conception et construction du réseau métropolitain

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Conception et construction du réseau métropolitain Best Practice Document Document rédigé par le groupe de travail « Réseau métropolitain » animé par le GIP RENATER (BPD R3.1) Gaëtan ENDERLE – [email protected] Université Joseph Fourier / GIP RENATER Aurélien MERE - [email protected] Université Paris Sud / GIP RENATER Simon MUYAL – [email protected] GIP RENATER Didier PIN - [email protected] Aix Marseille Université / GIP RENATER Katy TRECA - [email protected] RUBIS / GIP RENATER V1 - 12/02/14

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Page 1: Conception et construction du réseau métropolitain

Conception et construction du réseau métropolitain

Best Practice Document

Document rédigé par le groupe de travail « Réseau métropolitain » animé par le GIP RENATER

(BPD R3.1)

Gaëtan ENDERLE – [email protected] Université Joseph Fourier / GIP RENATER

Aurélien MERE - [email protected] Université Paris Sud / GIP RENATER

Simon MUYAL – [email protected] GIP RENATER

Didier PIN - [email protected] Aix Marseille Université / GIP RENATER

Katy TRECA - [email protected] RUBIS / GIP RENATER

V1 - 12/02/14

Page 2: Conception et construction du réseau métropolitain

2

© GIP RENATER 2013 © TERENA 2013. All rights reserved. Document No: GN3plus-NA3-T4-R3.1 Version / date: V1 - 12/02/2014 Original language : French Original title: “Conception et construction du réseau métropolitain” Original version / date: V1 - 12/02/2014 Contact: [email protected] RENATER bears responsibility for the content of this document. The work has been carried out by a RENATER led working group on metropolitan network as part of a joint-venture project within the HE sector in France. Parts of the report may be freely copied, unaltered, provided that the original source is acknowledged and copyright preserved. The research leading to these results has received funding from the European Community's Seventh Framework Programme (FP7/2007-2013) under grant agreement n° 605243, relating to the project 'Multi-Gigabit European Research and Education Network and Associated Services (GN3plus)'.

Page 3: Conception et construction du réseau métropolitain

3

Table des matières

Executive Summary 4

1 Aspect organisationnel 6

2 Aspects techniques 9

2.1 Conception des infrastructures physiques passive du réseau de collecte 9

2.1.1 Eléments à prendre en compte pour la conception du réseau. 9

2.1.2 Périmètres de mutualisation des infrastructures 10

2.1.3 Politique de raccordement des sites et/ou des utilisateurs du MAN 10

2.1.4 Types de raccordement niveau 1 10

2.2 Définition de l’architecture du réseau 12

2.2.1 Nombre de points de raccordement et contraintes d’hébergement 12

2.2.2 Choix d’infrastructure physique des liaisons 13

3 Mise en œuvre et déploiement des services proposés par un réseau métropolitain 17

3.1 Services réseaux pour les utilisateurs 17

3.2 Définition du niveau et type de service fourni par le réseau de collecte 17

3.3 Sécurisation 19

3.4 Exploitation du réseau de collecte 20

3.4.1 Problématique d’externalisation - définition du curseur 20

3.4.2 Evolution du réseau 22

4 Conclusion 23

Glossaire 24

Page 4: Conception et construction du réseau métropolitain

4

Executive Summary

Ce document a pour objectif de présenter un ensemble de pratiques pour la construction et la mise

en œuvre d’un réseau de collecte métropolitain ou régional. Ces MAN1 de collecte raccordent à

RENATER les réseaux locaux et réseaux de campus de partenaires de la communauté ESR 2

(Enseignement Supérieur Recherche) française. Aussi nous ne traiterons dans ce document ni du

LAN3 et ni du CAN4 (RFC 1392), sujets déjà largement développés.

Par ailleurs, il existe plusieurs combinaisons pour concevoir un MAN, nous avons sélectionné les

combinaisons que nous connaissons le mieux. Pour définir le périmètre du MAN, nous intégrons la

volonté de la communauté ESR française de pouvoir gérer ses réseaux locaux ou réseaux de

campus, sur l’infrastructure physique du réseau de collecte. Nous ne permettrons pas que le réseau

de collecte soit pollué d’une quelconque façon par des protocoles qui ne doivent pas sortir du LAN

ou du CAN (broadcast et autres). L’architecture du MAN découle de ces choix, dans le respect du

découpage administratif existant pour chaque partenaire. Nous ne construirons pas ce MAN comme

un LAN ou un CAN étendu.

Nous ne traiterons pas non plus ici de « comment opérer le MAN ou WAN », qui est traité dans le

document : Best Practice Network Operation, mais nous aborderons la problématique

d’exportation de l’exploitation d’un tel réseau.

Dans le cadre de la communauté de l’enseignement/recherche français, la création des réseaux de

collecte est historiquement liée à l’existence de RENATER avec deux voies de développement :

les réseaux de campus des établissements de l’enseignement supérieur et de la recherche

les réseaux de collecte régionaux permettant de raccorder ces réseaux de campus et les entités

excentrées.

Aujourd’hui, RENATER reste le partenaire incontournable du développement des réseaux régionaux

qui doivent à minima respecter son offre de service.

Quelques définitions pour une meilleure compréhension du document

Communauté – pour la communauté ESR au sens RENATER ;

Partenaires financeurs – pour les collectivités qui apportent leur aide matérielle ou financière ;

Partenaires ESR – pour la communauté des utilisateurs et financeurs ESR du réseau de collecte.

utilisateur – nous parlons de site avec son réseau LAN ou CAN, pas de l’utilisateur final.

1 MAN Metropolitan Area Network

2 ESR Enseignement Supérieur et Recherche

3 LAN Local Area Network

4 CAN Campus Area Network

Page 5: Conception et construction du réseau métropolitain

5

La première partie de ce document présente les aspects plus organisationnels entre les différents

partenaires et ayants droits, les problématiques de la gestion de projet tels que les financements et

la formalisation des choix organisationnels tels que l’assistance à maîtrise d’ouvrage ou d’œuvre.

