannion, la normalisation
à l'UIT-T (ex-CCITT), définit les normes pour un «
RNIS large bande », basée sur une solution complète
de réseau ATM avec applications distribuées, capable de
transporter la voix, la vidéo et les données.
De
1982 à 1987 : projet PRELUDE
(Prototype de REseau Large bande Universel à Dispositifs Electroniques),
précurseur du réseau ATM, démontrant la faisabilité
du projet ATM.
Le père de la Transmission ATM (Technique Temporelle Asynchrone)
est l'Ingénieur des Télécommunications Jean-Pierre
Coudreuse (né en 1947), responsable de la conception du
Réseau PRELUDE (format de cellule fixé à 16 octets).
Rappelons la présence prépondérante du CNET dans
l'avènenement de l'ATM, les premiers brevets de cette technologie
étant déposés dès 1982.
De Mai 1989 à Décembre 1993, lancement par le CNET et ALCATEL
du projet SONATE (pour les réseaux entreprise).
L'ambition est alors d'utiliser cette nouvelle technologie non seulement
pour les réseaux dorsaux, mais de bout en bout jusqu'à l'application
d'usager dans le réseau local (normalisation de l'émulation
de LAN en 1997).
L'ATM Forum est créé en 1991 en Californie.
« Cette association a regroupé plus de 700 membres, constructeurs
et opérateurs, qui paient chacun leur cotisation annuelle, et s’est
très vite étendue au monde entier». Sylvie Ritzenthaler,
alors ingénieure à la société rennaise OST,
participe à la direction des activités européennes
de l’ATM Forum et organise à Rennes, annuellement de 1994
à 1998, la manifestation internationale « ATM Developments
», qui réunit jusqu’à 600 auditeurs.
De façon générale l’ATM Forum œuvre pour
l'implantation rapide de l'ATM dans des produits et répondre aux
besoins des marchés.
Et à cette époque en 1991 France-Télécom
est confiant : « Les systèmes de commutation de la décennie
2000 seront les systèmes à débits variables de la
technique temporelle asynchrone ATM».
Alcatel
entreprend des développements industriels de l’ATM suivant
deux voies.
Le premier développement se fait avec la volonté de mener
des études communes sur les deux produits E10 et S12.
« Pas moins de sept filiales d’Alcatel, dont Alcatel-CIT de
Lannion, coopèrent pour définir une architecture ATM de
bout en bout » dans la continuité des travaux du CNET Lannion.
En trois ans une maquette de démonstration est réalisée
en vue du salon TELECOM 91 de Genève. « Sur 14 stands, Alcatel
démontre un même module ATM avec des interfonctionnements
large bande / bande étroite vers le E10 et le S12140 ».
Cette maquette permet aussi d’offrir des services vidéo, dont
une TV-HD avec des raccordements en liaisons optiques à 155 Mbit/s
jusque chez l’usager.
Au début des années 1990, et en parallèle
des développements E10MM, Alcatel lance, à Lannion
(équipes de G. Le Bihan et de G. Onno), le développement
d'un commutateur pour ATM (le système 1000AX), avec TRT-Philips
et sous l'égide du CNET.
Le 1000AX est un système modulaire s'appuyant sur un niveau physique
PDH, ouvert au SDH européen et au Sonet américain, et bâti
autour d'une matrice de connexion ATM.
Ce système connecte des liaisons allant jusqu'à 150
Mbit/s par port.
Le système 1000AX est conçu pour s’insérer dans
le réseau public; un réseau pilote est défini en
décembre 1990 par le CNET entre Lannion, Rennes et Paris, le réseau
BREHAT (Brasseur de REseau à
Haut débit ATM) - (pour la mise en œuvre du futur réseau
public de brassage ATM) lancé par le CNET, ALCATEL et TRT (Philips).
Le réseau BREHAT se veut conforme strictement aux standards
ITU-T, sans tenir compte des simplifications envisagées par l'ATM
Forum.
Il offre des services de bout en bout comme par exemple l'interconnexion
de réseaux locaux ; les essais sont menés en 1994 et le
réseau BREHAT est étendu à quinze pays européens.
Mais il n’y a pas de suite industrielle chez les deux industriels
partenaires du projet.
D’une part la branche Télécom du groupe Philips est
en grande difficulté. TRT-Philips Lannion est repris par Lucent
en 1996.
D’autre part Alcatel change de Directeur aussi en 1996. Pierre Suard
passe la main à Serge Tchuruk.
L'idée de mettre une couche ATM sous IP semble encore une direction
normale.
Ceci nécessite la segmentation des paquets en cellules à
l'entrée et le ré-assemblage en sortie, rôle du niveau
AAL5 (ATM Adaptation Layer) conçu pour supporter IP.
