ART_Final_2020_2021_Final.pptx

Architecture des Réseaux et évolution
1

OBJECTIF DU COUR
L’objectif de ce cour est de former des Ingénieurs en
télécommunications capables de répondre aux besoins créés
par l’évolution des réseaux de télécommunication principes
et architecture.
2

OBJECTIF DU COUR
 Le NGN (Next Generation Network); 3
Ce cour est subdivisé en cinq (5) partis qui sont:
 Le réseau RTC (Réseau Téléphonique Commuté);
 Le réseaux ATM (Asynchronous Transfert Mode);
 Le GSM (Global System for Mobile Communication);
 Le réseau intelligent;
 Le Réseau Numérique à Intégration de Service (RNIS)

Les réseaux de télécommunication:
4
Introduction:
On peut définir un réseau d’une façon générale comme étant un ensemble
d’éléments
Interconnectés qui s’échangent les informations dans le but de fournir un
service.
Exemples de service :
- La voix;
- Le SMS;
- L’Internet;
Les réseaux sont donc caractérisés par le service qu’ils rendent, mais aussi par
leur
exploitation :

5
 Les réseaux à commutation de circuit : le chemin de la mise en
relation est fixé dans le début de la communication par un
processus de réservation, dit: signalisation téléphonique.
Pendant toute la durée de la communication le circuit est à la
disposition du même utilisateur.
Exemple:
- Réseau Téléphonique Commuté (RTC)

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Les réseaux à commutation de paquets : le chemin de la mise en
relation est virtuel, c’est-à-dire que l’information, envoyée
sous forme de paquets, est acheminée par le réseau de façon
optimale. La gestion de l’itinéraire étant dynamique, ce dernier
peut varier au cours de la communication, suivant le trafic.
Exemples :
- réseau INTERNET
- Réseau ATM

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 type ouvert : Il peut s'interconnecter à plusieurs autres réseaux.
Exemple :
- réseau télex
- réseau téléphonique commuté
- internet
 de type fermé : les utilisateurs n’ont la possibilité de communiquer qu’avec
ceux
faisant partie de la même entité juridique, bien que les ressources techniques :
matériel, logiciels,… puissent être communes à plusieurs entités.
Exemple :
- réseau bancaire
- réseau d’entreprises

1. Le Réseau RTC (Réseau Téléphonique Commuté)
8

Le Réseau Téléphonique Commuté (RTC)
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Historique: Le réseau RTC a été créé par Alexandre Graham Bell dans le but de
faire écouter des pièces de théâtre à distance.
Au tout début, les communications étaient établies par des opérateurs et des
opératrices, grâce à un système de cordons souples munis de fiches et de tableaux
d'arrivée et de départ d'abonnés. Puis vinrent les systèmes de commutations
automatiques, qui n'ont cessé d'être améliorés : d'abord électromécaniques, puis
électroniques, ils sont désormais numériques et totalement pilotés par
informatique.
De l'origine jusqu'à récemment, il existait une continuité électrique entre les
deux abonnés : un réel circuit électrique était établi entre les deux téléphones.

Le Réseau Téléphonique Commuté (RTC)
10
Définition: Le réseau téléphonique commuté (ou RTC) est le réseau
du téléphone (fixe), dans lequel un poste d'abonné est relié à un central
téléphonique par une paire de fils alimentée en batterie
centrale (la boucle locale).
Sigle signifiant Réseau Téléphonique Commuté. Il s'agit du réseau
téléphonique classique. Le terme commuté vient du fait que les
communications sont rendues possibles grâce à
des commutateurs automatiques, dispositifs assurant une liaison temporaire
entre deux personnes.

1.1 Organisation technique du RTC
11

12

13

14

1) Généralité:
Pour assurer le service universel, le réseau téléphonique commuté est
constitué de commutateurs et des liaisons entre ces commutateurs appelées
circuits. Les abonnés sont raccordés aux commutateurs par le système d’abonné
(ligne d’abonné ou boucle locale).
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16

2.b ) Les centres locaux (CL):
Les centres locaux, généralement implantés dans des zones de faible
densité
téléphonique, doivent retransmettre tous les chiffres émis par les
abonnés vers
l’autocommutateur hiérarchique de rattachement (le plus souvent un
C.A.A), lequel écoulera leur trafic. Toutefois, certains CL sont
capables de traiter leur trafic local (entre deux équipements de ce
même centre).
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2) Les commutateurs:
Les commutateurs sont classés suivant leurs fonctionnalités, mais
également en fonction de leur importance :
2.a ) Les centres à autonomie d’acheminement (CAA):
Les centres à autonomie d’acheminement sont appelés ainsi parce
que leurs organes de commande sont capables d’analyser la
numérotation reçue et de sélectionner une jonction vers le demandé
(suivant les règles).
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2.c) Le centre de transit (CT):
Un centre de transit est un nœud de commutation des circuits
écoulant le trafic entre les différents centraux téléphoniques d'un
réseau. Les centres de transit peuvent avoir plusieurs niveaux
(transit régional, national).
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2.d) Les zones de desserte de ces installations sont :
 la Zone Locale (Z.L) à l’intérieur de laquelle tous les abonnés
sont raccordés sur le même autocommutateur, ou sur plusieurs
commutateurs situés dans la même zone (les limitations de
capacité matérielles et logicielles des centraux conduisent
parfois à avoir plusieurs centraux couvrant la même zone).
20

2.d) Les zones de desserte de ces installations sont :
 la Zone à Autonomie d’Acheminement (Z.A.A) est une entité
servant d’unité de gestion et de planification du réseau ; le
trafic à l’intérieur d’une telle zone est traité différemment
du trafic local et du trafic interurbain. En principe, une Z.A.A
contient un ou plusieurs C.A.A. Ces derniers peuvent être
interconnectés, mais l’ensemble du trafic hors zone (entrant ou
sortant de la Z.A.A.) doit être traité par le même centre de
transit. 21

2.d) Le Centre international (CI):
Le centre international est un centre reliant le réseau national au
réseau international. Il peut exister dans les zones frontalières
des chaînes locales internationales (C L I) écoulant du trafic de
part et d’autre de la frontière, sans transiter par le CTI.
22

23

1.2 Architecture du RTC:
Le réseau téléphonique commuté (RTC) permettre d’établir une
communication entre deux postes d’abonné.
L’architecture du RTC se compose de trois (3) parties qui sont:
 La commutation;
 La transmission;
 Et la distribution.
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 La distribution: C’est la partie du réseau qui se trouve entre le poste
téléphonique et son commutateur de rattachement. On y rencontre
successivement, dans le cas usuel:
 Les postes d’abonné;
 Le câble de branchement;
 Le câble de distribution;
 Le câble de transport;
Un répartiteur général qui est l’interface entre le câble de transport et
le commutateur
25

 La commutation: est la partie intelligente du réseau, celle qui permet de
réunir temporairement la ligne de l’abonné demandeur à celle de l’abonné
demandé (s’il est raccordé au même commutateur) ou à un circuit aboutissant
à un autre commutateur.
26

 La transmission : c’est l’ensemble des moyens utilisés pour relier les
commutateurs dans le réseaux d’un operateur. Elle peut être soit par:
 La fibre optique;
 Par le câble coaxial;
 Par câble croisé;
 Par faisceaux Hertziens
 Ou par liaison satellite.
27

1.3 La signalisation:
L’échange d’informations nécessaire à l’établissement, au maintien et à la
rupture de la
communication s’appelle la signalisation. On distingue 2 catégories de
signalisation :
 la signalisation sur la boucle locale : signalisation par impulsion ou DTMF
(Dual-Tone Multi-Frequency) pour le RTC et
signalisation DSS1 pour le RNIS;
 la signalisation entre commutateurs : signalisation CCITT N°7 ou SS7
définie par la
recommandation Q.700. 28

1.3. Les types de connexions ou appels:
29

1.4. Les contraintes des réseaux téléphoniques:
Un abonné quelconque du territoire doit pouvoir communiquer avec
n’importe quel autre abonné du territoire national ou
international, tout en respectant de courts délais d’établissement
de la communication et une bonne qualité de l’audition.
Quand il est possible d’établir dans de telles conditions une
liaison entre deux points quelconques, on dit que le service
universel est assuré.
La qualité de ce service est fonction de plusieurs contraintes :
- organisation rationnelle du réseau téléphonique, 30