La deuxième partie concerne les aspects plus techniques tels que le choix des types d’architectures

et de liaisons à utiliser lors de la construction du MAN en fonction des contraintes opérationnelles en

ayant toujours en objectifs d’assurer un fonctionnement fiable du réseau.

La troisième partie traite des services et de l’exploitation du réseau avec les questions

d’externalisation, d’organisation interne et formalisation des limites de responsabilité de chacun des

acteurs. Sont abordées aussi les problématiques de maintenance et garanties des matériels avec

leurs mises à jour.

Pourquoi construire nos propres réseaux de collecte ?

La raison essentielle est d’en maîtriser les coûts et les débits nécessaires à la communauté.

Il n’y a pas de modèle unique de réseau de collecte, que ce soit en termes d’architecture ou de

gouvernance. Il doit être adapté au contexte et aux besoins exprimés par les différents partenaires.

L’architecture et l’organisation seront conçues en mutualisant tout ce qu’il est possible de mutualiser

selon ce que nous sommes prêts à payer, le tout encadré par une gestion de projet rigoureuse.

Nous ne déclinerons pas ici tous les cas possibles.

Page 6: Conception et construction du réseau métropolitain

6

1 Aspect organisationnel

Cette rubrique comprend la recherche du statut juridique le mieux adapté à l’ensemble des

partenaires et à l’organisation souhaitée par les partenaires.

Cette organisation tiendra compte des différences entre les établissements privés, publics et mixtes

ainsi que de leur taille et compétences dans le domaine des réseaux.

La démarche est longue et délicate, elle doit être menée par un échantillon représentatif des

délégués de l’administration des différents partenaires et suivie de près par le/la futur(e) responsable

technique. Le groupe devra veiller à l’équité générale en termes de représentation au sein du groupe

notamment au niveau des règles de calcul des parts de chacun afin de maintenir un équilibre qui

permette de travailler et une équité de service. Les aspects financiers peuvent rapidement venir au

premier plan.

L’organisation globale du projet de partenariat et les choix doivent être clairement définis et

formalisés. Les questions à se poser sont les suivantes :

Choix du statut juridique,

Conventions/contrats/statuts avec :

○ Quels partenaires utilisateurs?

○ Quelle collectivité?

○ Quels réseaux régionaux voisins?

○ Quels types d’opérateurs?

Qui finance et à quel niveau? L’infrastructure passive ? L’infrastructure active ? Les coûts de

fonctionnement ?

Est-ce que des partenaires ESR peuvent ne pas participer au financement de l’investissement ?

Comment calculer la part de chacun ?

Quelles sont les règles de financement des coûts consolidés :

○ de fonctionnement ;

○ d’évolution ;

○ de dédommagement d’hébergement d’équipement de cœur de réseau ? De participation aux

comités ?

Comment diriger le futur réseau ?

○ Est-ce une seule personne ? Est-ce la même personne que le chef de projet ?

○ Si non combien de personnes ? Et quel rôle pour chacune ?

Page 7: Conception et construction du réseau métropolitain

7

Il faut noter que :

La direction du réseau devra comprendre au minimum des compétences administratives et une

bonne connaissance de l’architectures réseau des LAN, CAN et WAN et de leur administration.

Si le statut retenu n’a pas de personne morale il faut néanmoins définir qui est responsable :

o au niveau de la construction et de la propriété du réseau : qui passe les marchés ?

o s’il y a délégation ou mandat est-ce à un ou n partenaire(s).

Dans tous les cas il faut définir ce qui sera mutualisé et choisir :

s’il y a externalisation totale, partielle ou non de l’exploitation du réseau ;

s’il y a mise en place ou non d’une équipe interne d’administration du réseau ;

qui a autorité au niveau technique sur les parties mutualisées (comité ou autre) ; et formaliser les

conditions d’hébergement des points de raccordement du/des équipements de cœur de réseau.

L’organisation choisie devra être formalisée en précisant les objectifs, les processus de

fonctionnement et le rôle des participants afin qu’ils soient désignés au mieux, notamment pour les

groupes suivants :

comité de pilotage (les représentants le plus haut placés possible des partenaires pour la

gouvernance) ;

un comité technique avec les représentants réseau de chaque partenaire pour l’évolution et

l’architecture du réseau, s’il y a beaucoup de partenaires, il peut comprendre 2 volets :

o une cellule de suivi d’exploitation (sous groupe d’experts réseaux issue du CT ou

autre, à discrétion de chaque projet, en contact réguliers avec l’exploitant), cellule qui

doit pouvoir être très réactive ;

o l’instance « magistrale » pour les études techniques globale du réseau ;

cellule juridico-administrative qui puisse aider, grâce à ses connaissances et compétences dans

l’administration des établissements, le responsable du projet le plus dynamiquement possible ;

...

Le financement :

Une fois que l’organisation globale du projet est à peu près définie l’évaluation de son coût est

possible. Sans attendre la fin de la formalisation, qui peut être longue, on peut commencer à préciser

et confirmer d’où proviendront les financements pour couvrir l’ensemble du projet sur la durée de vie

de celui-ci et :

A - Aborder la recherche de fonds :

pour l’investissement sur :

○ fonds propres

○ subventions

pour le fonctionnement

B - Avancer sur :

la réalisation d’un plan de financement qui permette à chaque partie de s’engager ;

la formalisation des processus de collecte et de suivi des fonds dans le respect des contraintes

de chaque partenaire. Attention, les contraintes portent aussi sur la forme de l’appel de fonds

pour que les services financiers de chacun puissent répondre à l’appel de fonds.

Evaluation des coûts

Ce point délicat doit être ajusté au mieux. Quelques petits conseils pour éviter les dérives

financières :

Page 8: Conception et construction du réseau métropolitain

8

- une demande de coûts au forfait (le contenu du forfait doit être précis) ;

- la connaissance du terrain par la maîtrise d’ouvrage (moa5) ;

- la précision du CCTP ;

- la collaboration de la moa des avec le maître d’œuvre dans la recherche de passage

- le suivi effectif et régulier des travaux par la moa ;

- les bonnes relations moa collectivités ;

- une bonne communication avec les communes et départements en amont du lancement des

opérations et indépendamment des déclarations obligatoires.