De plus, pour les niveaux supérieurs, la volonté est de
coller au modèle OSI (services de session et de présentation),
et les normes mettent du temps à sortir. Les implémentations
sont perçues par le monde IP complexes donc coûteuses.
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À l'origine, au milieu des années 1990,
ATM était censé être la technique permettant
le broadband integrated services digital network (B-ISDN) qui remplacerait
le RTC existant.
La suite complète de standards ATM propose des définitions
pour les couches de niveaux 1, 2 et 3 du modèle OSI classique à
7 couches.
Les standards ATM étaient dessinés sur des concepts destinés
aux télécommunications plutôt qu'aux réseaux
informatiques.
Pour cette raison, un immense travail a été réalisé
pour intégrer dans ATM le plus possible de technologies et conventions
existant en télécommunications.
ATM est donc une technologie assez complexe, dont les
fonctionnalités s'appliquent aussi bien aux réseaux globaux
des sociétés de télécommunications qu'aux
LAN de taille plus réduite.
Le 12 novembre 1992, six opérateurs européens - British
Telecom (BT), Deutsche Telekom, France Télécom, Telefonica
(Espagne), STET et IRITEL (Italie) signent un protocole d'accord en vue
de construire et de tester ensemble un réseau expérimental
en norme ATM.
De Décembre 1992 à Juillet 1993, l'achat des équipements
nécessaires à la constitution du Réseau ATM Expérimental
a été réalisé.
En Avril 1993, signature d'un accord européen entre 12 opérateurs
pour installer chacun un brasseur ATM pour confectionner un réseau
interconnecté par des liaisons ATM à 34 Mbits/s.
Le 1er trimestre 1994 voit l'installation des équipements,
Le 2ème trimestre 1994 voit les premiers essais de qualification
du Réseau Expérimental,
Du 1er juillet au 31 décembre 1994 se déroulent les
premiers essais de fonctionnement des services devant être portés
par le Réseau Expérimental ATM, (Phase Pilote consistant
à vérifier l'aptitude du réseau ATM à porter
les services déjà existants dans les autres réseaux,
tels que le service de visioconférence à N fois 64 kbit/s
portés par TRANSDYN, ainsi que le transfert de données jusqu'à
un débit de 2 Mbit/s.)
Le 22 juillet 1994, la première liaison expérimentale
en ATM est mise en service entre le CNET de Lannion et le CSELT de Turin.
La Transmission par ATM expérimental devient une réalité
vérifiée à cette date.
Le 27 octobre 1994, France Télécom ouvre à
la commercialisation le premier service européen d'interconnexion
de réseaux locaux sur ATM (Asynchronous Transfer Mode) : Transrel
ATM. Commercialisé par Transpac et partie intégrante de
la gamme Transrel qu'il complète dans les hauts débits (de
2 à 25 Mbit/s).
Le 24 novembre 1994 voit l'inauguration officielle du Réseau
Expérimental ATM qui se déroule en simultané à
Dublin et à Bruxelles, en retransmission intégrale dans
tout le Réseau Expérimental européen (en transmission
ATM).
Du 1er janvier au 31 décembre 1995, l'expérimentation est
poursuivie, par prorogation d'une année, avant son déploiement
dans le réseau téléphonique français, ainsi
que dans le réseau international.
Développements industriels à
Alcatel Lannion
Alcatel Lannion à partir de 1997 a mené des travaux visant
à placer une matrice ATM dans les organes de commande OCB283, pas
pour un transport ATM de bout en bout dans le réseau téléphonique,
mais pour remplacer la matrice de connexion 64 kbit/s. Il s’agissait
ainsi d’augmenter la capacité de connexion du commutateur
et de réduire en clientèle les coûts et l’encombrement
du produit; ces évolutions ont engendré l’OCB283 HC151.
C’est la matrice de commutation de cette « démo de Genève
» qui deviendra ensuite la matrice de commutation d’une quatrième
génération de E10 : l’OCB283 HC...tirant parti de la
technologie de la matrice de commutation ATM et de l’intégration
des terminaisons SDH...
Le produit E10 OCB283 HC, dénommé commercialement E10MM
sera installé pour la première fois à Mitry-Mory
en 2001.
La capacité du système E10 MM monte jusqu'à 100 000
abonnés et 16 000 liaisons MIC.
Les ingénieurs de Lannion prennent conscience que l’IP pourrait
s’introduire et prendre la main dans la téléphonie.
Notamment J-Y Marjou indique : Dès le Symposium ISS de Birmingham
(7 à 12 mai 2000) il était évident que le téléphone
IP était devenu une réalité. » Il apparait
à tous qu’il n’y a pas d’autres possibilités
que de s’ouvrir à l’IP et de s’y adapter.