1.5 Catégories de circuits:
Les circuits se distinguent selon la nature des commutateurs qu’ils relient.
 Le circuit local : relie le CL à son CAA
 La jonction locale : relie deux CAA d’une même zone (entre deux
centres dépendant d’une même région par exemple).
 Le circuit interurbain : relie deux commutateurs appartenant à deux
villes situées dans différentes zones de transit régional.
 Le circuit international (intercontinental) : circuit dont les deux extrémités
appartiennent à différents pays (continent).
 Le faisceau de circuits : l’ensemble des circuits dont les extrémités de
départ appartiennent à un même commutateur et les extrémités d’arrivée à un
même et autre commutateurs.
31

1.6 Catégories de réseaux:
 Le réseau d’abonnés (système d’abonnés) : comprend l’ensemble des
moyens de transmission et de commutation auxiliaires nécessaires pour relier
un poste à son commutateur principal de rattachement.
 Le réseau urbain : comprend l’ensemble des jonctions urbaines et les
centres d’abonnés et de transit urbains (CU/CTU) appartenant à une même
zone urbaine.
 Le réseau interurbain : comprend l’ensemble des circuits interurbains et
commutateurs de transit nécessaires pour relier deux CAA n’appartenant pas à
une même ZAA.
32

1.7 Catégories de systèmes:
a) Le système d’abonnés : constitué de l’ensemble des installations comprises
entre le répartiteur principal du centre téléphonique et le poste de l’abonné.
b) Le système terminal : comprend l’ensemble des installations allant du poste
d’abonné jusqu’à l’entrée du commutateur principal de rattachement (y compris le
centre local s’il existe). Il se confond avec le système d’abonnés pour les
commutateurs à autonomie d’acheminement.
33

1.8 Catégories de systèmes:
c) Le système interurbain : intègre les deux CAA d’extrémités (s’ils
appartiennent à différentes ART) et tous les équipements (circuits et
commutateurs)
qui les relient.
34

1.9 Catégories de trafics:
 Le trafic interne : c’est le trafic écoulé entre deux abonnés desservis par un
même commutateur principal.
 Le trafic urbain : c’est le trafic écoulé entre deux abonnés desservis par des
CL, CAA, CU de la même ZU.
 Le trafic régional : c’est le trafic écoulé entre deux abonnés rattachés à
deux différents centres d’une même région administrative des
télécommunications.
 Le trafic inter - régional : c’est le trafic écoulé entre deux abonnés
n’appartenant pas à une même zone de transit régional.
 Le trafic international (intercontinental) : c’est le trafic écoulé entre deux
abonnés n’appartenant pas au même réseau national.
35

1.10 Les plans techniques fondamentaux:
Qui parle de plans techniques fondamentaux parle forcement des
plans suivants:
 Plan d’acheminement
 Plan de taxation;
 Plan de transmission;
 Plan de numérotage;
 Plan de signalisation;
 Plan de synchronisation;
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1.10.1 Plan d’acheminement:
1) Objectif:
Dans un réseau qui comporte un grand nombre de commutateurs, il n’est pas
rentable de les relier deux à deux par des circuits de jonction ; en outre
l’écoulement du trafic est d’autant plus efficace que les faisceaux de circuits
constituant ces jonctions sont plus gros.
D’où la nécessité de hiérarchiser les voies d’acheminement du trafic, afin de
pouvoir concentrer son écoulement à travers certains nœuds du réseau c’est le
plan d’acheminement.
37

1.10.1 Les règles d’acheminement:
Il existe deux (2) règles d’acheminement qui sont:
 La règle statique: le chemin du trafic est déterminer à l’avance.
Exemple: le principe de pas à pas.
 La règle dynamique: le chemin du trafic n’est pas connu à l’avance, il
dépend souvent du réseau.
Exemple: le principe de débordement.
38

1.10.2 Plan de taxation:
Le téléphone est un service public mis à la disposition du client. Celui-ci
participe à l’amortissement des équipements de deux manières qui sont:
 Cout fixe:
 Taxe unique à la forfaitaire: Dans ce mode de taxation, une seule taxe
unitaire est perçue pour toute communication taxable indépendamment de la
durée et de la destination. Son application se limite généralement à la
zone locale.
39

1.10.2 Plan de taxation:
 Cout variable ( mode forfait et mode a la durée):
 Mode à la durée: Dans ce mode de taxation, la taxe est fonction de la
distance et de la durée de la communication. La période de temps est fixe
(par exemple 3 mn) et le prix de cette unité dépend de la distance.
 Tarifs multiples: Quand les communications sont taxées à la durée, on peut
moduler le tarif de ces communications en fonction de l'heure de la journée,
voire du jour, de manière à obtenir une répartition des appels dans le
temps.
La variation du tarif dépend des administrations et de l’objectif fixé.
40

1.10.3 Plan de transmission:
Lors de la transmission de la conversation, le signal téléphonique transmis subit
toujours un affaiblissement plus ou moins important suivant le type de support
utilisé et la distance de transmission. Cet affaiblissement ne doit pas dépasser une
certaine valeur au-delà de laquelle la communication devient inaudible.
Le plan de transmission a pour but de définir les valeurs maximales des
affaiblissements admissibles sur les différents tronçons de la liaison téléphonique,
afin que même dans les pires des cas cette limite ne soit pas atteinte.
Elle est de 36 dB la valeur maximale de l’affaiblissement du signal transmis pour
les communications établies par les autocommutateurs, et à 40 dB pour les
communications établies par une opératrice, comme valeurs de référence.
41

Lors de la transmission de la conversation, le signal téléphonique transmis subit
toujours un affaiblissement plus ou moins important suivant le type de support
utilisé et la distance de transmission. Cet affaiblissement ne doit pas dépasser une
certaine valeur au-delà de laquelle la communication devient inaudible.
Le plan de transmission a pour but de définir les valeurs maximales des
affaiblissements admissibles sur les différents tronçons de la liaison téléphonique,
afin que même dans les pires des cas cette limite ne soit pas atteinte.
Elle est de 36 dB la valeur maximale de l’affaiblissement du signal transmis pour
les communications établies par les autocommutateurs, et à 40 dB pour les
communications établies par une opératrice, comme valeurs de référence. Il existe
deux type de transmission (analogique et numérique). 42

Transmission analogique: Comment répartir l'affaiblissement dans le réseau national ? Cela
dépend du nombre de niveaux hiérarchiques dans le réseau national et de l'acheminement. Il
faut répartir entre :
 Lignes d’abonnés
 Jonctions
 Liaisons interurbaines.
Exemple :
 ligne d'abonné : 6,5 dB
 jonction zonale (2 fils) : 4,5 dB
 liaison inter (4 fils) : O dB (y compris CT)
 termineurs hybrides : 3,5 dB
 1 commutateur (CL, CZ) : O,5 dB. 43

Transmission numérique (MIC):
Les avantages d’une transmission numérique sont nombreux on peut retenir
entre autre les point suivants:
 Régénération
 Multiplexage
 Synergie avec commutation temporelle
 Intégration voix-données
Le seul inconvénient dans la transmission numérique, le prix est fonction de
la bande passante. 44

1.10. Les plans techniques fondamentaux:
1.10.4 Plan de signalisation:
La mise en œuvre d’un réseau téléphonique implique l’existence d’un moyen
d’échange d’informations entre les différentes entités du réseaux. Donc Le
plan de signalisation décrit l’ensemble des mode de signalisation déployé
chez l’operateur. On distingue en général deux (2) types de signalisation à
savoir:
 La signalisation terminal ou DTMF (Dual Tone Multi Fréquence)
 Et la signalisation entre les différents commutateurs ou SS7;
45

1.10.5 Plan de synchronisation:
Le plan de synchronisation a vu le jour avec l’apparition des systèmes numériques.
Il définit le rythme de fonctionnement dans un réseau téléphonique on distingue deux
(2) types de synchronisation à savoir:
 La synchronisation plésiochrone: les horloges des centraux numériques fonctionnent
indépendamment les unes des autres ; par contre elles ont la même fréquence
nominale et leur précision est très grande (seules les horloges faites a base du
césium répondent à ce critère).
 Et la synchronisation synchrone: tous les centraux d’un réseau numérique sont
directement ou indirectement liés pour permettre un fonctionnement au même rythme.
Deux méthodes sont utilisés dans le cas de l’exploitation synchrone
(synchronisation maître/esclave et synchronisation mutuelle). 46