Ces précautions peuvent éviter des déplacements inutiles aux équipes sur le terrain et des réunions

supplémentaires au maître d’œuvre. Elles devront être décrites dans le CCTP pour que les candidats

puissent en tenir compte dans leurs propositions de prix. Les dérives dans le temps peuvent aussi

coûter cher à tous, un suivi régulier avec le planning prévisionnel et le maître d’œuvre sera un plus.

Sur le plan administratif, la gestion financière comprend :

l’immobilisation des biens ;

le suivi des financements dont les demandes de subventions ;

le suivi des marchés ;

la désignation d’un correspondant pour la comptabilité au niveau de chaque partenaire ; notez

qu’ici c’est souvent le correspondant technique qui fait le lien avec les services financiers de son

établissement.

Sur le plan technique :

Quand le choix a été fait de mettre en place une équipe interne, il faut préciser les moyens humains

et les conditions de financement / dédommagement en précisant le niveau :

exploitation ;

supervision ;

conception niveau 1, 2 ou / et 3 (en termes ISO) ;

niveau de gestion des appels.

Dans tous les cas, c’est à dire qu’il y ait ou non une équipe technique pour le réseau de collecte, il

faut prévoir un correspondant local au niveau de chaque site. A priori c’est souvent le correspondant

réseau local mais ça peut être différent. Il est impératif d’avoir :

les coordonnées du responsable sécurité du site ;

les règles d’accès au site et aux locaux techniques ;

les contraintes particulières notamment pour les CHU ou site type DGA ou autre ;

un contact direct avec le responsable réseau local.

Ne pas oublier qu’il s’agit d’un partenariat et qu’il est grandement conseillé de s’appliquer à fédérer et

impliquer les correspondants. Ça facilite beaucoup la mise à jour des listes de contacts (entre autre)

et peut permettre d’organiser une aide de 1er niveau et d’apporter des compétences à la

communauté.

5 moa – maîtrise d’ouvrage

Page 9: Conception et construction du réseau métropolitain

9

2 Aspects techniques

2.1 Conception des infrastructures physiques passive du réseau

de collecte

2.1.1 Eléments à prendre en compte pour la conception du réseau.

Dans un premier temps, il faut analyser la situation locale sur le terrain pour évaluer les possibilités

et prendre contact avec les travaux publics et les services techniques (DDE6, communes …). On

peut observer de nombreux cas de figure.

Les différents cas de figure

zones métropolitaines denses où :

○ la mutualisation d’infrastructures est possible pour le tirage de fibres noires, ou / et la pose de

fourreaux,

○ il y a présence d’égouts pouvant être utilisables,

○ du chauffage urbain,

○ des travaux programmés pouvant permettre d’envisager la co-construction.

zones espaces verts ;

zones autoroutes ;

les zones où il n’y a rien à mutualiser ce qui signifie qu’il faut tout créer. Il y a plusieurs

possibilités : créer du génie civil, utiliser les poteaux existant via le portage aérien du câble (la

tendance actuelle est de tout enterrer, c’est donc de moins en moins fréquent mais lorsque la

solution de portage a été possible, en général c’est le commanditaire de l’opération

d’enfouissement des câbles qui paye les travaux pour tous les câbles portés), faisceau hertzien,

location de fibre optique noire ;

o compte tenu du coût de réalisation il faudra ici calculer le seuil permettant de choisir le

moyen le plus adapté ; ce seuil doit prendre en compte la distance à parcourir et la

difficulté de réalisation ; par exemple une voie de circulation très chargée entrainera

une grande difficulté voire l’impossibilité d’obtenir les autorisations de passage dans

un délai réaliste ;

o éventuellement étudier les possibilités avec : Réseau Ferré de France (très difficile en

région parisienne), EDF, les voies navigables, les réseaux de canaux, le transport

urbain, etc.

Dans un deuxième temps on pourra dresser le calendrier prévisionnel qu’il sera sage d’affiner avec

le titulaire du marché qui réalisera le réseau.

6 DDE Direction Départementale de l’Equipement

Page 10: Conception et construction du réseau métropolitain

10

2.1.2 Périmètres de mutualisation des infrastructures

Pour éviter des ambiguïtés possibles avec les partenaires sur les points techniques et administratifs,

il faut préparer l’argumentaire de mutualisation :

Pourquoi mutualiser ?

Quoi mutualiser et pourquoi ?

○ point(s) de sortie vers Internet : RENATER voire un deuxième FAI ;

○ uniquement les liaisons ;

○ les liaisons et les équipements actifs ;

○ une combinaison des points ci-dessus.

il faut alors formaliser les limites :

○ de responsabilités du réseau de collecte ;

○ de responsabilité de chaque site raccordé.

Comment la mutualisation permet de mieux servir la communauté ?

○ homogénéité des protocoles d’où une exploitation moins lourde et donc moins chère ;

○ simplification des échanges entre les différents partenaires ESR au débit qu’ils ont sur le

réseau de collecte et non au débit qu’ils ont pour Internet (pour rappel, certains partenaires

ESR ont un débit relativement faible sur Internet dont RENATER) ; cela permet de partager

des moyens de calcul par exemple ;

○ partage des coûts de fonctionnement et économie d’échelle sur certains postes comme la

maintenance par exemple (l’économie est ici bien visible) ;

○ moins de gaspillage ;

○ etc.

Nous recommandons de formaliser précisément les limites de responsabilité avant de définir

l’architecture.

2.1.3 Politique de raccordement des sites et/ou des utilisateurs du MAN

Le raccordement au MAN des sites ou des utilisateurs, peut se faire de plusieurs manières en

fonction du domaine de responsabilité souhaité sur le MAN et de la capacité de chacun à gérer le

réseau. Lorsque les règles sont claires, la cohabitation et la gestion de l’ensemble sont plus faciles.

