2. Semestre : 5
Unité d’enseignement : UED 3.1
Matière :Téléphonie
VHS : 22h30 (cours : 1h30)
Crédits : 1; Coefficient : 1
Connaissances préalables recommandées :
La communication analogique. Les applications des
télécommunications.
télécommunications.
3. Contenu de la matière :
Chapitre 1. La téléphonie analogique à commutation :
Historique, évolution, principe et architecture
Chapitre 2. Supports de transmission en téléphonie :
Critères d’évaluation, Conducteurs électriques, Sans fil, Fibre
optique
Chapitre 3. La téléphonie numérique cellulaire GSM :
Réseaux, Protocoles, Architecture et équipements,
Schémas de principe, Mesures.
Chapitre 4. Les nouvelles générations de la téléphonie
Chapitre 4. Les nouvelles générations de la téléphonie
numérique : 3G et UMTS, 3.5 G, 4G, …
Chapitre 5. Equipements d’interconnexion en téléphonie :
Les commutateurs, les routeurs, les interfaces, les
passerelles.
4. 1. PRINCIPES GÉNÉRAUX DE LA
TÉLÉPHONIE
Le transport de la voix est historiquement à l’origine
des premiers réseaux de transmission.
des premiers réseaux de transmission.
Le réseau téléphonique public RTC (Réseau
Téléphonique Commuté) ou encore PSTN (Public
Switched Telecommunication Network) a
essentiellement pour objet le transfert de la voix.
Utilisant le principe de la commutation de circuits,
Utilisant le principe de la commutation de circuits,
le réseau téléphonique met en relation deux
abonnés à travers une liaison dédiée pendant tout
l’échange.
6. À l’origine, la mise en relation était réalisée
manuellement par des opérateurs. Bien que les
premiers concepts de commutation automatique
apparurent en 1889.
apparurent en 1889.
La commutation de circuits consiste à juxtaposer bout
à bout des voies physiques de communication, la
liaison étant maintenue durant tout l’échange.
La numérisation de la voix a permis le multiplexage
temporel des communications (Fig 2).
temporel des communications (Fig 2).
7. Figure .2: Principe de la commutation temporelle.
En mettant en relation un IT d’une trame en entrée
avec un IT d’une autre trame en sortie.
La communication est full duplex, une bande
passante de 64 kbit/s, dans chaque sens, est donc
réservée durant toute la communication.
8. Les supports de transmission sont constitués de voies
numériques multiplexées. Malgré la numérisation
du réseau, la liaison des abonnés résidentiels est
restée essentiellement analogique.
C’est le commutateur de rattachement qui réalise la
fonction de numérisation et de dénumérisation de
la voix (Figure 3).
10. 2. Organisation Du Réseau Téléphonique
2.1 Architecture traditionnelle
Le réseau téléphonique a une organisation
hiérarchique à trois niveaux (Figure 4). Il est
hiérarchique à trois niveaux (Figure 4). Il est
structuré en zones, chaque zone correspond à un
niveau de concentration et en principe de taxation.
On distingue :
12. – Zone à Autonomie d’Acheminement (ZAA), cette
zone, la plus basse de la hiérarchie, comporte un
ou plusieurs Commutateurs à Autonomie
d’Acheminement (CAA) qui eux-mêmes
desservent des Commutateurs Locaux (CL). Les
desservent des Commutateurs Locaux (CL). Les
commutateurs locaux ne sont que de simples
concentrateurs de lignes auxquels sont raccordés
les abonnés finals. La ZAA (Zone à Autonomie
d’Acheminement) est un réseau étoilé, elle
d’Acheminement) est un réseau étoilé, elle
constitue le réseau de desserte ;
13. – Zone de Transit Secondaire (ZTS), cette zone
comporte des Commutateurs de Transit
Secondaires (CTS). Il n’y a pas d’abonnés reliés
directement aux CTS (Commutateurs de Transit
Secondaires). Le réseau étant imparfaitement
Secondaires). Le réseau étant imparfaitement
maillé lorsqu’un CAA (Commutateur à Autonomie
d’Acheminement) ne peut atteindre directement le
CAA destinataire, ils assurent le brassage des
circuits ;
circuits ;
14. – Zone de Transit Principal (ZTP), cette zone assure
la commutation des liaisons longues distances.
