GPON : Tout savoir sur la fibre optique et l'accès Internet ultra-rapide

GPON est l'une des technologies d'accès à Internet par fibre optique les plus répandues aujourd'hui, offrant des débits élevés, une connexion stable et la capacité de connecter de nombreux utilisateurs sans perte de qualité. La grande majorité des accès FTTH (" fibre jusqu'à l'abonné ") proposés par les fournisseurs d'accès reposent précisément sur GPON.

Comment fonctionne GPON : principe de la fibre optique moderne

Contrairement aux technologies plus anciennes comme l'ADSL ou l'Internet câblé, GPON s'appuie sur un réseau optique passif : les données transitent par un mince fil de fibre, transportées par la lumière, et la distribution entre abonnés se fait sans amplificateurs actifs. Cette approche rend le réseau plus fiable, économe en énergie et résistant aux interférences.

GPON permet à un seul port côté fournisseur de desservir des dizaines de logements tout en maintenant des débits élevés, une faible latence et une stabilité exemplaire, même en cas de forte sollicitation. Pour comprendre les atouts de cette technologie et comment la fibre arrive jusqu'à votre domicile, il est intéressant de voir comment fonctionne le réseau GPON, ses composants, ainsi que ses avantages et limites.

Qu'est-ce que GPON et pourquoi cette technologie est-elle populaire ?

GPON (Gigabit Passive Optical Network) est un réseau optique passif gigabit, qui permet d'amener Internet dans les appartements et maisons individuelles via un câble en fibre optique. Sa principale particularité : l'absence d'équipement actif entre le fournisseur et l'abonné. Tous les éléments clés du réseau sont passifs : ils ne nécessitent pas d'alimentation électrique, ne chauffent pas, ne tombent pas en panne et requièrent très peu de maintenance.

Dans ce système, un canal optique unique partant du nœud central de l'opérateur est divisé en de multiples connexions grâce à des splitters passifs. Ce modèle offre la possibilité de desservir simultanément de nombreux abonnés tout en réduisant les coûts d'infrastructure.

Avantages de GPON par rapport à l'ADSL, Ethernet ou au câble

• Débits élevés : jusqu'à 2,5 Gbit/s en téléchargement, 1,25 Gbit/s en upload ;
• Latence minimale, indispensable pour le jeu, le cloud et le streaming ;
• Excellente stabilité : la fibre est insensible aux perturbations ;
• Absence d'équipements actifs intermédiaires : moins de points de défaillance ;
• Infrastructures pérennes (la fibre a une durée de vie de plusieurs décennies).

La popularité de GPON s'explique par sa facilité de montée en charge, sa compatibilité avec les standards futurs (XG-PON, XGS-PON) et la possibilité de déployer rapidement le réseau, y compris dans les immeubles anciens ou les quartiers denses. C'est pourquoi la plupart des accès FTTH actuels fonctionnent sur GPON : c'est le meilleur compromis entre vitesse, fiabilité et coût.

Fonctionnement de GPON : explication simple

GPON repose sur la transmission de données via un unique câble de fibre optique, partagé entre de nombreux abonnés grâce à des splitters passifs. Cette architecture, appelée PON (Passive Optical Network), se distingue par l'absence de tout équipement actif nécessitant une alimentation entre le fournisseur et l'utilisateur final. Cela rend le réseau fiable et économique : rien ne peut surchauffer ou tomber en panne entre le central et l'abonné.

Architecture point-multipoint

• Côté fournisseur : un OLT (Optical Line Terminal), le cœur du réseau ;
• Répartiteurs optiques (splitters) entre les immeubles, divisant le signal (1:16, 1:32, 1:64) ;
• Côté abonné : un ONT/ONU, terminal optique qui convertit le signal lumineux en Ethernet.

La transmission des données se fait dans deux sens :

• Downstream (descendant) : du fournisseur vers les abonnés, en diffusion continue ;
• Upstream (montant) : des abonnés vers le fournisseur, chaque abonné transmettant dans un créneau horaire dédié (TDMA), évitant toute collision.