1.10.5 Plan de numérotation:
La numérotation nationale: Quelque soit le système de numérotation adopté, il
est préférable qu’il soit uniforme pour tout le pays. Les numéros d’abonné
dans un pays se présentent de la manière suivante: S AB PQ MCDU
 Le S il indique le type de réseau;
 Le A il indique l’operateur;
 Le B donne desservie;
 Le PQ l’identifient du commutateur;
 Et le MCDU le numéro de l’abonné dans le commutateur;
47

1.10.5 Plan de numérotation:
La numérotation internationale: Le plan de numérotage international identifie
de façon unique un abonné dans le réseaux mondiale il a été défini par l’avis
Q10 du CCITT.il comprend le préfixe international de 1 à 3 chiffres selon les
pays et les systèmes, donnant accès au réseau international. Le CCITT
recommande le « 00 » ou le « + » comme préfixe international.
international.
Le numéro international (maximum 12 chiffres) comprenant :
- le numéro du pays (1 à 3 chiffres)
- le numéro national de l’abonné.
48

Les phases d’établissement d’une communication locale:
La phase d’établissement d’un appel comporte cinq (5) phases à savoir:
 Présélection: c’est la première phase dans l’établissement d’un appel il
comporte 5 phase
 Etape 1: exploitation et détection déchargement d’état de boucle;
 Etape 2: recherche de discriminant (type de poste, restriction de la ligne);
 Etape 3: initialisation de l’observation du trafic;
 Etape 4: test de connexion RF Q23 (s’il y a un poste clavier);
 Etape 5: envoi de la TIN;
 Signalisation du demandeur
 Sélection
 Mise en relation
49

 Signalisation du demandeur: c’est la seconde phase, elle comporte deux (2)
phase
 Etape 1: réception du 1er chiffre;
 Etape 2: arrêt d’émission de la TIN;
50

 Sélection: il comporte trois (3) phase
 Etape 1: préanalyse [ type d’appel (local, international), nombre de
chiffre à recevoir];
 Etape 2: numéro du demandé et numéro d’acheminement, palier de taxe.
 Etape 3: fin de numérotation (déconnexion RF Q23 au poste de clavier)
51

 Mise en relation: c’est la dernière phase il comporte 6 phases
 Etape 1: Sonnerie chez le demandé;
 Etape 2: TRA (Tonalité Retour Appel);
 Etape 3: Retransmission du décrochage demandé;
 Etape 4: connexion bidirectionnelle entre demandeur et demandé;
 Etape 5: démarrage de la taxation ;
 Etape 6: libération des ressources d’établissement d’appel;
52

Les limites du RTC:
Limites du RTC:
Les limites du RTC se résument en trois (3) points:
 Intelligence concentrée dans les CAA.
 Réseau local analogique;
 Mono service (Voix);
Conséquences:
 évolutions par paliers (ensemble d’évolutions fonctionnelles et matérielles) ;
 évolutions qui s’appliquent à l’ensemble des autocommutateurs du réseau (CAA
et CT) ;
 complexité élevée : génération des équipements et constructeurs différents ;
 développements (volume de travail) et coûts importants ;
 délais importants pour le développement des services (2 à 3 ans).
53

2. Le RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Service)
54

Le RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Service):
Rappel sur le MIC:
Un signal n’a que deux (2) représentation, une représentation temporelle et
une représentation fréquentielle. Qui parle de numérisation parle forcement
des étapes suivants:
 Echantillonnage;
 Quantification;
 Et le codage;
55

Historique du RNIS:
Le RTC étant déjà numérisé dans les années 80 (Commutateurs, CAA etc…), il
était logique de penser à sa numérisation jusqu’au poste d’abonnés. Les
premiers réseaux numérique à intégration de service à été déployé le 21
décembre 1987 à Saint Brien (France).
Par la suite les USA et le Japon ont déployés le RNIS en 1988, la Grande
Bretagne en 1989 et la RFA en 1990.
56

Des artères de transmission numérique:
Les artères de transmission numériques basés sur le MIC de la recommandation
G703 de l’UIT.
Le MIC (2048 kb/s) peut être transporté par du cuivre, de la fibre optique ou
par le Faisceau Hertzien. La technologie utilisé est le PDH ou le SDH.
57

Introduction:
L'abréviation RNIS (ISDN en Anglais), pour Réseaux Numérique à Intégration de
Services (en anglais Integrated Services Digital Network), a été introduite en
1979 pour définir l'objectif vers lesquelles devaient tendre les
télécommunications numériques. Le CCITT le définissait ainsi : «Un Réseau
Numérique à Intégration de Services est un réseau développé en général à partir
d'un réseau téléphonique numérisé, qui autorise une connectivité numérique de
bout en bout assurant une large palette de services, vocaux ou non »
Ce sont les besoins de services de communications variés des utilisateurs qui ont
conduit à l'étude, au niveau international, d'un réseau de transmission numérique
intégral. En effet, le réseau téléphonique, conçu pour la transmission analogique
de la voix, est inadapté à la transmission de données à haut débit. 58

Introduction: Un réseau numérique à intégration de services (RNIS,
en anglais ISDN pour Integrated Services Digital Network) est un réseau
de télécommunications constitué de liaisons numérique permettant, par
rapport au réseau téléphonique analogique, une meilleure qualité et
des débits pouvant atteindre 2 Mbit/s (accès E1) contre 56 kbit/s pour
un modem classique analogique.
Il s'agit d'une technologie en voie de disparition, en voie de
remplacement par le "tout IP.

Introduction:
Ce réseau est conçu pour transporter la voix et les données (la voix, les
images, les fax, ...) séparément des informations de signalisation. Dans le
cahier de charge du RNIS il devait répondre aux exigences suivantes:
 présentation du numéro;
 conversation à trois;
 signal d'appel;
 renvoi d'appel;
 indication des coûts de communication;
60

Introduction:
D'autre part, le RNIS permet d'obtenir un débit de 64 kbps garanti, ce qui
offre une fiabilité et un confort indispensable pour des usages nécessitant
une grande qualité de service.
Les objectifs de cette deuxième parties du cour est :
 de décrire les services attendus par le RNIS ou le concept;
 Les types d’accès (Accès de base et primaire);
61

Concept du RNIS:
Le Réseau Numérique à Intégration de Services (RNIS) offre la possibilité de
faire passer tous les types d’information :
 Voix;
 Écrit;
 Données;
 Image;
Sur une même installation.
62

Les Accès RNIS:
Le terme accès remplace celui de ligne d’abonné. Le terme accès évoque plus
un système de raccordement multi-service et multi terminal.
Il existe deux types d’accès RNIS :
 Accès de base;
 Accès primaire;
63

Les Accès RNIS:
Accès de base: L’accès de base ou BRI/BRA (Basic Rate Interface / Access) est
composé de deux canaux B et d’un seul canal D.
 Canal B: un canal B permet d’offrir une communication voix et
éventuellement le transfert de données. Un canal B à un débit de 64
kbs/s.
 Canal D: il permet les échanges de message, de la signalisation et les
données en mode paquet. Un canal D à un débit de 16 kbs/s.
64

Les Accès RNIS:
65

Les Accès RNIS:
Accès de base: Le RNIS définit entre le terminal d’abonné et le réseau RNIS un
certain nombre
d’interfaces qui sont: R, S, T, U, et V ( qu’il soit un accès de base ou accès
primaire).
Les débits réels aux interfaces S, T, U, et V :
66
Débit réel aux interfaces
Appellation Débit utile S ou T U V
Débit de base 144 Kbits/s
(2 * 64 + 16)
192 Kbits/s 160 Kbits/s 256Kbits/s

Les Accès RNIS:
Accès primaire: L’accès primaire ou PRI (Primary Rate Interface) est supporté
par un MIC (recommandation G703) structuré en 32 IT dont 30 canaux B à 64
kbits/s pour le transport de la parole et des données et un canal D à 64
kbits/s pour transmettre la signalisation et les données en mode paquet X25
(accès direct au réseau X25).
Le débit total est de 2048 kbits/s.
67