Chaque ZTP (Zone de Transit Principal) comprend
un Commutateur de Transit Principal (CTP). Au
moins un Commutateur de Transit Principal (CTP)
moins un Commutateur de Transit Principal (CTP)
est relié à un Commutateur de Transit International
(CTI).
Le réseau étant partiellement maillé, plusieurs
Le réseau étant partiellement maillé, plusieurs
itinéraires sont généralement possibles pour
atteindre un abonné.
15. 2.2 Gestion du réseau
La gestion générale du réseau discerne trois
fonctions :
– La distribution.
– La distribution.
– La commutation.
– La transmission.
16. – La distribution: comprend essentiellement la
liaison d’abonné ou boucle locale (paire
métallique) qui relie l’installation de l’abonné au
centre de transmission de rattachement.
Cette ligne assure la transmission de la voix
(fréquence vocale de 300 à 3 400 Hz), de la
numérotation (10 Hz pour la numérotation
décimale – au cadran – et 697 à 1 633 Hz pour la
numérotation fréquentielle) et de la signalisation
numérotation fréquentielle) et de la signalisation
générale (boucle de courant, fréquences vocales);
17. – La commutation: c’est la fonction essentielle du
réseau, elle consiste à mettre en relation deux
abonnés, maintenir la liaison pendant tout
l’échange et libérer les ressources à la fin de
celui-ci. C’est le réseau qui détermine les
celui-ci. C’est le réseau qui détermine les
paramètres de taxation et impute le coût de la
communication à l’appelant ou à l’appelé.
18. – La transmission: c’est la partie support de
transmission du réseau, cette fonction est remplie
soit par un système filaire cuivre, par de la fibre
optique ou par des faisceaux hertziens.
Aujourd’hui, les réseaux sont intégralement
Aujourd’hui, les réseaux sont intégralement
numérisés, seule la liaison d’abonné est encore,
la plupart du temps, analogique et sur support
cuivre, notamment pour les abonnés résidentiels.
19. 3. Établissement D’une Communication
Téléphonique
3.1. Principe d’un poste téléphonique
Établir une communication téléphonique c’est
Établir une communication téléphonique c’est
mettre en relation deux terminaux téléphoniques.
Le poste téléphonique doit remplir plusieurs
fonctions, chacune est réalisée par un organe
spécifique. Le terminal téléphonique élémentaire
comporte cinq organes (Figure .5) :
comporte cinq organes (Figure .5) :
20. Figure .5: Le terminal téléphonique S63.
– Les crochets ou supports
– Les crochets ou supports
– Le micro ou capteur – Un écouteur
– Un cadran – Une sonnerie
21. – Les crochets ou supports sur lesquels repose le
combiné ; lorsque le combiné est soulevé les
contacts se ferment. Le circuit électrique est alors
fermé, le commutateur de rattachement détecte le
courant et en déduit que l’abonné désire entrer en
courant et en déduit que l’abonné désire entrer en
communication. Un potentiomètre permet d’ajuster
ce courant à 30 mA. De même, lors du raccroché,
le commutateur détecte l’ouverture de la boucle de
courant. L’ouverture ou la fermeture de cette
courant. L’ouverture ou la fermeture de cette
boucle permet, très simplement, au commutateur
de rattachement de détecter le changement d’état
du terminal (signalisation) ;
22. – Le micro ou capteur, constitué d’une simple
membrane qui par ses vibrations, sous l’effet de la
pression acoustique (voix), fait varier la résistance
interne de celui-ci. Ces variations de résistance
entraînent des variations du courant dans la boucle
entraînent des variations du courant dans la boucle
de courant.
Ce sont ces variations, proportionnelles à la pression
sur la membrane (voix), qui constituent le signal
analogique de voix transmis, après numérisation, à
analogique de voix transmis, après numérisation, à
l’usager distant ;
23. – Un écouteur, membrane métallique qui vibre selon
les variations du courant dans le transformateur
d’adaptation et restitue le son ;
– Un cadran, celui-ci en provoquant l’ouverture de la
– Un cadran, celui-ci en provoquant l’ouverture de la
boucle de courant (numérotation décimale) envoie
des impulsions au commutateur. Celles-ci seront
interprétées et permettront d’identifier l’appelé ;
– Une sonnerie, alimentée en 50 Hz (80 volts), alerte
– Une sonnerie, alimentée en 50 Hz (80 volts), alerte
l’abonné distant et l’invite à décrocher, c’est le
commutateur de rattachement qui envoie le signal
50 Hz lors d’un appel.
24. 3.2. Principe du raccordement d’usager
L’usager est raccordé au réseau via une URA (Unité
de Raccordement d’Abonnés). Le commutateur de
raccordement assure les fonctions de réception et
de mémorisation de la numérotation
(Enregistreur), celle-ci est analysée et traduite par
un traducteur qui va définir les conditions de
taxation et déterminer le routage. Enfin, le
sélecteur recherche une ligne disponible (joncteur)
sélecteur recherche une ligne disponible (joncteur)
et affecte les ressources (circuits ou IT). La figure
6 illustre ces différents éléments.