L’architecture de E10 à 4 niveaux (Exploitation / traitement
d’appel / matrice de connexion/unités de raccordement) pouvait
convenir a un monde IP comportant Serveurs d’exploitation / serveurs
d’appel / réseaux IP / Media Gateways. La matrice de connexion
disparaissait donc, remplacée par le réseau IP.
A partir de 2003, le commutateur E10 a été capable de s’interfacer
avec un réseau IP.
Les media internes de communication (Token Ring) ont été
remplacés par un réseau Ethernet. Le CSN a été
adapté à l’interface IP, notamment en y introduisant
l’interface d’accès H.248, basée sur la mise en
paquets de la voix. Une nouvelle machine logique appelée MGI (Media
Gateway Interface), intervenant dans la chaine de traitement d’appels,
a permis le dialogue H248 avec les passerelles IP. La chaine de connexion
MIC et la matrice de connexion n’étaient plus concernées
par les appels. IP. Ces évolutions ont engendré l’OCB283
MGC154.
Noter que cette introduction en 2004 de l’interface H248 (interface
de contrôle de Media Gateway basée sur IP et sur la mise
en paquets de la voix) dans le CSN a permis de raccorder celui-ci au S12.
Ceci n’avait pas pu être fait dans les années 1990...
Beaucoup de sociétés de télécommunications
ont mis en place de grands réseaux ATM et beaucoup d'implémentations
DSL utilisent l'ATM. Cependant l'ATM a échoué à
être largement répandu en tant que technologie LAN
(il n'a jamais été conçu pour cet usage) et sa grande
complexité a été un obstacle à son développement
en tant que technologie réseau intégrative comme ses inventeurs
l'avaient imaginé…
La plupart des bonnes idées d'ATM ont été
reprises dans le MPLS, un protocole de niveau 2 de commutation
d'étiquettes (en).
MPLS apporte la possibilité de transmettre des paquets de longueur
variable, mais il n'atteint pas le même niveau de définition
et de garantie de qualité de service que l'ATM. MPLS ne remplace
pas ATM mais l'utilise, les "labels" sont typiquement des numéros
de connexions ATM.
ATM est utile et a été largement déployé
comme couche de multiplexage dans les réseaux DSL, où ses
caractéristiques correspondent bien aux besoins de cette application.
Il a aussi été utilisé dans les interconnexions à
haute vitesse pour combiner le trafic PDH/SDH et le trafic de paquets
dans une architecture unifiée.
Le réseau ATM d’Orange sera fermé
du fait d’une obsolescence technologique ne permettant plus à
terme d’en assurer l’exploitation
Par conséquent, les produits et services
sur réseau ATM d’Orange (DSLE, CE2O, DSL Collect ATM)
ne sont plus commercialisés par Orange Wholesale France
à compter du 31 décembre 2020.
A compter de cette date, les opérateurs n’auront
donc plus la possibilité de souscrire de nouvelle commande de produits
et services ATM au titre de leurs contrats.
Techniquement, le réseau est fermé
depuis le 31 décembre 2022.
Cette fermeture technique correspond à l’interruption définitive
des produits et services ATM.
L’IP s’impose
Dès la fin des années 1990 l’IP s’impose dans
de nombreux secteurs. D’abord l’explosion des ordinateurs personnels,
qui intervient en 1990 avec la succès de Windows 3 de Microsoft,
a provoqué celle des services Internet, notamment grâce au
navigateur Explorer 2.0 de Microsoft (1996). Le nombre de 100 millions
d’Internautes est atteint en 2000. L’IP de bout en bout et multimédias
avec des capacités croissantes fait son chemin.
En 1998 le conseil régional de Bretagne lance un appel d’offres
à opérateurs télécoms pour la réalisation
et l’exploitation d’un réseau, appelé Mégalis,
regroupant les établissements publics de la région (Universités,
centres de recherche, établissements hospitaliers...). Le dépouillement
de cet appel est effectué en fin d’année et le Conseil
régional retient l’offre de France Télécom,
basée sur des routeurs IP de Cisco.
Pourtant initialement, le protocole IP, protocole de niveau réseau
(au sens du modèle hiérarchisé OSI), a des lacunes.
La transmission par paquets des données est faite 'au mieux'; la
transmission se fait sans connexion, par plusieurs
routes et par conséquent le séquencement des
paquets n'est pas garanti.
La communication de paquets s'oppose à un concept de base du réseau
téléphonique numérique qui, elle, repose sur un circuit
dédié à chaque connexion. Le contrôle
de flux est inexistant avec IP.