Les Accès RNIS:
68

Les Terminologies RNIS:
TNR Terminaison Numérique de Réseau, interface de ligne côté installation d’abonné
TNA Terminaison Numérique d’Abonné, interface privée d’abonné intégrant
généralement une fonction commutation (PABX RNIS)
TL Terminaison de Ligne, interface de ligne côté réseau
AT Adaptateur de Terminal, permet de raccorder les anciens
terminaux sur la nouvelle prise S
TC Terminal de Commutation, interface avec le réseau de
commutation
TE Terminal d’abonné, TE1 s’il est directement sur la prise S et
TE2 ou TE3 s’il est connecté via un adaptateur
PABX Private Automatic Branch eXchange 69

3. L’ATM (Asynchronous Transmission Mode)
70

Le Réseau ATM(Asynchronous Transfert Mode):
Introduction:
La technologie ATM (Asynchronous Tranfert Mode), est une technologie ancienne,
qui permet l’accès au réseau haut débit. Elle réalise la transmission des
données mais aussi de la voix et de la vidéo, en garantissant une bande
passante minimale à chaque connexion, notion de qualité de service. Un autres
intérêts de la technologie ATM est qu’elle peut s’appliquer au domaine des
LAN, MAN et WAN.
71

Présentation Générale: La technologie ATM fut développée par le CENT, centre
d’étude de France télécom afin d’améliorer le transport de données sur le réseau
public, mais en plus des organismes tel que l’ATM Forum à fait que cette
technologie puisse s’appliquer aussi sur les LAN et aux WAN, public ou privé.
ATM permet donc une exploitation plus efficace des liaison WAN des operateurs, en
raison d’un véritable multiplexage dynamique lors de la transmission. Ce qui
évite de laisser le support inoccupé pendant un certain lapse de temps et donc
d’engendré un coup supplémentaire des transmission.
Avec ATM il est donc possible de transporter tous les trafics, et cela sur toutes
les distances envisageables, de quelques dizaines de mettre à plusieurs dizaines
de milliers de kilomètre et quel que soit le type de media (paires torsadées,
fibre optique et le sans fil). En plus le débit peut être complètement variable.

Les composants constituants d’un réseau ATM:
73

La carre d'interface de réseau ATM :
Une carte d’interface de réseau ATM relie une station LAN à un commutateur
ATM. L’interface ATM convertit les données générées par la station en
cellules qui sont transmises à un commutateur ATM LAN et convertit les
cellules reçues de ce commutateur en un format de données manipulable par la
station.
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Le Réseau ATM (Asynchronous Transfert Mode):
Commutateur LAN :
Un commutateur LAN assure l’interconnexion entre les réseaux locaux classique
tel que Ethernet ou Token-Ring et le réseau ATM. Il supporte au moins deux
types de d'interface, une interface ATM et une interface LAN.
Le commutateur LAN fonctionne à la fois comme un commutateur et comme un
convertisseur de protocole.
75

Commutateur ATM :
Un commutateur ATM est commutateur multiport où chaque port est connecté à un
équipement ATM. Il constitue l'infrastructure de base d’un réseau ATM.
L'interconnexion des commutateurs ATM permet de constituer le réseau ATM.
Il permet de router les cellules d’un port d’entrée vers un port de sortie.
76

Commutateur ATM:
La commutation dans un réseau ATM est basé sur des cellules (5octets d’entête
et 48 octets d’information). ATM établi un circuit virtuel de bout en bout
avant d’envoyer les informations sous forme de cellule. Il existe deux (2)
types de circuits virtuel qui sont :
 PVC (Permanent Virtuel Circuit);
 SVC (Switched Virtuel Circuit);
77

L’Adressage dans un réseau ATM:
Le réseau ATM utilise en interne un adressage identifiant les voies
virtuelles. Afin d'assurer des performances optimales de commutation, ATM met
en œuvre en interne une technique d’adressage à deux niveaux :
VCI ( Virtual Chanel Identifier ).
VPI ( Virtual Path Identifier ).
78

L’Adressage dans un réseau ATM:
a) Le VCI: Le premier niveau identifie la voie virtuelle, le VCI. Le VC'I est
une connexion semi-permanente ou établie à chaque appel.
b) Le VPI: Le second niveau regroupe un ensemble de conduits virtuels ayant la
même destination ( commutateur intermédiaire ) en un faisceau virtuel, le VPI.
Le VPI est une connexion semi-permanente contrôlée par le réseau.
Les VPI permettent d'alléger les tables d'acheminement des commutateurs
puisque que chaque canal virtuel n'à plus besoin d'être routé, mais c’est le
conduit virtuel qui est routé. Ceci permet une plus grande rapidité de
traitement des adresses, et une réduction des tables d'acheminement. Certains
commutateurs ne routent que les VPI ils sont nommés brasseur. 79

Principe du réseau ATM:
ATM est basé sur la commutation de cellule de taille fixe. La cellule ATM est
composé de :
 Une entête de 5 octets soit 40 bits;
 Et d’un champs d’information de 48 octets;
ATM utilise une double identification:
 Numéro de circuit virtuel;
 Numéro de conduit virtuel;
Les circuits virtuels sont multiplexés dans les conduits virtuels
80

La cellule ATM:
a) Interface réseau: On distingue deux familles de trames, qui dépende du type
d'interface réseau utilisé.
Interface réseau UNI ( Userto Network Interface ): L’UNI est l'interface entre
un équipement terminal privé et un commutateur ATM. il est plus précisément nommé
UNI privé. La connexion d'un réseau privé ATM à un réseau public est également
nommé UNI. mais UNI public.
Interface réseau NNI ( Network to Node Interface ): Le NNI est une interface
entre deux commutateurs publics. Deux types de NNI existent, le NNI privé qui
décrit l'interface commutateur local d'une entreprise, et le NNI public qui décrit
l'interface entre les commutateurs des réseaux publics ATM comme ceux des
opérateurs. 81

La cellule ATM:
82

La cellule ATM:
b) La cellule ATM: Deux types de cellules existent selon le type d'interface.
83

Structure d’une cellule ATM:
La cellule UNI à les champs suivants:
 GFC 4 bits (Generic Flow Control) contrôle de flux ;
 VPI 8 bits (Virtual Path Identify) numero du conduit virtuel;
 VCI 16 bits (Virtuel Circuit Identify) numero du conduit virtuel;
 PTI 3 bits (Payload Type Info) identifie le type de la cellule;
 CLP 1 bits (Cell Loss Priority) marque les cellules à rejeter en priorité;
 HEC 8 bits (Header Error Correction) Control d’erreurs sur l’entete ATM;
84

Structure d’une cellule ATM:
La cellule NNI à la structure suivante:
 VPI 12 bits (Virtual Path Identify) numero du conduit virtuel;
 VCI 16 bits (Virtuel Circuit Identify) numero du conduit virtuel;
 PTI 3 bits (Payload Type Info) identifie le type de la cellule;
 CLP 1 bits (Cell Loss Priority) marque les cellules à rejeter en priorité;
 HEC 8 bits (Header Error Correction) Control d’erreurs sur l’entete ATM;
85

Les Limites de l’ATM:
Les limites de la technologie ATM se résume en quelques point sont:
 Technologie trop cher;
 L’entête très grand;
 La segmentation des paquets en cellules utilise trop de CPU;
 IP est devenu le protocole utilisé dans les segments des réseaux télécoms
donc ATM n’est plus pertinent.
86

A. Les réseaux mobiles de
première génération
88

Les réseaux mobiles de la première génération
C450
NMT450
NMT900
NMT450/NMT900
TACS/ETACS
Radiocom 2000
89

Chaque pays a sa propre norme
Pas de compatibilité entre les réseaux;
De petits réseaux avec des frais de maintenance élevés.
 La transmission:
Sensibles aux interférences;
Pas de sécurité sur l’interface radio;
Difficulté à faire des appels;
90

Insuffisance:
Pas de compatibilité entre les réseaux;
Nombre d’utilisateurs limités à cause de son mode
d’accès;
91

B. Les réseaux mobiles de la deuxième génération
92

Les réseaux mobiles de la deuxième génération
Les réseaux de la deuxième génération sont apparus dans les années
1990 succédant ainsi à la première génération, s’appuyant sur une
transmission numérique avec une technologie TDMA (Time Division
Multiple Access) c’est-à-dire Accès à Répartition Multiple dans le
Temps et en Fréquence offrant beaucoup plus d’abonnés que les
réseaux de première génération et permettant un cryptage des
données sur l’interface radio
93