2.1.4 Types de raccordement niveau 1

1. Le réseau de collecte va au plus près des sites partenaires, jusqu’à un local technique existant

pour le raccordement d’un LAN ou CAN :

définition de la dorsale ou cœur de réseau, en fonction :

a. de la répartition géographique des sites,

b. des services à fournir,

prévoir une évolution possible dans les 5 ans en termes de fibres et de raccordements ;

2. le réseau de collecte s’arrête à un point de convergence de plusieurs sites partenaires ESR ;

3. un mixte des propositions 1 et 2.

Page 11: Conception et construction du réseau métropolitain

11

Notez que dans tous les cas l’équipement frontière fait partie du MAN et est sous la responsabilité du

MAN.

Cas 1 ci-dessus

Avantages

○ mutualisation importante des coûts et moyens, si le coût global est plus important ici il est

moins lourd pour chacun puisqu’il est partagé et l’effet d’échelle est visible,

○ potentiel de communication sur le réseau de collecte important entre les partenaires ESR,

○ les ESR multi-sites peuvent alléger leur charge d’exploitation et de maintenance, dans le

respect des règles de mutualisation définies, en la reportant dans l’exploitation mutualisée,

○ l’effet d’échelle en termes, de maintenance, permet d’obtenir des meilleures coûts,

○ le service global peut être homogène.

Inconvénients

○ coût global mutualisé, de mise en place et d’exploitation, important pour le MAN,

○ Importance de la supervision et de l’exploitation,

○ dans le cadre de la mutualisation l’intérêt est de mutualiser ce qui convient au plus grand

nombre pour ne pas faire payer des éléments inutiles, ce qui peut complexifier la gestion si les

exception sont trop nombreuses, exemple : tous les partenaires n’ont pas forcément le même

régime horaire.

Cas 2

Dans le cas 2 ci-dessus, chaque site souhaitant se relier au MAN amène sa propre connexion

jusqu’à un point de raccordement. Cette liaison n’est donc pas mutualisée, son financement est géré

par le site. Chaque partenaire ESR peut alors en être responsable entièrement ou partiellement

(transport, exploitation, maintenance, supervision …). L’équipement frontière sera placé au même

endroit que le point de concentration.

Avantages

○ coût global de mise en place et d’exploitation, réduit pour le MAN,

○ supervision réduite au cœur de réseau,

○ l’utilisateur peut être seul responsable de ce qu’il fait transiter sur son réseau et définir ses

propres contraintes d’utilisation s’il éclaire lui même les fibres, dans le cas ou la mutualisation

ne va pas jusqu’à l’équipement actif.

Inconvénients

○ coût plus important pour chaque partenaire ESR puisqu’il ne les partage plus,

○ le partenaire doit avoir la compétence et les moyens humains disponibles en interne,

○ la mutualisation est minimale,

○ le potentiel de communication, entre les partenaires sur le réseau de collecte, est limité sauf

s’il est prévu de déployer sur le MAN un protocole tel que la communication entre partenaire y

soit possible sans sortir sur Internet ; cette opération aura alors un impact important sur le

coût de supervision.

Page 12: Conception et construction du réseau métropolitain

12

2.2 Définition de l’architecture du réseau

Les éléments précédemment passés en revue doivent permettre de définir globalement l’architecture

réseau. Il s’agit ici de la préciser sans ambiguïté sur certains points.

Architecture physique, préciser :

○ le nombre de points de raccordement (cf. ci-dessous paragraphe : nombre de points de

raccordement) ;

○ le débit des liens entre les points de raccordement ;

○ le débit pour chaque site ;

○ la sécurisation ; noter que ce point peut représenter une certaine somme d’argent, les moyens

attribués à la sécurisation sont à définir en fonction du rapport coût du préjudice / coût de la

sécurisation et peut être décliné suivant le partenaire ; la sécurisation peut être totale, partielle

ou inintéressante (cf : ci-dessous paragraphe sécurisation) ; il est sage ici de procéder par

étape ; néanmoins pour permettre aux partenaires de se positionner, on pourra évaluer

quelques coûts :

maillage ou non de l’accès aux points de raccordement,

boucle, maillage ou non entre les points d’accès,

sortie possible vers un FAI de secours,

double accès au point de sortie Internet.

○ maintenance des liens.

Architecture logique

○ niveau 1, 2 ou 3 entre les sites et le point de sortie ;

○ sécurité : la sécurité logique est moins coûteuse que la sécurité physique et peut répondre à

bien des cas ; elle vaut toujours la peine d’être analysée voire mise en place même a minima ;

○ prévoir de pouvoir raccorder des sites qui n’ont pas de compétences réseau ;

○ prévoir de raccorder des sites pour des partenaires qui souhaitent les gérer eux-mêmes.

Notons que :

le nombre de combinaisons est assez important mais plus l’architecture est simple plus le réseau

est solide tant au niveau physique qu’au niveau logique ;

une fois l’infrastructure passive construite, le débit à la prise a un coût très faible ce qui peut

permettre d’aller vers le très haut débit sur le réseau de collecte, à condition que le LAN ou le

CAN raccordé le permette ;

dans la plupart des cas, il vaut mieux un service dégradé que plus de service du tout. Bien

entendu, le temps de dégradation ne doit pas être trop long, il est à définir au cas par cas.

2.2.1 Nombre de points de raccordement et contraintes d’hébergement

Le nombre de points de raccordement est directement lié au nombre et à la répartition géographique

des sites. La convergence géographique vers un point de raccordement au plus près est

généralement favorable à une économie d’investissement. Nous préconisons un équilibre des

charges réparties sur deux équipements physiquement proches et de petite taille capables de se

Page 13: Conception et construction du réseau métropolitain

13

secourir en cas de panne d’un des deux, même avec une dégradation de service, plutôt qu’un

pement

équipement unique.