L'OLT émet un signal puissant, distribué équitablement entre tous les utilisateurs, tandis que chaque ONT reçoit un " slot " pour transmettre ses données. Cela garantit l'absence de collisions sur la ligne.

Pour découvrir en détail le principe de transmission par fibre, la structure du câble et la modulation de la lumière, consultez notre article dédié au fonctionnement de l'Internet par fibre optique.

Grâce à cette architecture, GPON offre des débits importants, une longue durée de vie réseau et des pertes minimes, même sur de longues distances. C'est la solution idéale pour l'Internet grand public.

De quoi est composée une infrastructure GPON ? OLT, splitters, ONU/ONT

Un réseau GPON s'articule autour de trois éléments clés : l'équipement de l'opérateur, l'infrastructure optique passive et le terminal abonné. Chaque composant a un rôle précis, mais tout fonctionne de manière transparente pour l'utilisateur, sans équipement actif entre le central et le logement.

OLT - Optical Line Terminal

C'est le " cerveau " du réseau GPON, situé chez le fournisseur. L'OLT génère le signal optique, répartit la bande passante, attribue les créneaux de transmission et gère la topologie du réseau. Un port OLT peut desservir des dizaines, voire des centaines de connexions selon la configuration.

Splitters optiques

Ces dispositifs passifs divisent un signal optique en 8, 16, 32, 64 sorties ou plus. Sans alimentation ni électronique, ils fonctionnent de façon fiable pendant des années. Leur emplacement dépend de l'architecture : dans la cage d'escalier, une boîte de répartition d'étage, une armoire de rue ou un regard de voirie. Les splitters peuvent être chaînés (par exemple, un 1:4 en armoire, suivi d'un 1:8 dans l'immeuble) pour couvrir de vastes zones.

ONU / ONT - Terminaux abonnés

L'ONT (Optical Network Terminal) ou ONU (Optical Network Unit) est installé chez l'utilisateur. Il reçoit le signal lumineux, le convertit en Ethernet et gère l'authentification de l'abonné : c'est l'" équivalent optique " d'un modem. Parfois, l'ONT fait aussi office de routeur Wi-Fi (GPON routeur).

Ses fonctions principales :

• Décryptage du flux descendant ;
• Transmission des données dans le créneau montant assigné ;
• Authentification et sécurité ;
• Contrôle de la qualité de connexion.

Souvent, la responsabilité du fournisseur s'arrête au connecteur optique ou à l'ONT, mais certains proposent des ONT-routeurs et en assurent aussi la maintenance.

OLT, splitters et ONT forment ensemble une infrastructure fiable et évolutive, garantissant une connexion gigabit stable et à faible latence.

GPON vs PON : différences et évolutions

GPON est l'un des standards de la famille PON (Passive Optical Network). PON désigne le principe général du réseau optique passif, tandis que GPON en est une implémentation spécifique avec ses propres vitesses, protocoles et architecture. Contrairement aux réseaux cuivre ou aux réseaux optiques actifs, PON n'utilise ni amplificateurs ni commutateurs intermédiaires : tout repose sur des composants passifs.

Principaux standards PON :

• EPON : standard japonais, basé sur Ethernet ;
• GPON : standard international ITU-T, axé sur l'efficacité ;
• XG-PON : évolution jusqu'à 10 Gbit/s descendant ;
• XGS-PON : version symétrique 10 Gbit/s/10 Gbit/s, pour entreprises ;
• NG-PON2 : multi-longueur d'onde, jusqu'à 40 Gbit/s.

L'atout majeur du GPON réside dans la méthode d'encapsulation GEM (GPON Encapsulation Method) qui optimise le transport de différents protocoles et réduit la surcharge. GPON offre jusqu'à 2,5 Gbit/s en descendant et 1,25 Gbit/s en montant, idéal pour le FTTH grand public.

EPON, plus simple (sur base Ethernet), est moins efficace à forte charge, raison pour laquelle l'Europe et la Russie privilégient GPON. Les variantes XG-PON et XGS-PON représentent l'évolution naturelle : elles sont rétrocompatibles, il suffit alors de remplacer OLT et ONT pour passer à 10 Gbit/s, sans changer toute la fibre ni les splitters.