Les réseaux mobiles de la deuxième génération
Ils sont caractérisés par un certains nombres de technologies
déployées dans les pays du monde qui sont :
 GSM (Global System for Mobile communication) pour l’Europe,
l’Afrique et l’Amérique du Sud ;
 Le PDC (Personal Digital Communication) pour le Japon ;
 L’IS-95 (Intérim Standard 95) pour les Etats Unis.
94

Le GSM (Global System for Mobile Communication)
Le GSM (Global System for Mobile communication) représente dans
les années 90 le standard de réseaux mobiles utilisés en Europe,
Afrique et l’Amérique latine. C’est un standard téléphonique de
la deuxième génération succédant ainsi aux réseaux mobiles de la
première génération utilisés en Europe tout en remédiant les
défaut constatés chez ses prédécesseurs.
95

Baptisé « Groupe Spécial Mobile » à l'origine de sa normalisation
en 1982, il est devenu une norme internationale nommée « Global
System for Mobile communications » en 1991.
Dans les pays qui l’utilisent, le standard utilise les bandes de
fréquences 900 MHz et 1800 MHz. Aux Etats-Unis par contre, les
bandes de fréquences utilisées sont les bandes 850 MHz et 1900 MHz.
Ainsi, on qualifie de tri-bande, les téléphones portables pouvant
fonctionner en Europe et aux Etats-Unis et de bi-bande ceux
fonctionnant uniquement en Europe. 96

Cette norme a un débit maximal de 9,6 kbps, ce qui permet de
transmettre la voix ainsi que des données numériques de faible
volume, par exemple des messages textes SMS (Short Message
Service).
97

Dissociation de Equipement-Abonnement
• Ensemble { équipement mobile, carte SIM } qui permet
d ’accéder à un service GSM
+ = MS
• Dissociation mobiles / abonnements
98

MS= ME + SIM
99

100

101

102

103

Les Classes de terminaux
• Mobile Station (MS)
Les terminaux GSM sont divisés en cinq classes en fonction de leur puissance
maximale de transmission sur le canal radio, qui varie entre un maximum de
20 Watt et un minimum de 0.8 Watt. Le tableau suivant résume les
caractéristiques de ces cinq classes.
- Embarqué : Classe 1 (20 W)
- Portable : Classe 2 (8 W)
- Portatif : Classe 3 (5 W),
- Classe 4 (2 W) et Classe 5 (0.8 W).
104

Les services du GSM
Le services du GSM sont classés en deux (2) catégories qui sont:
Le service voix;
Et le service SMS.
106

La modulation
La modulation spécifiée pour la norme GSM est la modulation GMSK
(Gaussian Minimum Shift Keying).
107

Les bandes de fréquences
Bande de fréquences
System GSM 900 E-GSM 900 GSM 1800 GSM 1900
Fréquenc
e
Uplink 890 – 915 MHZ 880-915 MHZ 1710-1785MHz 1850-1910 MHZ
Downlink 935 – 960 MHZ 925-960 MHz 1805-1880 MHz 1930- 1990 MHz
Ecart Duplex 45 MHZ 45 MHZ 95 MHZ 80 MHZ
Espace entre
porteuses
200 KHZ
Nbres de Canaux 124 174 374 300
108

Architecture du GSM
Le réseau GSM est compose d’entités fonctionnelles regroupées en sous systèmes
 Le sous-système radio BSS (Base Station Sub-system):
 Transmission radioélectrique
 Gestion de la ressource radio
 Le sous-système réseau NSS (Network Sub-System):
 Etablissement des appels
 Mobilité
 Le sous-système exploitation et maintenance OSS (Operation and Support Sub-
System): Permet à l ’exploitant d ’administrer le réseau
 OMC-S (Operation and Maintenance Center- Switching)
 OMC-R (Operation and Maintenance Center- Radio)
113

Architecture du GSM
BSS NSS
OMS
114

Architecture du GSM
PLMN: Public Land Mobile Network
PSTN: Public Switched Telephone Network PLMN
BSS: Base Station Subsystem
BTS: Base Transceiver Station
BSC: Base Station Controller
NSS: Network SubSystem
MSC Mobile services Switched
:
Center
VLR Visitor Location Register
:
HLR: Home Location Register
AUC : Authentification Center
EIR: Equipment Identity Register
MS:Mobile Station
OMC: Operation and maintenance Center
Radio Access Network Core Network
115

Le sous system radio BSS (Base Station Sub-System)
116

Le sous system radio BSS (Base Station Sub-System)
Le Sous-Système radio se compose:
 Des BTS (Base Transceiver Station);
 et des BSC (Base Station Controller)
117

La BTS ( Base Transceiver Station):
BTS (Base TransceiverStation): ou station de base, c’est un
ensemble d’emeteur et de récepteur.
Assure couverture radio d’une cellule (rayon de 200m à ~30 km);
Prend en charge: modulation/démodulation, correction des erreurs,
cryptage des communications, mesure qualité et puissance de
réception
118

La BTS ( Base Transceiver Station):
119

La BSC ( Base Station Controller):
BSC (Base Station Controller) pilote un ensemble de station de base
(typiquement ~60)
 C’est un carrefour de communication: concentrateur de BTS
aiguillage vers BTS destinataire
 Gestion des ressources radio: affectation des fréquences,
contrôle de puissance…
 Gestion des appels: établissement, supervision, libération des
communications, etc.
 Gestion des transferts intercellulaires (Handover) 120

La BSC (Base Station Controller):
121

Le sous system NSS (Network Sub-System):
122

Le sous system NSS (Network Sub-System):
Si le sous-système radio gère l'accès au réseau, le NSS (Network
Sub-System) appelé sous-système réseau, s'occupe de
l'interconnexion avec les réseaux Mobiles, fixes, publics ou
privés, auxquels est rattaché le réseau mobile. Le sous-système
réseau gère en outre l'établissement des communications avec les
utilisateurs mobiles, utilisateurs dont il détient un profil.
Le sous-système réseau NSS regroupe toutes les fonctions de
commutation et de routage.
Il contient les entités suivantes: Le MSC (Mobile Switching
Center), le VLR (Visitor Location Register), HLR (Home Location
Register), l’AUC (Authentification Center), l’EIR (Equipment
Identity Register). 123

Le MSC (Mobile Switching Center):
C’est le commutateur de service. Le MSC est un commutateur
numérique en mode circuit, qui gère toutes les communications avec
les mobiles sous sa couverture.Il comporte en outre des fonctions
de taxation et peut assurer l'interconnexion entre le réseau mobile
PLMN (Public Land Mobile Network), et le réseau téléphonique fixe
appelé RTC (Réseau Téléphonique Commuté). On parle alors de GMSC,
ou Gateway MSC.
Le MSC est relié aux BSC du BSS via l'interface A. Deux MSC sont
connectés par l'interface E. Cette interface est, par exemple,
124

L ’enregistreur de localisations nominal HLR (Home Location Register):
Le registre HLR est la base de données de référence des abonnés.
Divers numéros d'identification et diverses adresses sont
mémorisées, en même temps que des paramètres d’authentification,
des informations sur les abonnements au service, et des
informations spéciales concernent l'acheminement.
125

L e VLR (Visitor Location Register):
Le VLR ou base de données de localisation locale. Le VLR est une
base de données dans laquelle sont stockées les informations
relatives aux utilisateurs d'une région particulière.
 On y retrouve les mêmes informations que dans le HLR, avec en
outre l'identité temporaire de l'utilisateur, ou TMSI, et sa zone
de localisation, qui n'est autre qu'un sous-ensemble de cellules
dans lequel se trouve l'utilisateur.
126

En pratique, un VLR est attaché à un MSC. Grâce aux VLR, les
informations propres à l'utilisateur le suivent dans ses
déplacements.
 Il n'est pas nécessaire de contacter le HLR à chaque appel issu
du mobile, ce qui engendrerait un fort trafic de signalisation.
En revanche, les appels vers le mobile doivent rechercher dans le
HLR, d'une part, l'association entre le numéro de téléphone
standard du mobile et son identité dans le PLMN (lMSI) et,
d'autre part, son MSC- VLR courant. 127