26. 3.3. La mise en relation Usager/Usager
La mise en relation de deux abonnés répond à un
protocole qui organise le dialogue entre les
terminaux d’usager et le réseau. Elle comporte
terminaux d’usager et le réseau. Elle comporte
deux ensembles de mécanisme. Le premier
correspond à un échange d’information hors
communication destiné à établir celle-ci ou à
libérer les ressources, c’est la signalisation. Le
second est la communication téléphonique
second est la communication téléphonique
proprement dite.
La figure 7 illustre les différentes étapes de la mise
en relation de deux abonnés (cinq étapes).
28. – Lorsque l’appelant décroche le combiné, le réseau
(le commutateur de rattachement) détecte la
fermeture de la boucle de courant ;
– Il envoie à l’usager l’invitation à numéroter (signal
– Il envoie à l’usager l’invitation à numéroter (signal
à 440 Hz). Dans le même temps, il arme une
temporisation ; (Fig 8).
– Le demandeur n’effectuant aucune opération, à
l’échéance du compteur (Timer, de 15 à 20
secondes) le commutateur de rattachement inhibe
secondes) le commutateur de rattachement inhibe
le poste en lui envoyant la tonalité d’occupation
(signal de décroché malencontreux) pendant
environ une minute.
30. 3.4. La numérotation
Le numéro d’abonné correspond à l’identification du
point d’accès au réseau (prise terminale).
L’adresse est du type hiérarchique, la structure en est
L’adresse est du type hiérarchique, la structure en est
donnée par le tableau:
Préfixe
international
Indicatif
Pays
Numéro national demandé
Pour sortir du
réseau
National: 00
Par
exemple
Algérie =
213
Exploi
tant
Zone:
26
Numéro du
commutateur de
rattachement
Numéro
de la
ligne
d’abonné
33. Il existe trois types de numérotation:
- La numérotation décimale ou analogique
- La numérotation fréquentielle
- La numérotation numérique
- La numérotation numérique
34. La numérotation la plus ancienne est la
numérotation décimale ou analogique (33/66 ou
10Hz). Les numéros sont envoyés au
commutateur de rattachement sous forme
d’impulsions de 66 ms suivi d’un repos de 33 ms,
d’impulsions de 66 ms suivi d’un repos de 33 ms,
d’où le nom de système 33/66.
35. Dans la numérotation fréquentielle ou vocale
(multifréquentielle), normalisée par le CCITT
l’enfoncement d’une touche génère deux signaux
de fréquences différentes (une fréquence haute
suivie d’une fréquence basse, transmis au central
suivie d’une fréquence basse, transmis au central
de rattachement. Chaque combinaison de
fréquences a été déterminée pour minimiser le
risque qu’une combinaison de voix lui ressemble.
CCITT: Comité Consultatif International
Télégraphie et Téléphonie
37. 4. ÉVOLUTION DE LA TÉLÉPHONIE
Fig 14 Évolution des accès avec le concept RNIS.
38. Global System for Mobile
Communications (GSM)
Communications (GSM)
(historiquement « Groupe Spécial Mobile ») est
une norme numérique de seconde génération pour
la téléphonie mobile. Le groupe de travail chargé
de la définir a été établi en 1982 par la Conférence
de la définir a été établi en 1982 par la Conférence
Européenne des administrations des Postes et
Télécommunications (CEPT).
39. Historique du GSM
1979 : Signature d’un accord pour ouvrir la bande
des 900 MHz aux services mobiles dans toute
1982 la Conférence Européenne des Postes et
Télécommunications (CEPT) crée le Groupe Spécial Mobile GSM
des 900 MHz aux services mobiles dans toute
l’Europe
1991 Signature d’un protocole d’accord pour une ouverture
concertée du GSM (en 13 pays européens )
1992 commercialisation réelle des premiers systèmes GSM.