GPON reste donc la version PON la plus polyvalente et répandue, en constante évolution vers plus de débit et de symétrie, tout en préservant les avantages de base : faible latence, infrastructure passive et longévité du réseau.

FTTH : la fibre optique jusqu'à l'abonné

FTTH (Fiber To The Home) désigne l'architecture où la fibre optique est tirée directement jusqu'à l'appartement ou la maison individuelle. C'est la solution d'accès à Internet la plus moderne et la plus fiable, permettant d'exploiter tout le potentiel des technologies GPON, XGS-PON ou NG-PON2 à venir.

La grande force du FTTH est l'absence de segments cuivre intermédiaires. Contrairement aux anciens schémas FTTB (fibre jusqu'au bâtiment) ou FTTN (fibre jusqu'au nœud), où le dernier tronçon restait en câble cuivre ou coaxial, FTTH supprime ce " maillon faible " et amène la lumière jusqu'à l'abonné.

Étapes d'un raccordement FTTH typique :

1. La fibre arrive en armoire de rue depuis le fournisseur ;
2. Le câble optique est déployé dans la cage d'escalier jusqu'à une boîte de répartition optique ;
3. Les techniciens tirent un câble optique fin jusqu'à l'appartement ;
4. Un terminal ONT est installé dans le logement, convertissant le signal en Ethernet ;
5. L'utilisateur connecte ensuite son routeur Wi-Fi à l'ONT.

Avantages du FTTH :

• Pertes de signal minimales sur toute la longueur du parcours ;
• Immunité totale aux interférences électriques ;
• Débits élevés, stables, et indépendants de la distance ;
• Aucun risque d'oxydation ou de défaillance des contacts ;
• Réseau prêt pour les évolutions futures, sans besoin de recâblage.

Contrairement à FTTB, où plusieurs appartements partagent un commutateur cuivre, FTTH offre à chaque abonné une ligne optique dédiée, permettant des vitesses de 1 à 10 Gbit/s, voire plus.

Grâce à sa simplicité de déploiement et à sa fiabilité, FTTH est devenu le nouveau standard des constructions neuves et est déployé massivement dans l'ancien. Associée à GPON, cette architecture garantit un accès Internet rapide et sans perturbations.

Débit réel et limites de GPON

GPON est l'une des technologies d'accès grand public les plus rapides, mais ses vitesses réelles dépendent de la configuration du réseau et du nombre d'abonnés par port OLT. En théorie, GPON offre 2,488 Gbit/s en descendant (vers l'utilisateur) et 1,244 Gbit/s en montant (depuis l'utilisateur) : il s'agit du débit total partagé entre tous les abonnés d'un même splitter.

Typiquement, un port OLT dessert 32 ou 64 abonnés. Or, la charge réseau n'est pas constante (tout le monde ne regarde pas Netflix en 4K en même temps) : dans la réalité, les utilisateurs bénéficient de débits stables de 300 à 1000 Mbit/s selon leur abonnement.

Les limites de débit GPON dépendent de :

• La configuration de partage choisie par le fournisseur ;
• La qualité et la longueur de la ligne optique ;
• Les pertes et le bruit sur les splitters ;
• La puissance de l'OLT et la sensibilité de l'ONT ;
• L'état du réseau local (routeur, Wi-Fi, etc.).

Malgré le partage de bande passante, GPON reste plus stable que les technologies cuivre. La fibre ne subit quasiment aucune interférence ni perte de vitesse avec la distance, et la latence reste faible (2 à 4 ms), ce qui est crucial pour le jeu ou la visioconférence.

La seule vraie limite de GPON est son plafond technologique. Pour les abonnements supérieurs à 1 Gbit/s, les opérateurs migrent vers XG-PON ou XGS-PON (10 Gbit/s), totalement compatibles avec l'infrastructure existante.

En somme, GPON offre des débits élevés pour la majorité des foyers, et ses limitations sont aisément contournées grâce à une bonne configuration et des équipements de qualité.