Le registre VLR contient une copie de la plupart des données mémorisées
dans le registre HLR. Mais ce registre contient des informations
temporaires qui n' existent que pendant qu'un abonné particulier se
déplace dans la zone contrôlée par le VLR.
Les cellules dans le réseau PLMN sont regroupées par zone géographique,
et un numéro LAI (identification de position ou d'emplacement) est
affecté à chacune. Chaque VLR contrôle un certain nombre de LAI.
Lorsqu'un abonné mobile se déplace d'un LAI à un autre, sa position
actuelle est automatiquement mise à jour dans le VLR. 128

129

L’EIR (Equipement Identity Register):
Le registre EIR est une base de données centralisée pour valider les numéros
IMEI (Identité d'Equipement de la Station Mobile Internationale ). Cette base
de données ne concerne que les équipements MS provenant de l ’opérateur et
non l ’ensemble des équipements dans le réseau.
La base de données EIR comprend une liste des numéros IMEI, organisée de la
manière suivante :
LISTE BLANCHE: elle contient les numéros IMEI qui ont été affectés à des
stations mobiles autorisées
LISTE NOIRE: elle contient les numéros IMEI des mobiles non autorisés dans le
réseau. 130

L’EIR (Equipement Identity Register):
131

L’AUC (Authentification Center):
Le registre HLR est aussi chargé d'authentifier l'abonné, chaque fois qu'il
émet ou reçoit une communication.
Le Centre d'Authentification AUC qui assure réellement cette fonction. C
’est une entité GSM distincte qui sera souvent incorporée physiquement avec
le registre HLR. Comme il s'agit d'une entité distincte, elle utilisera un
équipement distinct de traitement pour les fonctions AUC de la base de
données.
Fondamentalement le centre AUC gère toutes les mesures de sécurité concernant
l'abonné. Par exemple, pour avoir accès au système, le mobile doit fournir la
réponse signée correcte (SRES) en réponse à un numéro aléatoire (RAND) généré
par le centre AUC 132

L’AUC (Authentification Center):
133

L’OMC (Operation Maintenance Center):
134

Architecture Logique du GSM
135

F) Principe de réutilisation des fréquences
136

Principe du réseau cellulaire
Définition: la zone géographique dans la quelle une station de base peut
rétablir une connexion avec une station de base est appelé cellule.
Le principe de ce système est de diviser le territoire en de petites zones,
appelées cellules, et de partager les fréquences radio entre celles-ci.
Ainsi, chaque cellule provient d'une station de base (reliée au Réseau
Téléphonique) à laquelle on associe un certain nombre de canaux de fréquences
à bande étroite, sommairement nommés fréquences.
Comme précédemment, ces fréquences ne peuvent pas être utilisées dans les
cellules adjacentes afin d'éviter les interférences. Ainsi, on définit des
motifs, constitués de plusieurs cellules, dans lesquels chaque fréquence est
utilisée une seule fois.
137

Caractéristiques d’une cellule
Une cellule se caractérise :
Par sa puissance d'émission nominale. Ce qui se traduit par une zone de
couverture à l'intérieur de laquelle le niveau du champ électrique est
supérieur à un seuil déterminé;
Par la fréquence de porteuse utilisée pour l'émission radioélectrique et q
par le réseau auquel elle est interconnectée.
Et sa taille, les cellules n’ont pas la même taille dans tout le réseau.
Elle dépend :
• Du nombre d'utilisateurs potentiels dans la zone;
• De la configuration du terrain (relief géographique, présence d'immeubles, .
. .);
• De la nature des constructions (maisons, buildings, immeubles en béton, . .
.)
• De la localisation (rurale, suburbaine ou urbaine) et donc de la densité des
constructions.
138

Distance de réutilisation
140

Réutilisation des fréquences
• Par rapport au système de première génération, les cellules étant
de taille plus petite, la puissance d'émission est plus faible et
le nombre d'utilisateurs peut être augmenté pour une même zone
géographique.
• C'est grâce au principe de réutilisation des fréquences qu'un
opérateur peut augmenter la capacité de son réseau.
• Il y a ainsi toute une nomenclature spécifique pour classer les
cellules en fonction de leur taille (macro, micro, pico, etc.).
141

Principe du réseau cellulaire
Le principe de ce système est de diviser le territoire en de petites zones,
appelées cellules, et de partager les fréquences radio entre celles-ci.
Ainsi, chaque cellule provient d'une station de base (reliée au Réseau
Téléphonique) à laquelle on associe un certain nombre de canaux de fréquences
à bande étroite, sommairement nommés fréquences.
Comme précédemment, ces fréquences ne peuvent pas être utilisées dans les
cellules adjacentes afin d'éviter les interférences. Ainsi, on définit des
motifs, constitués de plusieurs cellules, dans lesquels chaque fréquence est
utilisée une seule fois.
142

Caractéristiques d’une cellule
Une cellule se caractérise :
Par sa puissance d'émission nominale. Ce qui se traduit par une zone de
couverture à l'intérieur de laquelle le niveau du champ électrique est supérieur
à un seuil déterminé;
Par la fréquence de porteuse utilisée pour l'émission radioélectrique et q par
le réseau auquel elle est interconnectée.
Et sa taille:
les cellules n’ont pas la même taille dans tout le réseau. Elle dépend :
• Du nombre d'utilisateurs potentiels dans la zone;
• De la configuration du terrain (relief géographique, présence d'immeubles, . .
.);
• De la nature des constructions (maisons, buildings, immeubles en béton, . . .)
• De la localisation (rurale, suburbaine ou urbaine) et donc de la densité des
constructions.
143

Distance de réutilisation
145

Réutilisation des fréquences
• Par rapport au système de première génération, les cellules étant
de taille plus petite, la puissance d'émission est plus faible et
le nombre d'utilisateurs peut être augmenté pour une même zone
géographique.
• C'est grâce au principe de réutilisation des fréquences qu'un
opérateur peut augmenter la capacité de son réseau.
• Il y a ainsi toute une nomenclature spécifique pour classer les
cellules en fonction de leur taille (macro, micro, pico, etc.).
146

G) Le mode d’accès DU GSM
147

Les modes d'accès
• Dans les réseaux mobiles la transmission radio passe par l’interface radio, que se
partagent les utilisateurs d’une même cellule
• Plusieurs méthodes d’accès permettent aux mobiles d’accéder à la ressource radio
• Ces méthodes ont la particularité de diviser la bande de fréquence, généralement
très limitée, en plusieurs canaux physiques assurant la communication tout en
respectant les contraintes permettant d’éviter les interférences
• Les quatre principales méthodes d’accès utilisées par les réseaux mobiles sont:
• FDMA (Frequency Division Multiple Access)
• TDMA (Time Division Multiple Access)
• CDMA (Code Division Multiple Access)
• OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access). 148

Les techniques de multiplexages
• En GSM c’est le TDMA qui est utilisé comme mode d’accès cette
technique permet de partager une porteuse de largeur 0,2 MHZ en 8
times slots. C’est-à-dire qu’une porteuse peut supporter 8
communications simultanées.
149

Le TDMA (Time Division Multiple Access)
• TDMA ou AMRT (Accès Multiple à Répartition dans le Temps)
• Technique de multiplexage numérique à répartition dans le temps et en fréquence
• Chaque porteuse est divisée en 8 intervalles de temps appelés slots
• Durée Tslot= 0.5769 ms
• Chaque slot est numéroté par un indice TN {0,..,7}
• Chaque slot accueil un signal radioélectrique appelé burst
• Chaque utilisateur utilise un slot pour transmettre un burst en direction du réseau
• Sur chaque porteuse les slots sont regroupées par paquets de 8 que l’on appel trame
TDMA
• Durée d’une trame TDMA est DTDMA= 8* Tslot=4.6152 ms 150

151

1.2.1.1.1 Le TDMA (Time Division Multiple Access)
152

153

La mobilité dans le réseau GSM
160
Le handover:
La mobilité est l’une des caractéristiques des réseaux mobiles, c’est
l’ensemble des mécanismes permettant à un aboné de communiquer tout en
restant mobile. Ce mécanisme s’appel le Handover.
Le handover désigne l'ensemble des opérations mises en œuvre pour permettre
aux terminaux mobile de changer de cellule sans interruption de la
communication.