1992 Suite à son succès, le sigle GSM devient
« Global System for Mobile »
concertée du GSM (en 13 pays européens )
2000 400 millions d’abonnés dans le monde
40.
41.
42.
43.
44. le spectre des fréquences
radioélectriques (de 9 KHz à 275 GHz)
le spectre des fréquences
radioélectriques (de 9 KHz à 275 GHz)
46. Organisation cellulaire
but utilisant les mêmes fréquences.
Plus on réduit le nombre de cellules dans le motif, plus on
augmente le nombre de canaux par cellule donc le trafic est
augmenté.
Plus on réduit la distance D de réutilisation plus les
interférences sont importantes.
47. Motifs (clusters), constitués de plusieurs cellules,
dans lesquels chaque fréquence est utilisée une seule
Organisation cellulaire
Organisation cellulaire
dans lesquels chaque fréquence est utilisée une seule
fois.
Motif élémentaire (à gauche) et un ensemble de motifs (à droite).
49. Interface radio GSM
Bande fréquence (Largeur) 25+25 MHz
Fréquence d'émission du terminal
vers la station de base (Uplink)
890-915 MHz
vers la station de base (Uplink)
Fréquence d'émission de la station de
base vers le terminal (Downlink)
935-960 MHz
Mode d'accès TDMA/FDMA/ T-FDMA
Espacement des canaux radio 200 kHz
Espacement du duplex 45 MHz
Nombre de canaux radio par sens 124
Nombre de canaux radio par sens 124
Nombre de canaux de parole plein
débit (slot)
8
Type de transmission Numérique
Débit brut d'un canal radio 270 kbit/s
50. Fréquence d'émission du terminal vers
la station de base (Montante) (Uplink)
Fréquence d'émission du terminal vers
la station de base (Montante) (Uplink)
canaux
radio
Fréquence
(MHz)
(Fréquence porteuse = Canaux radio)
(Fréquence porteuse = Canaux radio)
radio (MHz)
1 890,00
2 890,2
3 890,4
4 890,6
…. ….
Espacement des canaux radio = 200 KHz
Espacement des canaux radio = 200 KHz
…. ….
122 914,6
123 914,8
124 915
51. Fréquence d'émission de la station de
base vers le terminal (Descendante)
(Downlink)
Fréquence d'émission de la station de
base vers le terminal (Descendante)
(Downlink)
canaux
radio
Fréquence
(MHz)
(Fréquence porteuse = Canaux radio)
(Fréquence porteuse = Canaux radio)
radio (MHz)
1 935,00
2 935,2
3 935,4
4 935,6
…. ….
Espacement des canaux radio = 200 KHz
Espacement des canaux radio = 200 KHz
…. ….
122 959,6
123 959,8
124 960
52. Partage en fréquence
FDMA: bande GSM est divisée en 124 canaux
fréquentiels d'une largeur de 200 kHz en attribuant un
certain ensemble de fréquences porteuses par opérateur
certain ensemble de fréquences porteuses par opérateur
GSM (Opé1, Opé2, Opér 3).
1
2
4
3
5
6
890 MHZ 935 MHZ
200 KHZ
1-40
Ppérat 1
Operateur 1
124
123
915 MHZ 960 MHZ
Montant Descendant
42-82
Opérat 2
84-124
Opérat 3
Operateur 2
Operateur 3
53. Partage en temps
TDMA (Time Division Multiple Access ):
Chaque porteuse (Fréquence) est divisée en intervalles de temps (IT)
ou time slots(TS).
ou time slots(TS).
•Le TDMA permet à différents utilisateurs de partager la même
fréquence.
•À chaque utilisateur en communication est alloué un slot par trame
TDMA.
Chaque porteuse est divisée en intervalles de temps slots
(Tslot= 0.577 ms).
(Tslot= 0.577 ms).
1 slot accueille un signal radioélectrique appelé burst
1 trame TDMA composée de 8 slots (8 Tslot= 4.6152 ms)
canal physique: Un «canal physique»<=> (numéro de slot, numéro de
porteuse)
Le saut de fréquence = 1 slot par fréquence.