On choisira si possible un partenaire ESR qui est déjà équipé pour héberger du matériel informatique

et notamment réseau. Les locaux doivent être suffisamment spacieux et déjà équipés avec

climatisation, contrôle d’accès, surveillance, protection électrique (courant ondulé voire groupe

électrogène). L’expérience a prouvé qu’il est possible de trouver de tels lieux, sinon il faut prévoir un

aménagement minimum voire une plus grande distribution de points d’accès pour des équipements

plus légers. On cherchera toujours la simplification des compromis et la solidité.

2.2.2 Choix d’infrastructure physique des liaisons

2.2.2.1 Infrastructures en propre

Lorsque les partenaires se sont mis d’accord pour investir dans l’objectif de faire baisser les coûts de

fonctionnement tout en augmentant les débits et la souplesse d’évolution, et après avoir évalué le

temps de retour sur investissement, il peut être intéressant de réaliser sa propre infrastructure

passive.

En région parisienne, malgré le coût et la difficulté pour réaliser une tranchée l’intérêt, d’une telle

opération, a été prouvé dans plusieurs cas.

L’architecture physique réalisée pour le réseau de collecte, dépendra des choix de mutualisation et

limites de responsabilité.

2.2.2.2 A propos de réalisation de génie civil

Ce qu’il faut savoir :

○ hors espace vert, le plus couteux est de réaliser une tranchée. Le passage par des égouts

peut faire baisser le coût ; il est maintenant possible de passer dans de nombreux types

d’égouts grâce à un robot qui pose un câble dans presque toutes les tailles d’égouts mais il

faut l’accord de la commune ne pas oublier de préciser que notre objectif n’est pas mercantile,

la redevance municipale s’en ressent ;

○ attention – le coût d’une tranchée n’est pas normalisé, on trouve facilement un facteur 5 (voire

plus) entre les candidats (les entreprises de BTP prennent des marges en cas d’obligation de

changement de parcours prévisionnel pour cause de passage de gaz non déclaré, pour cause

de vestiges romains ou autres) ; votre connaissance du terrain est ici importante pour

l’évaluation du projet avant appel d’offres et dans le dépouillement de la réponse ;

○ si vous êtes tenus par des délais de réalisation garantis et courts, libre à vous de demander

qu’il y ait plusieurs équipes en parallèle ;

○ la maîtrise d’œuvre : certains préfèrent se faire aider par un consultant, mais les entreprises

de BTP7 peuvent intégrer aussi cette prestation, elle est souvent moins onéreuse que via un

consultant ; dans tous les cas il faut suivre régulièrement les travaux et veiller au respect

maximum de ce calendrier. Le mieux est de le préparer avec le maître d’œuvre ;

7 BTP - Bâtiment ou Travaux Publics

Page 14: Conception et construction du réseau métropolitain

14

○ tirer un petit câble ou un gros câble est d’un coût très proche tel qu’il ne change pas l’équilibre

de l’enveloppe globale on a donc intérêt à poser de « gros » câbles ça permet d’éviter, a priori,

le WDM8 qui est une technique très intéressante mais qui demande des appareils plus

complexes, plus chers et une expertise d’exploitant non encore généralisée donc avec un coût

horaire plus important ;

○ le rapport du coût du câble par rapport à celui de tranchée/(coût fourreau + câble), ou

passage en égout est d’environ 10% pour le câble ;

○ en s’entendant avec les communes, on peut souvent bénéficier de passage dans des

fourreaux ou tubes déjà en place. ;

○ il est sage de ne payer la retenue de garantie qu’une fois tous les dossiers de réflectométrie et

tous les DOE9 (Document d’Ouvrage Exécuté) réceptionnés.

Avantage

○ compte tenu du coût de location de fibre optique noire et des contraintes des DSP (Délégation de

Service Public), réaliser sa propre infrastructure peut permettre plus de souplesse d’évolution et le

maintien d’un coût de fonctionnement bien réduit tout en prenant en compte le coût de la

maintenance des câbles.

Inconvénients

○ avec la nouvelle réglementation qui impose l’utilisation du système d’Information national, il faut

prévoir un suivi des demandes de travaux dans le secteur parcouru par le réseau de collecte ;

○ il faut traiter et gérer la propriété et l’amortissement des biens ;

○ la gestion de projet est complexe ;

○ la maitrise des délais est difficile compte tenu de la météo et du temps d'obtention des

autorisations (ici nous recommandons une grande vigilance et d’aider à l’obtention de ces

autorisations) ;

○ L’idéal est de poser son câble dans une infrastructure existante mais c’est rare que l’infrastructure

réalisée arrive où l’on veut, il faudra donc la compléter.

2.2.2.3 Location de fibres noires ou service de connectivité optique passive

Avantages

○ cette offre est maintenant assez répandue, plusieurs opérateurs la proposent. On trouve aussi

des régions, des départements ou communautés d’agglomération qui ont confié la construction

puis la gestion d’un service de fibre noire à louer à un délégataire (DSP10). Dans ce dernier cas,

seule la jonction peut être à réaliser par le réseau de collecte et il y a alors peu de déclaration de

réseau à faire au niveau national. donc une gestion plus légère à ce niveau sans les DT et

DICT11 ; En général, le coût de maintenance est compris dans le coût de location ;

○ les coûts au mètre et le coût d’investissement sont assez faibles. La conduite de projet est

facilitée.

Inconvénients

○ Le coût annuel de location est généralement compté au kilomètre de fibre optique ce qui incite à

prendre un nombre restreint de fibres optiques. La garantie de bande passante à chacun est alors

8 WDM - Wavelength-division multiplexing (Multiplexage en longueur d'onde)

9 DOE Document d’Ouvrage Exécuté

10 DSP – Délégation de Service Public

11 DT Déclaration de projet de Travaux

DICT Déclaration d’Intention de Commencement de Travaux

Page 15: Conception et construction du réseau métropolitain

15

assurée via du multiplexage en longueur d’onde. Les équipements sont donc plus chers et

l’exploitation plus délicate et plus coûteuse. De plus, les points de présence sont rarement assez

nombreux et l’éloignement fait augmenter le coût de raccordement ;

○ dans le cadre d’une DSP il sera plus difficile voire impossible d’ajouter un nouveau site, une autre

solution devra donc être envisagée.