161
Les types de handovers:
Il existe deux (2) types de handovers à savoir le hard handover et le soft
handover:
Le Hard Handover : Le hard handover se produit lorsque le canal radio de la
cellule source est libéré et le canal dans la cellule cible est engagé. Ainsi, la
connexion à la cellule source est rompue avant (ou au même moment)
l'établissement de la liaison avec la cellule cible. Cette méthode est
appelée break-before-make (qui signifie « rompre avant de faire »). Dans ce cas,
il est important de minimiser la durée d'interruption de la communication. Ce
type de handover est utilisé dans les réseaux mobiles GSM et dans les réseaux
4G LTE avec une durée d'interruption de quelques dizaines de millisecondes.

162

Les interfaces ou points de références
163
Interface Um appelée aussi Air ou radio, entre BTS et MS
Interface A bis entre BTS et BSC
Interface A entre BSC et MSC
B entre MSC et VLR,
C entre MSC et HLR,
E entre MSC et MSC,
F entre MSC et EIR,
G entre VLR et VLR,
D entre VLR et HLR/AuC

J) Les canaux de communication en GSM
164

Les Canaux en GSM
165
On retrouve dans un système GSM deux types de canaux :
1. Canaux Physiques.
2. Canaux Logiques.

Les Canaux en GSM
166
A. Les canaux Physiques:
Un canal physique est caractérisé par une paire de fréquence et un
time slot choisi parmi les 8.

Les Canaux en GSM
167
A. Les canaux Logiques:
Les différents types d’information envoyés dans les canaux physiques sont
appelés canaux logiques.
On ne peut pas envoyer seulement un canal logique. Ils sont classés en deux
categories a savoir:
1. Les canaux de trafic pour transporter la voix et les données.
2. Les canaux de contrôle (signalisation) pour la gestion des messages dans le
réseau et des opérations d’entretien.

Les Canaux en GSM
168
A. Les canaux de contrôle:
1. Les canaux de contrôle (signalisation): Transmission des messages de
control entre MS et BTS.il y plusieurs types de canaux logiques de
contrôle:
1. Broadcast.
2. Commun.
3. Dédié.

C) Le RI (Réseau Intelligent)
169

170
Historique: Dans les années 80, les différents opérateurs américains tentaient de résoudre un
certain nombre de problèmes qui était liés à la réalisation de services par la modification des
programmes tournant sur chaque commutateur du réseau.
 L'opérateur de réseau désirant introduire un nouveau service dépend fortement de ses
équipementiers qui sont seuls à même de modifier les programmes des commutateurs.
 L’équipementier se trouvant dans une situation de force, il peut facturer très cher la
modification de programme demandée. Pour l’opérateur, ces coûts sont multipliés par le
nombre de fabricants fournissant des commutateurs pour son réseau.
Une fois les programmes disponibles, il est nécessaire de les introduire dans tous les
commutateurs du réseau si l’on veut que le service soit disponible partout. Un réseau pouvant se
composer de plusieurs centaines de commutateurs, cette opération peut s'avérer longue et
coûteuse.

171
On estime habituellement qu’il faut entre 3 et 5 ans entre le moment où la décision
d’introduire un nouveau service est prise et la mise en œuvre effective de ce service
dans le réseau. Ces délais ne permettent pas à un opérateur de réagir rapidement à la
demande des consommateurs pour un service particulier. Aujourd'hui on estime que 6
mois est un délai maximum.

172
D'autre part, certains services nécessitent que le commutateur traite des
informations qui ne sont pas locales, mais communes à l'ensemble des
commutateurs du réseau. Par exemple, l'application numéro vert qui permet à un
appelant de faire un appel gratuit, repose sur la traduction d'un numéro logique à
préfixe spécifique (0800 en France) en un numéro de destination réelle. La table de
traduction est une donnée globale à tous les commutateurs. Dupliquer une telle
table dans tous les commutateurs du réseau implique une gestion très difficile pour
garantir sa cohérence.

173
Par contre, disposer d'un nœud central stockant cette table et étant accessible par
l'ensemble des commutateurs est une solution simple à mettre en œuvre et peu
coûteuse. C'est ainsi que le numéro vert fut introduit aux Etats-Unis. Un nœud
appelé point de commande de service (SCP, service control point) est dédié au
traitement de la traduction du numéro. Ainsi le réseau est enrichi d'une
fonctionnalité nouvelle et du fait de sa capacité à traiter des informations et à offrir
un service plus évolué que l'appel de base, il est qualifié "d'intelligent".

174
Rappel sur les fonctions essentielles d’un commutateurs:
Pour établir une communication, deux types de fonctions sont nécessaires:
 les fonctions d’accès;
 et les fonctions de transports.
Nous verrons que la technologie ‘’Réseau Intelligent’’ rajoute d’autres fonctions dans
un commutateur: les fonctions d’intelligence (ou de réseau intelligent). Avant d’aborder
ces nouvelles fonctions d’intelligences nous rappelons la nature des fonctions d’accès et
transport.

175
Rappel sur les fonctions essentielles d’un commutateurs:
a-) les fonctions d’accès: Les fonctions d’accès c’est l’ensemble des moyens utilisés
pour relier les abonnés au réseau, ces fonctions d'accès peuvent être elles mêmes
classées en deux (2) catégories :
 l'accès demandeur;
et l'accès demandé.

176
a-1) les fonctions d’accès demandeur: l'accès demandeur est exécuté au moment où un
utilisateur du réseau se porte présent (login procédure):
Dans un téléphone fixe, c'est la phase qui suit le décrochage. Dans le réseau fixe la fonction
d'accès demandeur est exécutée dans le central de rattachement et au moment du décrochage
(présélection) pour obtenir le profil de l’abonné (droits, numéro d’annuaire, etc.).
Dans un réseau mobile, c’est la phase qui vient après l'allumage du telephone portable.
la fonction d'accès demandeur est réalisée par le MSC (Mobile Switching Center) visité et sa
VLR (Visited location Register) puis la HLR (Home location Register) afin d’authentifier
l’abonné mobile et de renvoyer à la VLR et au MSC le profil de l'abonné.

177
a-2) les fonctions d’accès demandé: L’accès demandé est exécuté au moment où il faut
localiser un abonné demandé. Il s'agit essentiellement de la traduction nom /adresse.
Dans le réseau fixe la fonction d'accès demandé est exécutée dans le central d'arrivée pour
traduire le numéro d'annuaire (nom) en numéro d'équipement (adresse).
Dans le réseau mobile la fonction d'accès demandé est réalisée par le premier MSC (Mobile
Switching C'enter) sur lequel est présenté l'appel pour interroger la HLR (Home location
Register) afin de transformer le numéro MSISDN de l'abonné demandé (nom) en MSRN
(Mobile System Roaming Number) permettant de router l'appel (adresse).

178
b-) les fonctions de transport: le service POTS
Les fonctions de transport, dans le réseau téléphonique sont des fonctions de
connexion. La fonction de connexion est réalisée de proche en proche et chaque
commutateur du réseau a donc une fonction de contrôle de connexion. Cette fonction
est réalisée par une séquence d'actions élémentaires de connexion.
Pour une première approche, nous pouvons trier ces actions de connexion élémentaires
selon le classement suivant :

179
 Connecter L’utilisateur à un récepteur de numérotation
 Connecter L’utilisateur à un générateur de tonalité ou d’annonces vocales
 Envoyer un prompt (Tonalité sonore)
 Envoyer une annonce vocale à L’utilisateur.
 Recevoir les caractères composés par T utilisateur
 Router un appel (traduire une numérotation reçue en numéro de route sur lequel
l’appel doit être acheminé)

180
 Connecter une entrée du commutateur à une sortie (appartenant à une route
donnée).
 Mettre un utilisateur en sonnerie
 Superviser les événements se produisant sur une ligne d’abonné
 Déconnecter une connexion établie
 Libérer des ressources affectées
 Mettre en place une taxation pour un appel
 Faire payer un appel.