54. Organisation d’un burst
Organisation d’un burst
• Unité de transmission est le burst (slot)
• Plusieurs structures
• Burst normal :
1 trame TDMA = 1250 bits (4.615 ms)
0 1 2 3 4 5 6 7
58 bits de données
chiffrés et encodées
8.25 bits
(période
de garde)
3 3
1 slot = 156,25 bits (577 µ
µ
µ
µs)
58 bits de données
chiffrés et encodées
26 bits
Séquence
D’apprentissage
Les réseaux GSM
1 slot = 156,25 bits (577 µ
µ
µ
µs)
❒ 3 bits début et fin : augmenter et diminuer la puissance de l’émetteur
❒ Séquence d’apprentissage : synchronisation (minimise l’apparition d’erreurs)
❒ Délais de garde : protège le slot suivant des inexactitude d’alignement temporel
❒ 2 * 58 bits de données utilisateurs ou de signalisation (1er bit indique la
présence éventuelle de signalisation)
55. Organisation des trames
Organisation des trames
Hypertrame = 2048 supertrames
3 h 25 m 53.76 s
Supertrame = 51 multitrames de trafic
= 26 multitrames de controle
multitrame Trafic = 26 trames multitrames Contrôle = 51 trames
Trame = 8 slots
235.4 ms
120 ms
6.12 s
Trame = 8 slots
Slot = 156.25 bits
Bit = 3.69 µs
577µs
4.615 ms
3.69 µs
59. Canal physique duplex
1 canal physique duplex = 1 canal montant + 1 canal descendant
1 canal physique duplex =
1 mobile émet et reçoit à des instants différents décalage dans le temps de
3 slots
1 2 7
3 4 5 6 8
1 2 7
3 4 5 6 8
Retard
Voie descendante
Voie montante
1 2 7
3 4 5 6 8 Voie montante
Donc le MS ne doit pas émettre et recevoir en mème temps!
61. Découpage géographico-administratif:
• Cellule (Cell)
– aire géographique couverte par une antenne radio
• Zone de localisation (Location Area)
• Zone de localisation (Location Area)
– ensemble de cellules dans lequel l’abonné est localisé
• Zone de commutation (Communication Area)
– ensemble de zones de localisation qui dépendent d’un
même centre de commutation
• Réseau terrestre mobile (Public Land Mobile Network
PLMN) (1 pour chaque opérateur)
– ensemble des zones de commutation sous la
– ensemble des zones de commutation sous la
responsabilité d’un opérateur
• une BTS par cellule
• 1 à n BSC par zone de localisation et 1 à p zones de localisation
par BSC
• un MSC par zone de commutation
63. Un réseau GSM peut se découper en trois sous-
ensembles:
Architecture Générale de GSM
ensembles:
1- Le sous-système radio (BSS) qui assure les
transmissions et gère la ressource radio.
2- Le sous-système réseau (NSS) qui comprend
l'ensemble des fonctions nécessaires à
l'établissement des appels et à la mobilité,
l'établissement des appels et à la mobilité,
3- Le sous-système d'exploitation (OSS) et de
maintenance qui permet à l'opérateur d'administrer
son réseau.
64. Glossaire:
• MS : Mobile Station
Architecture Générale de GSM
• BTS : Base Transceiver Station
• BSC : Base Station Controller
• MSC : Mobile-services Switching Center
• HLR : Home Location Register
• VLR : Visitor Location Register
• VLR : Visitor Location Register
• GMSC : Gateway MSC
• EIR : Equipment Identity Register
• AUC : Authentification Center
65.
66. Architecture Générale de GSM
BTS
OSS
BSC
BSC
BTS
Mobile
Superviseur
du réseau
NSS
BSC
BTS
Mobile
Gestion du routage et sécurisation
Gestion de la ressource radio
Restitution des données
MSC
BSS
NSS
MS
67. MS ( Mobile Station) : composé du Terminal mobile,
il contient:
il contient:
IMEI (International Mobile Equipement Identity)
La carte SIM (Subscriber Identity Module)
68. MS ( Mobile Station) : composé du Terminal mobile,
il contient:
Mobile Station (MS)
IMEI (International Mobile Equipement Identity)
La carte SIM (Subscriber Identity Module)
Fonctions:
Transmission de la voix et la donnée.
Synchronisation fréquentielle et temporelle.
Mesure de l’énergie et de la qualité de signal.
Mesure de l’énergie et de la qualité de signal.
Mise à jour de localisation.
Affichage des SMS.
Anticipation d’envoie (Timing advance).
69. La carte SIM (Subscriber Identity Module)
Carte SIM: circuit intégré, elle contient:
Mobile Station (MS)
Carte SIM: circuit intégré, elle contient:
Identités de l’abonné telle que:
IMSI : (International Mobile Subscriber Identity).