Poussée notamment par Cisco, une nouvelle couche de communication
va permettre de s'affranchir de la technique ATM, en particulier à
l'accès pour les réseaux virtuels privés (VPN).
C'est le MPLS (Multi Protocol Label Switching), standardisé
en 2001; il offre un service orienté connexion; une
étiquette de route se substituant à une adresse dans le
réseau.
Plusieurs protocoles peuvent être supportés par MPLS : Ipv4
et IPv6, Relai de trame (Frame-relay), Ethernet, ATM, et la voix
(VoIP).
Les ingénieurs de Cisco France indiquent en 2002 : « Avec
l’architecture MPLS, les partisans de IP et ceux de l’ATM devraient
se retrouver puisque cette architecture tend à intégrer
les avantages de la commutation « hardware » de paquets de
l’ATM et ceux du routage de couche 3 des réseaux IP.
L’architecture MPLS cherche également à découpler
l’information de commande requise pour transférer un paquet,
du transfert lui-même.
Ce découplage fournit la
base technologique permettant de nouvelles approches en matière
d’extension de services, comme l’ingénierie du trafic,
la qualité de service ou encore la protection automatique d’éléments
de réseau.
Comment expliquer cette domination de l’IP sur l’ATM ?
Différents acteurs ont donné leur avis. L’équipe
de Cisco France écrit dans le livre « Réseaux »
édité en 2002 : « L’ATM a souffert dans sa définition
d’une double approche, celle de l’UIT et celle de l’ATM
Forum : ainsi pour le plan d’adressage, l’UIT a reconduit le
plan E.164 défini pour le RNIS tandis que l’ATM Forum a adopté
le plan AESA/NSAP relevant d’une approche orientée informatique.
Il faut aussi reconnaitre que l’ATM a été victime du
développement industriel souvent en retard par rapport à
l’état de l’art des spécifications... L’ATM
ne sert donc plus qu’à adapter d’autres protocoles dont
IP».
De son côté en 2013 J-P Coudreuse écrit : «
Les Télécoms n’ont vu venir ni l’avènement
du microordinateur dans la sphère privée que préfigurait
le minitel, ni la place d’intercesseur que prendrait le logiciel
entre l’outil et l’usage, ni au cœur de tout cela une mutation
culturelle de grande ampleur avec l’abandon de tout engagement de
qualité, de fiabilité, de pérennité. L’intelligence
du terminal permettait de s’affranchir d’une qualité
de réseau...On allait troquer un mode « terminal rudimentaire-
réseau intelligent » pour un mode « terminal intelligent-réseau
rudimentaire »
Pour imposer l’ATM, au moins pour les réseaux d’opérateurs
à large bande avec des objectifs ambitieux de qualité et
de sécurité, il aurait fallu en 1994 poursuivre et même
amplifier l’effort de développent industriel immédiatement
après le projet Bréhat et dans sa continuité.
Cela n’a pas été fait et c’est en vain qu’Alcatel
a repris l’activité de Newbridge en 2000. Il était
trop tard.
A ce moment-là en 1999-2000 la crise « dite de la bulle Internet
» est provoquée par une croissance démesurée
de certains secteurs de l’industrie du numérique et des télécoms,
notamment la photonique où la croissance annuelle des chiffres
d’affaires peut dépasser le taux de 100 %. Elle est alimentée
par la spéculation boursière (mise en bourse de start-up,
rachat d’entreprises,...jusqu’au blanchiment d’argent).
L’éclatement de cette bulle intervient en 2001-2002.
Après cet éclatement Alcatel Rennes poursuit trois activités.
- La première activité à Cesson-Sévigné
concerne les DSLAM dans le cadre d’une coopération associant
les établissements d’Anvers (100 personnes), de Rennes (50
personnes) et de Stuttgart (30 personnes).
- La seconde, aussi à Cesson-Sévigné est orientée
vers les réseaux d’entreprise.
- Enfin la troisième, celle des vidéocommunications (une
centaine de personnes), est menée dans le cadre de la filiale Alcatel
TITN et fonctionne comme une SSII à Saint-Grégoire.
Quant aux terminaux ADSL, pouvant être intégrés notamment
dans les « box » des abonnés, Alcatel revend à
Thomson Mutltimédia Rennes (TMM) cette activité, venant
de Newbridge, et transfère une soixantaine de personnes.
En France, il a été préféré,
avec le Plan TOP CAPEX révélé le 15 avril
2003, de stopper toutes les commandes d'autocommutateurs, c'est à
dire de ne pas remplacer les Commutateurs électroniques temporels
de 2ème génération par des Commutateurs de 4ème
génération, mais d'attendre...
Place au tout IP
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