2.2.2.4 Solution Hertzienne

On trouve maintenant en Europe des antennes à faisceau hertzien très puissant. Par exemple des

antennes très petites, à faisceau millimétrique, qui travaillent dans la bande des 80GH permettant

des débits point à point de 1,2 Gbits/s sur une dizaine de kilomètres sans rebond, pour un coût très

raisonnable installation comprise ; c’est un excellent complément.

Il y existe d’autres antennes et d’autres bandes de fréquence, à étudier au cas par cas en fonction du

besoin et des moyens mis à disposition. Le service possible dépend de la fréquence, du type

d'antennes utilisées, de la polarisation, du dégagement de ces antennes, du débit souhaité, du

budget et autres facteurs, comme le climat et les contraintes liées à l’utilisation de fréquences radio.

Nous ne parlons pas ici de faisceaux laser plus appropriés aux réseaux locaux ou réseaux de

campus.

Avantages

○ Les coûts d’investissement et d’exploitation sont faibles ; l’installation facile; les effets de bord

sont très faibles dans le cas du faisceau millimétrique et les risques limités;

○ en général les antennes sont auto-adaptatives, elles baissent en débit lorsqu’il y a des

intempéries comme de très gros orages par exemple, pour émettre un signal moins sensible

et remontent quand les conditions sont redevenues normales ;

○ solidité des réglages et simplicité d’administration.

Inconvénients

○ la liaison point à point : les extrémités doivent être à vue ; le faisceau n’est pas utilisable dans

toutes les zones géographiques ;

○ pour les antennes à faisceau non millimétrique, les mesures de sécurité à prendre peuvent

être contraignantes ;

○ il y a peu de sociétés en Europe qui les vendent et les maintiennent ;

○ la durée de vie d’une antenne est beaucoup plus courte que celle d’un câble à fibres optiques ;

○ il faut l’autorisation d’une autorité de régulation des fréquences (l’ARCEP12 pour la France),

mais cela ne pose pas de problème à part remplir le document idoine, (pour la France

document EN 11 08 sur le site www.arcep.fr). Côté coût de fonctionnement, en France, il

faudra rajouter au coût de maintenance une redevance annuelle à l’autorité de régulation.

2.2.2.5 Multiplexage en longueur d’onde

Compte tenu du coût du câble par rapport à celui de l’infrastructure, quand il est possible de poser

ses propres câbles, on a intérêt à poser beaucoup de fibres ce qui évite des équipements à

multiplexage en longueur d’onde plus chers et plus délicats à exploiter ce qui allège d’autant

l’exploitation donc son coût.

12

ARCEP - Autorité de Régulation des Communications Electroniques et des Postes

Page 16: Conception et construction du réseau métropolitain

16

Ce multiplexage est donc conseillé lorsque que vous n’avez pas le choix, exemple quand vous devez

louer des fibres.

Avantage

○ partage de la bande passante avec débit garanti sans avoir à déployer de nouvelles fibres

optiques.

Inconvénients

○ coût des équipements ;

○ exploitation plus complexe donc plus chère.

Page 17: Conception et construction du réseau métropolitain

17

3 Mise en œuvre et déploiement des services proposés par un réseau métropolitain

3.1 Services réseaux pour les utilisateurs

Postula 1 – tous les équipements du MAN sont connus et quelle que soit leur marque, ils ont été

choisis pour répondre au cas que nous explorons dans ce document.

Postula 2 – la charge du MAN est surveillée régulièrement en termes de moyenne, nombre, largeur,

hauteur et fréquence des pics et les seuils ont été placés suffisamment bas pour prévenir

l’engorgement. Le débit des liaisons concernées sera augmenté dès que ces seuils risquent d’être

atteints.

Postula n°3 – les MAN ne raccordent que des LAN ou CAN, ils ont tous déjà des routeurs, bien que

nous recommandions vivement de positionner un équipement frontière entre le LAN ou CAN et le

MAN pour des séparations propres des trafics et responsabilités ainsi que pour donner une plus

grande liberté au responsable réseau du site ou campus raccordé. Cet équipement peut être très

léger (c’est même recommandé ne serait-ce que pour une question de coût).

Au niveau des coûts d’exploitation du réseau il est bien connu que plus les architectures logiques et

physiques du réseau sont claires et simples, plus l’ensemble est fiable et économique.

3.2 Définition du niveau et type de service fourni par le réseau

de collecte

Dans tous les cas le réseau de collecte prend en compte le transport et assure la continuité des

services dont la QoS RENATER.

Quels que soient les choix, l’excellent fonctionnement global reste l’objectif prioritaire et dicte les

règles à respecter par chacun en limitant le gaspillage de fonds, d’énergie ou de faux problèmes.

Dans tous les cas, le trafic de chaque site ou CAN doit être isolé, il ne doit pas polluer le réseau de

collecte. L’équipement frontière doit être sous la responsabilité du MAN.