IMSI : (International Mobile Subscriber Identity).
MSISDN: (Mobile Station International ISDN).
TMSI: (Temporary Mobile Subscriber Identity).
PIN (Personal Identification Number );
La clé d’ authentification Ki, et les algorithmes A3, A5 et A8.
70. RAM
CPU
Mobile Station (MS)
La carte SIM (Subscriber Identity Module)
ROM (SIM OS)
EEPROM
IMSI, Ki,...)
CPU
Secure
Access
• Accès aux service GSM carte SIM
• Accès aux service GSM carte SIM
• Sortie d’usine, la carte SIM contient :
– Contient différentes clés de protection
– Contient l’algorithme d’authentification
• Pour la personnaliser attribution :
– Clé d’authentification Ki
– IMSI
72. Sous système Radio (BSS)
BSS (Base Station Subsystem): regroupe les
équipements suivants:
équipements suivants:
BTS (Base Transceiver Station):
C’est les points d’accès au réseau GSM. Elle
se matérialise sous forme d’antenne.
BSC (Base Station Controler):
BSC (Base Station Controler):
C’est un contrôleur ou concentrateur de BTS.
Un BSC standard gère jusqu’à 60 BTS.
73. ❒ MS : terminal mobile
❍ De plus en plus performants et
légers
...
...
Sous système Radio (BSS)
légers
❍ Abonnement séparé du terminal
• Blocage par certain opérateurs
❍ Carte à puce SIM ( Subscriber
Identity Module)
• Caractéristiques de
l’abonnement, identités IMSI
...
...
...
...
BTS
BTS
BTS
BSC
l’abonnement, identités IMSI
et le TMSI, et les algorithmes
de chiffrement
❍ Identité propre au terminal : IMEI
❍ Puissance maximale d’émission de
0.8 à 8 W
MS
BTS
BTS
BSC
74. ...
...
• BTS : station de base
– Emetteurs-récepteur
– Chargée de la transmission radio :
Sous système Radio (BSS)
...
...
...
...
BTS
BTS
BTS
BSC
– Chargée de la transmission radio :
modulation, démodulation, égalisation,codage
correcteur d’erreur
– Gère toute la couche physique : multiplexage
TDMA, chiffrement, saut de fréquence…
– Réalise l’ensemble des mesures radio
nécessaires pour vérifier qu’une
communication se déroule normalement
– gère la couche liaison de données pour
MS
BTS
BTS
BSC
– gère la couche liaison de données pour
l’échange de signalisation entre les mobiles et
l’infrastructure
– capacité maximale : 16 porteuses (~100
communications simultanées.
– Elle envoie des paramètres du Timing advance.
76. Différents types de BTS : il existe 3 types de BTS
Les BTS rayonnantes : couvrent des zones à faible densité
Sous système Radio (BSS)
Les BTS rayonnantes : couvrent des zones à faible densité
d'abonnés (jusqu'à 20 kms).
Les BTS ciblés : Elles couvrent des zones de plus forte densité
d'abonnés et permettent d'émettre suivant un angle très précis.
Les micro BTS : Elles couvrent les microcellules où la densité
d'abonnés est importante installées dans les centres villes.
d'abonnés est importante installées dans les centres villes.
77. • BSC : Contrôleur de BTS
– le BSC contrôle plusieurs BTS
...
...
Sous système Radio (BSS)
– organe ‘intelligent’ du BSS
– Gère :
• l’allocation des fréquences, le
contrôle de puissance,
• le contrôle d’admission,
• le handover : décision et exécution
• Gestion des Handovers.
...
...
...
...
BTS
BTS
BTS
BSC
• Contrôle d’admission des appels.
• les mesures reçues par les BTS
– La concentration de circuits routés
vers le MSC;
MS
BTS
BTS
BSC
78. Sous système Réseau (NSS)
NSS (Network SubSystem ):
sous-systèmes réseau, s’occupe de l’interconnexion avec le
RTC et autres opérateurs, et l’établissement de la
communication avec les mobiles. Il est composé des éléments
suivants:
MSC (Mobile-services Switching Center).
VLR (Visitor Location Registe).
VLR (Visitor Location Registe).
HLR (Home Location Registe).
79. Sous système Réseau (NSS)
MSC (Mobile-services Switching Center): commutateur de
services, il assure:
services, il assure:
L'interconnexion avec le réseau fixe et les autres opérateurs ;
Le routage après consultation du VLR associé.
