TÉLÉCOMMUNICATIONSTransfert d'information par paquets dans les réseaux

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Quelle loi physique, quelle organisation de l'information choisir pour maximiser l'efficacité et la flexibilité du transfert dans un réseau, et comment optimiser l'usage des ressources physiques qui s'y trouvent mises en œuvre ? Ces questions récurrentes ont conduit depuis les débuts des télécommunications à une évolution continuelle au travers des différentes réponses qui leur ont été apportées. La plus généralement adoptée aujourd'hui est le transfert en mode paquet.

Considérations générales

Le transfert d'information dans un réseau

L'objet principal d'un réseau est de permettre à l'ensemble des terminaux qui y sont connectés d'échanger des informations indépendamment de leur position et de la distance qui les sépare. Ces échanges peuvent être effectués en mode point à point (une source vers un récepteur), point à multipoint (une source vers un ensemble de récepteurs), en mode unidirectionnel ou bidirectionnel (une source et un récepteur dans chaque terminal). Les modes de réalisation d'un réseau sont multiples et évoluent au fur à mesure des progrès techniques. La solution la plus immédiate consiste à établir un ensemble de canaux de communication permanents depuis chaque source vers chaque destination. Un terminal identifiera le terminal avec lequel il veut communiquer simplement en choisissant un parmi les N canaux qui le raccordent.

Sachant que cette solution implique la création de N(N–1)/2 liens physiques de transmission pour N terminaux connectés en supposant que chaque canal de communication soit réalisé par un lien physique, il apparaît vite évident que des processus de mise en commun (mutualisation) doivent être engagés.

Multiplexage et aiguillage

Un premier processus de mutualisation consiste à diminuer le nombre N apparent (fig. 1). Pour cela, on connecte des ensembles de terminaux à des nœuds d'aiguillage et on interconnecte ces noeuds en mettant en œuvre un mécanisme permettant de faire passer plusieurs canaux de communication sur un même lien physique. C'est le principe même du multiplexage. Celui-ci peut être réalisé par plusieurs techniques qui tirent parti du fait que les communications entre les terminaux ne nécessitent pas d'exploiter l'ensemble des capacités de transmission offertes par un support physique. La capacité globale de transmission est ainsi divisée en sous-capacités caractérisées, selon la technique utilisée, par une bande passante ou un débit de transmission. Pour chaque technique, un index garantit l'identification, par chacune des extrémités, d'un canal de communication individuel au sein du multiplex global. Afin d'assurer la continuité de chaque canal de communication de terminal à terminal, les nœuds d'aiguillage relient les canaux empruntés sur chaque multiplex pour établir une connexion : c'est la fonction d'aiguillage. Cette connexion peut être permanente, auquel cas les équipements intermédiaires sont dénommés brasseurs, ou temporaire, et on parlera de commutateurs.

Multiplexage dans un réseau

Dessin : Multiplexage dans un réseau

En a, chaque terminal est relié par un lien physique avec un autre terminal. Pour N terminaux connectés, il faudra créer N(N-1)/2 liens physiques (6 dans cet exemple). En b, multiplexage du réseau avec un lien physique sur lequel passent plusieurs canaux de communications (ici 4) et mise en... 

Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Afin de simplifier encore les réseaux, on peut empiler les niveaux de multiplexage en créant des multiplex de multiplex (niveaux de transits). On peut ainsi, au cœur du réseau, se concentrer sur la réalisation de transmission et de commutation à très haut débit sans avoir à se soucier du traitement individuel de chaque connexion.

L'association de la technique de multiplexage avec celle de l'aiguillage définit le mode de transfert.

Multiplexage statistique

Le multiplexage peut être effectué de façon statique, limitant le gain au gain d'échelle lié au nombre de circuits que peut supporter un même lien physique, ou de façon statistique. Dans ce dernier cas, on profite du fait que les échanges ne sont pas permanents (silences dans une communication téléphonique par exemple) pour allouer dynamiquement les ressources du multiplex selon l'activité des terminaux, ce qui autorise encore un gain substantiel. La contrepartie est que la demande de transfert peut alors dépasser instantanément la capacité réelle du système de multiplexage. Ce phénomène, appelé congestion, pourra être résolu par un contrôle d'appel a priori (refus d'appel), par une destruction des informations excédentaires ou par un retard des appels (utilisation de files d'attentes). Dans chaque cas, la qualité perçue par l'utilisateur du terminal sera dégradée. Ce sera à l'opérateur d'optimiser son réseau pour que la qualité perçue reste dans les limites du contrat qui le lie à l'utilisateur.

Adresse réseau et routage

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Multiplexage dans un réseau

Multiplexage dans un réseau
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Mode de transfert dans un réseau

Mode de transfert dans un réseau
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Format des trames HDLC (High Level Data Link Control)

Format des trames HDLC (High Level Data Link Control)
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Modèle de commutation ATM (Asynchronous Transfer Mode)

Modèle de commutation ATM (Asynchronous Transfer Mode)
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Écrit par :

  • : ingénieur de l'École nationale supérieure de télécommunications de Bretagne, directeur du programme services et réseaux haut débit et I.P., France Télécom R &D

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Pour citer l’article

Dominique DELISLE, « TÉLÉCOMMUNICATIONS - Transfert d'information par paquets dans les réseaux », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 16 août 2022. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/telecommunications-transfert-d-information-par-paquets-dans-les-reseaux/