Les choix sont fondés sur la diversité des institutions partenaires. En intégrant toutes les contraintes

ils devront prendre en compte, pour la mutualisation, ce qui répond aux besoins du plus grand

nombre de partenaires, s’il y a des demandes particulières elles devront être traitées comme telles,

ainsi des services supplémentaires pourront être proposés à ceux qui seraient hors spectre. La

gestion peut alors être un peu plus délicate. Les points un peu délicats peuvent être notamment au

niveau :

de la définition de la plage de couverture

de la définition du niveau de garantie de service, exemple : confidentialité industrielle ;

Page 18: Conception et construction du réseau métropolitain

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de la définition du niveau ISO 1, 2 ou 3 à apporter à chaque institution ; le niveau 1 -

fourniture de services fibres optiques - ce point ayant été traité au niveau physique CH 2 ;

nous le passons ici. Dans tous les cas, les choix à faire tiendront compte des demandes des

partenaires ESR et s’appuiera sur :

○ le niveau de compétences réseau disponible sur le ou les sites ; certains établissements

ont très peu d’assistance dans le domaine, il faudra pouvoir apporter ici éventuellement

jusqu’au niveau 3. Le niveau 3 pourra aussi être un choix de mutualisation et de

centralisation de l’exploitation ;

○ la volonté de l’institution de gérer elle-même le réseau de son campus même s’il est

construit sur une infrastructure mutualisée. Le transport point à point des données

utilisateur entre plusieurs sites peut être réalisé de plusieurs manières différentes,

chacune ayant ses avantages et inconvénients ;

dans certains cas, par exemple de grande confidentialité, la mutualisation peut

s’arrêter avant l’équipement frontière, ici un niveau 1 est suffisant (fourniture

uniquement de fibres noires ou de liens WDM entre les différents sites utilisateurs) et

engagement particulier du site notamment pour respecter les règles du MAN ;

si la mutualisation est décidée jusqu’à l’équipement frontière inclus (aussi appelé

feuille), le réseau de collecte peut apporter alors le niveau 2 ;

petit zoom sur un réseau de collecte de niveau 2 cf. schéma ci-dessous :

o le QinQ permet d’encapsuler des groupements de VLAN dans un seul pour les

institutions multisites ;

o le transport de VLANs au niveau 2 sera souvent choisi car il est simple à mettre

en œuvre et permet de satisfaire la plus part des demandes. L’exploitation est

plus légère et chacun peut gérer son niveau 3, ce qui est souvent demandé ;

o nous éviterons le protocole frontière Internet BGP sur le MAN car ce n’est pas

obligatoire et alourdit le rôle du MAN, nous conseillons de le maintenir dans

son rôle, il est donc seulement utilisé en sortie vers Internet. On cherchera

toujours la simplicité, la complexité existe déjà au niveau du partenariat multiple

et a un coût. En revanche BGP est obligatoire pour les sites qui ont plusieurs

sorties Internet à discrétion du dit site.

o dans tous les cas rappelons qu’il est normal que la communauté du réseau de

collecte qui a accepté d’être partenaire, puisse avoir à communiquer au sein

d’elle même sans passer par Internet, nous recommandons a minima donc de

prévoir en plus un vlan pour l’administration du réseau et un pour que la

communauté du MAN puisse échanger au sein d’elle-même.

Page 19: Conception et construction du réseau métropolitain

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Formalisation des choix

Attention à veiller à ce qu’une exception ne devienne pas la règle. Plus il y aura d’exceptions plus la

formalisation sera lourde, il faut mieux alors remettre en cause le modèle. Si la multiplicité des cas

est trop grande, les relations au sein de la communauté seront trop lourdes et peuvent devenir

périlleuses.

Dans le même esprit, attention à la complexité des conventions / statuts ou autres documents de

cadrage, la complexité n’est jamais un atout où qu’elle soit.

En fonction du choix d’organisation, il est toujours possible d’ajouter aussi la mutualisation de

services à valeur ajouté, exemple un pont de visioconférence, un serveur de temps mutualisé, ce

point ne sera pas développé ici.

3.3 Sécurisation

Comme noté précédemment, la sécurisation, peut représenter une certaine somme d’argent.

L’argent à injecter dans la sécurisation est à définir en fonction du rapport « coût du préjudice » sur

« coût d’une sécurisation » et peut être décliné suivant le partenaire ou le groupe de partenaires. Par

ailleurs la sécurisation peut être totale, partielle ou inintéressante.

Nous ne parlons ici que :

de la sécurité physique des liens ;

des pannes des équipements frontières et de celle des cœurs de réseau ;

de la configuration sécurisée selon les règles de l’art cf. partie administration et exploitation

du MAN de collecte.

Au niveau des sites, il est vivement recommandé de laisser à chaque institution la responsabilité et la

gestion de sa sécurité et confidentialité des données de son réseau, LAN comme CAN.

Page 20: Conception et construction du réseau métropolitain

20

Au niveau du MAN de collecte la sécurisation peut être physique (la plus chère) sur l’infrastructure en

propre ou via un opérateur et elle peut être logique. Ce dernier point peut être mis en place s’il y a

plusieurs fibres optiques. Les possibilités sont multiples, pour n’en citer que quelques-unes :

double raccordement physique d’un site, par des chemins physiques différents, sur deux

cœurs de réseau géographiquement séparés ;

un maillage des cœurs de réseaux entre eux pour se secourir les uns les autres quand c’est

possible ;

A noter que si l’on souhaite automatiser complètement les bascules sur des liens de secours, il

faudra prévoir un protocole type Spanning-Tree 802.1D pour le contrôle de topologie et le routage.

Notons quand même qu’une bascule semi automatique, bien préparée et bien conçue, répondra à la

plus part des besoins.

Côté infrastructure, il faut noter que statistiquement il y a peu d’accidents en France surtout depuis la

nouvelle règlementation (Code de l'environnement : Livre V - Titre V - Chapitre IV : Sécurité des

réseaux souterrains, aériens ou subaquatiques de transport ou de distribution).

Mais les accidents peuvent être lourds à supporter. Plus il y a de partenaires utilisateurs, plus riche

sera la demande mais elle sera plus difficile à généraliser, notamment compte tenu du coût. Dans

beaucoup de cas, il semblerait sage à ce niveau de traiter la sécurisation au cas par cas voire au

niveau d’un groupe et au frais du/des demandeurs.

Côté équipement actif, les pannes les plus fréquentes restent le ventilateur et l’alimentation. Il faut

travailler ici au niveau de la maintenance, du temps d’intervention voire du temps de rétablissement

(plus cher).

De base, il est conseillé de poser des équipements :

avec alimentations redondantes et échangeables à chaud"

de pencher vers 2 équipements moyens pour raccorder les liaisons plutôt qu’un seul gros

équipement pour que tout le monde ne soit pas bloqué en cas de panne.