La gestion de la mobilité pendant une communication.
Comporte des fonctions de taxations.
GMSC ( Getway MSC) pour chaque Opérateur GSM.
80. Sous système Réseau (NSS)
VLR (Visitor Location Registe): Base de données
de localisation locale. Elle contient les informations relatives aux
Les informations du HLR + TMSI.
La zone de localisation (sous ensemble de cellules).
de localisation locale. Elle contient les informations relatives aux
terminaux présents dans sa zone de couverture. Elle est attachée
à 1 MSC.
Elle contient:
Elle permet:
L'enregistrement des terminaux de passage;
L'authentification des terminaux par contrôle du numéro IMEI.
81. Sous système Réseau (NSS)
HLR (Home Location Registe): base de données de
HLR (Home Location Registe): base de données de
localisation nominale de GSM. Elle regroupe toutes les
informations permettant de localiser et d'identifier tout terminal.
Elle permet :
Fourniture des informations d’un abonné à un VLR;
Acquisition d'informations issues d'un VLR;
Acquisition d'informations issues d'un VLR;
Acquisition des informations de chiffrement d’abonné.
82. Acheminement d’appels: Appel vers le mobile
Mobile
VLR
MSC
MSC
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
Paging
RTC
VLR
VLR
HLR
GMSC
Interroger
84. Les interfaces réseau
Nom Localisation Utilisation
Air Terminal - BTS Interface radio
Abis BTS - BSC Divers (transfert des communications…)
A BSC - MSC Divers (transfert de données)
B MSC - VLR Divers (transfert de données)
C GMSC - HLR Interrogation HLR pour appel entrant
Air
Abis
A
B
C
D VLR - HLR Gestion de localisation et des abonnés
E MSC - MSC Exécution des "handover"
G VLR - VLR Gestion des informations d'abonnés
H HLR - AUC Echange des données d'authentification
D
E
G
H
86. Le Handover
Le handover est la procédure de transfert inter
cellulaires au cours de communication.
La décision d'effectuer un handover est à la charge des
équipements fixes (MSC + BSC).
Les causes du Handover sont:
La qualité de la liaison entre MS et BTS devient
La qualité de la liaison entre MS et BTS devient
mauvaise.
Les communications d’une cellule chargée sont
transférées
vers des cellules moins chargées.
87. • Différents type de HO vus du réseau
PSTN
Le Handover
MSC
BSC BSC
BSC
BSC
MSC MSC
Réseau mobile 1 Réseau mobile 2
1 : HO intra-cellulaire (même BTS).
2 : HO intra-BSC (même BSC).
BSC BSC
BSC
BSC
1 2 3 4 5
2 : HO intra-BSC (même BSC).
3 : HO intra-MSC (même MSC).
4 : HO inter-MSC (même PLMN).
5 : HO inter-réseau (deux PLMN).
88. Le Handover
Mobile
Types de handovers: il existe plusieurs types de Handover:
MSC1
BSC2
BSC1
BTS2
BTS1
Mobile
MSC2
BTS4
BSC3
BTS3
VLR1
HLR
MSC1
VLR2
MSC2
Type 1: Handover inter BTS
91. Scénario de Handover inter BSC
Mobile
MSC
BSC2
BSC1
BTS2
BTS1
(1) Mesures calculés BTS1
(2) Mesures calculés BSC1
VLR
HLR
(2) Mesures calculés BSC1
(3) Decision de handover MSC
(4) Demande la permission d’effectuer le Handover BSC2
(5) Demande d’allocation du canal BTS2
(6) Acquitement de BTS2 et BSC2 MSC
(7) Demande d’execution de handover MSC MS
(8) Liberation des ressources dans BTS1
92. MM : Gestion de la mobilité
MM : Gestion de la mobilité
• Gestion de l’itinérance et de la
sécurité
• États d’un mobile
• États d’un mobile
– Éteint
• mémorisation de la dernière
localisation connue
• Commutation sur la messagerie
– Idle
• Informe régulièrement le réseau de
ses changements de localisation
Éteint
Idle
Mise en route
du mobile
Demande de
connexion
(trafic ou
signalisation)
Extinction du
mobile ou panne
batterie
Fin de la connexion
(trafic ou
signalisation)