Avantages et inconvénients de GPON

GPON s'est imposée comme technologie filaire de référence grâce à son rapport vitesse/stabilité/coût imbattable. Comme toute technologie, elle présente néanmoins des points forts et faibles à considérer lors du choix d'un fournisseur ou de la conception d'un réseau.

Avantages de GPON

1. Débits élevés : Un GPON standard suffit pour le gigabit, largement suffisant pour un usage domestique. La vitesse reste maximale même à distance, contrairement à l'ADSL ou au câble.
2. Latence faible : L'absence de nœuds actifs entre fournisseur et abonné garantit un ping bas (2 à 4 ms), idéal pour le jeu, la visioconférence ou le VPN.
3. Fiabilité : Sans électronique intermédiaire, il n'y a rien qui puisse griller ou tomber en panne. Les splitters durent des décennies.
4. Efficacité énergétique : L'infrastructure consomme très peu et n'a pas besoin d'être alimentée en extérieur.
5. Facilité de montée en charge : Un port OLT dessert plusieurs dizaines d'abonnés, le fournisseur n'a qu'à ajouter splitters et ONT sans modifier le tronc réseau.

Inconvénients de GPON

1. Partage de bande passante : Le débit est mutualisé. Si le ratio de partage est trop élevé (ex : 1:128), la vitesse peut chuter aux heures de pointe.
2. Exigence de qualité d'installation : Un mauvais raccordement ou un splitter bas de gamme dégrade fortement le signal.
3. Difficulté de pose dans l'ancien : Certains immeubles ne permettent pas un passage de câble propre ou rapide.

Au final, les avantages de GPON l'emportent largement, en faisant l'option optimale pour l'Internet gigabit à domicile.

Comment se passe le raccordement GPON en appartement ?

Pour l'utilisateur, l'installation de la fibre GPON est simple, mais elle requiert une expertise technique pour les installateurs. L'essentiel est d'amener la fibre jusque dans le logement et d'installer correctement l'ONT, qui convertira le signal lumineux en Ethernet.

Phases de raccordement :

1. Vérification de l'éligibilité : Le fournisseur vérifie la présence de la fibre et de ports OLT disponibles. Dans les bâtiments récents, la fibre est souvent déjà tirée en pied d'immeuble.
2. Pose de la fibre dans le bâtiment et le logement : Un câble optique fin est déployé :
   • dans les goulottes,
   • le long des murs,
   • dans les conduits existants,
   • ou au ras des plinthes.
   La fibre est souple mais fragile, d'où l'importance d'un montage soigné.
3. Branchement au splitter : Le technicien connecte le câble de l'abonné à un port libre du splitter de palier.
4. Installation de l'ONT/ONU : Le terminal est posé près de l'entrée de la fibre dans le logement. Certains modèles font aussi office de routeur Wi-Fi, d'autres nécessitent un routeur externe.
5. Configuration : L'opérateur enregistre l'ONT sur l'OLT (numéro ONU, profil, VLAN). Souvent, tout se fait automatiquement, sans intervention de l'utilisateur.
6. Contrôle du signal : Le technicien mesure la puissance optique (dBm). Le niveau acceptable est généralement de −8 à −28 dBm. Si le signal est trop faible, un ajustement est nécessaire.

Après ces étapes, l'Internet est opérationnel. Il ne reste plus qu'à configurer le Wi-Fi si l'ONT n'en dispose pas.

Conclusion

GPON s'est imposé comme le standard de la fibre optique à domicile grâce à ses débits élevés, sa stabilité et sa facilité de déploiement. Son architecture passive offre fiabilité et efficacité énergétique, et le raccordement direct jusqu'à l'abonné permet de minimiser les perturbations et d'exploiter tout le potentiel du gigabit.

La technologie reste d'actualité et évolue : XG-PON, XGS-PON et les futurs standards permettront d'atteindre des débits de plusieurs dizaines de gigabits sans remplacer la fibre existante. GPON offre ainsi le meilleur équilibre entre performance, coût et durabilité pour les réseaux FTTH modernes.