Quoiqu’il en soit, ce sera toujours un compromis. Il faut bien souvent accepter une dégradation plutôt

que pas de service du tout. Rappel des antennes en secours de certaines liaisons peuvent être utiles.

3.4 Exploitation du réseau de collecte

3.4.1 Problématique d’externalisation - définition du curseur

Que l‘on externalise tout ou partie de l’exploitation d’un réseau, quel que soit sa taille, il est impératif

d’avoir un comité d’experts réseau issu de la communauté pour le suivi de l’exploitation. La taille de

ce groupe est à discrétion des dirigeants du réseau. Ce comité doit se réunir très régulièrement.

C’est lui qui permettra d’éviter les dérives en termes de coût et de qualité du service. La

responsabilité de ce groupe est importante, chaque participant doit être dûment mandaté bien qu’il

ne doive pas représenter son établissement mais les intérêts de toute la communauté raccordée au

MAN de collecte.

Page 21: Conception et construction du réseau métropolitain

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Les différents éléments pouvant être sous-traités sont :

la supervision ;

l’exploitation ;

la maintenance.

Ces trois éléments sont généralement faciles à déléguer car ils sont souvent communs à l’ensemble

des clients du prestataire de service. La supervision du matériel et sa maintenance étant souvent

très imbriquées, il est préférable que ce soit la même société qui s’en charge.

Celle-ci ayant du matériel de secours disponible pour tous ses clients, elle permet de faire des

économies d’échelle qui ne sont pas possibles ou difficile pour un campus.

Le CCTP doit être très précis, il est de la responsabilité du comité d’expert réseau et devra inclure

une liste de pénalités. Il devra comprendre une présentation de l’organisation des différents comités

et de leur articulation ainsi que l’articulation entre le comité technique du réseau de collecte et

l’exploitant. Pour une plus grande réactivité, nous recommandons que le comité technique soit

largement ouvert à tous les partenaires et qu’un groupe réduit constitué d’experts réseau soit le

représentant de tous lors des réunions de suivi avec l’exploitant.

Les points à discuter avec le prestataire lors de la contractualisation porte sur :

l’exploitation

○ présence d’un accueil téléphonique et enregistrement par courriel 24h/24 ;

○ les processus de prise en compte des incidents ;

○ mise en place de niveaux de service pour les actions de configuration ;

○ mise au point du libellé des tickets d’incident ;

○ fréquence des réunions de suivi d’exploitation ? Qui participe ?

○ contenu du rapport mensuel : Quels indicateurs, quels graphes sont présentés ?

○ les éléments de réversibilité.

la supervision

○ présentation de l’outillage de détection de panne. Quelle méthode de récupération de

l’information par cet outillage (polling, trap) ?

○ accessibilité à la plate-forme ;

○ échange de document ;

○ révision ;

○ indicateurs déclenchant un incident ;

○ les niveaux de services pour le déclenchement des actions correctives par le prestataire ;

○ les procédures d’escalades.

la maintenance

○ La GTI et GTR pour chaque équipement

Pénalités – il est important de les affiner avec l’exploitant, elles ne sont pas là pour punir mais

pour permettre que le service se déroule au mieux. Paramétrer ces pénalités avec l’exploitant

permet de ne pas créer de relations conflictuelles. Tout le monde a intérêt à ce que la

satisfaction soit la meilleure possible. Entretenir une relation partenariale avec l’exploitant est,

d’expérience, plus forte qu’une relation client – prestataire à condition que ces pénalités

soient bien mesurées et réalistes et que le comité d’experts soit à la hauteur.

Dans tous les cas la réversibilité doit être prise en compte pour préparer la fin du contrat. Le meilleur

moyen étant de maintenir au fil de l’eau un catalogue de l’ensemble des documents liés au marché.

Page 22: Conception et construction du réseau métropolitain

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En particulier les configurations des équipements et des outils de supervision. Le comité devra veiller

de près à ce que celles-ci soient réelles.

Quelques éléments pouvant difficilement être délégués :

Sécurité, comme vu précédemment, il est recommandé à chacun d’assurer sa propre

sécurité ;

Stratégies d’évolution du réseau.

Quelques éléments pouvant être délégués mais nécessitant une implication forte du comité :

Architecture ;

Choix des technologies.

Dans tous les cas la tenue régulière de réunions d’exploitation est obligatoire.

3.4.2 Evolution du réseau

Toute évolution du réseau doit être étudiée avec le comité technique qui aura été mis en place puis

présenté, voire étudiée avec l’exploitant et dans tous les cas validée par ce dernier.

Page 23: Conception et construction du réseau métropolitain

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4 Conclusion

Nous avons balayé ici les champs organisationnels et ceux liés aux choix des infrastructures

physiques, nous n’avons pas abordé la partie architecture logique du réseau qui est en perpétuelle

évolution et est liée au choix du constructeur et de l’intégrateur. Cette partie étant d’ailleurs fortement

documentée sur le Web et les sites des constructeurs. La partie supervision est traitée dans un

document séparé.

En complément à ces informations, il faut rappeler qu’un contact direct avec le responsable de l’un

des réseaux métropolitains existant est aussi une source d’information et de conseil. En particulier,

de nombreux appels d’offres ont déjà été lancés, ils constituent une base de travail appréciable pour

la construction ou l’évolution d’un réseau.

Page 24: Conception et construction du réseau métropolitain

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Glossaire

ARCEP Autorité de Régulation des Communications Electroniques et des Postes

BTP Bâtiment ou Travaux Publics

CAN Campus Area Network

DDE Direction Départementale de l’Equipement

DICT Déclaration d’Intention de Commencement de Travaux

DOE Document d’Ouvrage Exécuté

DSP Délégation de Service Public

DT Déclaration de projet de Travaux

ESR Enseignement Supérieur et Recherche

LAN Local Area Network

MAN Metropolitan Area Network

MOA Maîtrise d’OuvrAge

WDM Wavelength-Division Multiplexing (Multiplexage en longueur d'onde)