ses changements de localisation
(IMSI-attached)
– actif
• Procédure d’attachement
– pour indiquer le retour du mobile
dans le réseau
Actif
94. Les identités dans le GSM
Les identités dans le GSM
❒ IMSI (International Mobile Subscriber Identity)
❍ Identité invariante de l’abonné (15 chiffres), stocké dans la
carte SIM et dans le HLR
carte SIM et dans le HLR
❍ Elle doit rester secrète autant que possible recours au
TMSI
❒ TMSI (Temporary Mobile Subscriber Identity)
❍ Identité temporaire propre à un VLR
❍ Utilisée pour identifier le mobile lors des interactions
❍ Utilisée pour identifier le mobile lors des interactions
Mobile/Réseau
❒ MSISDN (Mobile Station International ISDN Number)
❍ Numéro de l’abonné (ex 213 660 00 00 00)
❍ Seul identifiant de l’abonné connu dans le monde
téléphonique
95. Les identités dans le GSM
Les identités dans le GSM
❒ MSRN (Mobile Station Roaming Number)
❍Numéro attribué lors d’un établissement d’un
appel
appel
❍Permet l’acheminement des appels par les
commutateurs MSC et GMSC (contient des
informations de localisation : MSC courant)
❍Compréhensible par le réseau fixe (même
structure que MSISDN : pays, PLMN, numéro
structure que MSISDN : pays, PLMN, numéro
abonné)
❒ IMEI (International Mobile station Equipment
Identity)
❍Identificateur du terminal (15 chiffres)
96. Tableau récapitulatif des technologies de
téléphonie mobile
Tableau récapitulatif des technologies de
téléphonie mobile
Générati
on
Acronyme Description Intitulé Débit en bits/s
(théorique )
1G Radiocom Échanges de type voix Radiocom 2000 analogique
1G Radiocom Échanges de type voix
uniquement
Radiocom 2000
(analogique)
analogique
2G GSM Échanges de type voix
uniquement
Global System for Mobile
Communication
9,05 kbps
2.5G GPRS Échange de données Global Packet Radio
Service
171,2 kbps
2.75G EDGE Basé sur réseau GPRS
existant
Enhanced Data Rate
for GSM Evolution
384 kbps
existant for GSM Evolution
3G UMTS Voix + données Universal Mobile
Telecommunications
System
1,9 Mbps
3.5G ou
3G+
HSPA Évolution de l'UMTS High Speed Packet
Access (HSDPA/HSUPA)
14,4 Mbps
97. Tableau récapitulatif des technologies de
téléphonie mobile
Tableau récapitulatif des technologies de
téléphonie mobile
Générati
on
Acronyme Description Intitulé Débit en bits/s
(théorique )
3.75G ou Évolution de l'UMTS High Speed Packet Access 21 Mbps
3.75G ou
3G++ ou
H+
HSPA+
Évolution de l'UMTS High Speed Packet Access
+
21 Mbps
3.75G ou
H+ Dual
Carrier
DC-
HSPA+
Évolution de l'UMTS Dual-Cell High Speed
Packet Access +
42 Mbps
4G LTE Évolution de l‘HSPA Long Term Evolution 150 Mbps
4G+ LTE- Évolution de l‘HSPA Long Term Evolution 1 Gbps
4G+ LTE-
Advanced
Évolution de l‘HSPA Long Term Evolution
Advanced
1 Gbps
5G
Wi-Fi ac
Amélioration du débit et
de la couverture >Wi-Fi
8 Gb/s
5G+ IMT-2020
/ LTE - B
Long Term Evolution
Advanced ( LTE - B )
50 Gb/s
98. Radio Access Network (RAN) :
ν Point d’accès au réseau
ν Gestion de l’interface air
Architecture UMTS
Architecture UMTS
ν Gestion de l’interface air
Core Network (CN) : Réseau fixe assurant l’interconnexion
avec les autres réseaux
Réseaux téléphoniques
Commutés
RAN CN Réseaux cellulaires
d’autres opérateurs
Réseaux de données
102. Conclusion
GSM couvre plus de la moitié des utilisateurs mobiles.
évolution de GSM réseaux 3G, GPRS, UMTS.
GSM victime de son succès commence à être saturé.
103. BTS: Base Transceiver Station
BSC: Base Station Controller)
MSC : Mobile services Switching Centre
VLR (Visitor Location Register)
HLR (Home Location Register)
EIR (Equipment Identity Register)
PLMN (Public Land Mobile Network)