181
Il y aurait bien des façons différentes d’enchaîner ces actions élémentaires de
connexion pour établir une communication. Il se trouve que, depuis l’origine du
téléphone, les opérateurs se sont mis d’accord sur une façon commune d’enchaîner les
actions élémentaires de connexion pour réaliser le service ordinaire d'appel
téléphonique. Nous dénommerons cette séquence particulière : service POTS (Plain
Old Téléphoné Service ou Bon Vieux Service Téléphonique Ordinaire). La séquence
du service POTS est ainsi la séquence par défaut programmée dans les commutateurs
des réseaux téléphoniques.

182
Définition du Réseau Intelligent :
Par définition, nous disons qu’un réseau intelligent est basé sur la capacité qu’a un commutateur de
stopper une communication et d’aller interroger un serveur ou ordinateur externe, recevoir des commandes de ce
derniers et les exécuter cet serveur à pour nom « Point de Contrôle du Service ou en anglais SCP :
Service Control Points » .
En d’autres termes un "Réseau Intelligent" est un réseau qui permet à un ordinateur extérieur
(SCP) de programmer comme il lui convient une séquence d'actions du traitement de
connexion et un "service réseau intelligent" est un traitement de connexion substitutif.

183
Architectures du réseau intelligent :
L’architecture du réseau intelligent est classées en deux catégories qui sont:
L’architecture du Réseau Intelligent Fixe;

184
Architectures du réseau intelligent :
L’architecture du réseau intelligent est classées en deux catégories qui sont:
L’architecture du Réseau Intelligent Mobile;

185
Plateformes de service et services réseaux intelligents :
Les services proposés par le Réseau Intelligent sont classés en deux (2) catégories qui sont:
 Les services proposés par le Réseau Intelligent Fixe:
 Le prépayé (Prepaid);
 Le Free phone ou numéro vert;
 Le VPN (Virtual Private Network);

186
Plateformes de service et services réseaux intelligents :
Les services proposés par le Réseau Intelligent sont classés en deux (2) catégories qui sont:
 Les services proposés par le Réseau Intelligent mobile:
 Le prépayé (Prepaid);
 Le numéro local pour visiteur en gardant votre numéro d’origine (LNV – Local
Number Visitor);
 Bonus Zone ;
 Le Roming;

4) Introduction aux Réseaux NGN(Next Generation Network)
187

188
1) Introduction: L'évolution progressive du monde des télécommunications vers des réseaux
et des services de nouvelle génération est aujourd’hui une tendance forte qui suscite l’intérêt
d’une majorité d’acteurs. Elle résulte de la conjonction d’un ensemble de facteurs favorables
dont:
 Les évolutions profondes du secteur des télécommunications.
 Le développement de gammes de services nouveaux.
 Les progressions technologiques d’envergure dans le domaine des réseaux de données.
Il en résulte de ce contexte et afin de s’adapter aux grandes tendances qui sont la recherche de
souplesse d’évolution de réseau, la distribution de l’intelligence dans le réseau, et l’ouverture à
des services tiers, une évolution vers un nouveau modèle de réseaux et de services appelé
NGN (Next Generation Networks).

189
2) Définition: NGN ou Next Generation Network en anglais (littéralement "Réseau de Nouvelle
Génération") est une expression fréquemment employée dans l'industrie des télécommunications,
notamment depuis le début des années 1990. Il n'existe pas de définition unique. Le sens varie en
fonction du contexte et du domaine d'application. Toutefois, le terme désigne le plus souvent
le réseau d'une compagnie de télécommunications dont l'architecture repose sur un plan
de transfert en mode paquet, capable de se substituer au réseau téléphonique commuté
et aux autres réseaux traditionnels. L'opérateur dispose d'un cœur de réseau unique qui lui
permet de fournir aux abonnés de multiples services (voix, données, contenus audiovisuels...) sur
différentes technologies d'accès fixes et mobiles. Autrement, "NGN" est également utilisé très
souvent à des fins marketings par les opérateurs et les fabricants pour rendre compte de la
nouveauté d'un réseau ou d'un équipement de réseau

191
3) Les exigences de tourner vers NGN: Depuis quelques années, les laboratoires des
constructeurs et les organismes de standardisation se penchent sur une nouvelle architecture
réseau les Next Generation Networks (NGN) pour répondre aux exigences suivantes:
 Les réseaux de télécommunications sont spécialisés et structurés avant tout pour la téléphonie fixe.
 Le développement de nouveaux services, évolution des usages du réseau d'accès fixe et l'arrivée du
haut débit.
 La migration des réseaux mobiles vers les données.
 Difficulté à gérer des technologies multiples (SONET, ATM, TDM, IP) Seul un vrai système
intégré peut maîtriser toutes ces technologies reposant sur la voix ou le monde des données.
 Prévision d'une progression lente du trafic voix et au contraire une progression exponentielle du
volume de données => baisse de la rentabilité des opérateurs.

192
4) Nouvelles orientations du protocole IP: La convergence Voix/Données/Image est devenue
une réalité technique et commerciale.
Les deux « piliers » de cette convergence sont d’une part le protocole Internet (IP), et d’autre part
le très haut débit.
En effet, IP s’impose comme protocole unificateur des réseaux de nouvelle génération
(NGN). Chez les opérateurs et dans les entreprises, la migration vers le tout IP est
engagée. La téléphonie traditionnelle, principale source de revenus jusqu’à aujourd’hui,
est en perte de vitesse au profit de la téléphonie sur IP. Les services de données
traditionnels sont eux aussi en forte régression devant les nouvelles offres technologiques
(VPN-IP, MPLS) garantes de la qualité de service (QoS) exigée.

193
Le très haut débit notamment sur fibre optique s’impose partout car lui seul peut offrir aux
nouveaux services convergents la qualité requise. Après d’être définitivement imposée dans les
cœurs de réseaux, le très haut débit est partie à la conquête de l’accès. Les déploiements se
multiplient (FTTH) et les nouveaux acteurs, que constituent les collectivités locales, contribuent
largement à ce succès.

194
5) Les réseau NGN et ses caractéristiques :
Les caractéristiques des réseaux NGN se résument en quelques points qui sont:
 Une nouvelle génération de commutation;
 Une nouvelle génération de réseaux optiques;
 Une nouvelle génération de type d'accès;
 5.4 Une nouvelle génération de gestion:

195
6) Architecture en couche:
Les réseaux NGN reposent sur une architecture en couches indépendantes (transport,
contrôle, services) communiquant via des interfaces ouvertes et normalisées. Les services
doivent être évolutifs et accessibles indépendamment du réseau d'accès utilisé.

197
6.1 Couche transport:
C’est la partie responsable de l’acheminement du trafic voix ou données dans le cœur de réseau, selon le
protocole utilisé.
Cette couche se divise en deux sous-couches
 La couche accès : qui regroupe les fonctions et les équipements permettant de gérer l’accès
des équipements utilisateurs au réseau, selon la technologie d’accès (téléphonie commutée,
DSL, câble). Cette couche inclut par exemple les équipements DSLAM (DSL Access
Multiplexer) fournissant l’accès DSL.
 La couche Cœur de réseau : c’est la partie responsable de l'acheminement du trafic voix ou
données dans le cœur de réseau IP, selon le protocole utilisé. L'équipement important à ce niveau
dans une architecture NGN est le « Media Gateway » (MGW) qui est responsable de l'adaptation des
protocoles de transport aux différents types de réseaux physiques disponibles (TDM, IP, ATM, SDH,
DWDM).

198
6.3 Couche contrôle
Cette couche gère l'ensemble des fonctions de contrôle des services en général, et de contrôle d'appel
en particulier pour le service voix. L'équipement important à ce niveau dans une architecture NGN
est le serveur d'appel, plus communément appelé «softswitch », qui fournit, dans le cas de services
vocaux, l'équivalent de la fonction de commutation.

199
6.4 Couche service:
C’est l'ensemble des fonctions permettant la fourniture de services dans un réseau NGN. Cette
couche regroupe deux types d'équipement les serveurs d'application (ou application servers) et
les « enablers », qui sont des fonctionnalités, comme la gestion de l'information de présence de
l'utilisateur, susceptibles d'être utilisées par plusieurs applications. Cette couche inclut
généralement des serveurs d'application SIP (Session Initiation Protocol), car il est utilisé dans
une architecture NGN pour gérer des sessions multimédias en général, et des services de voix
sur IP en particulier.
Ces couches sont indépendantes et communiquent entre elles via des interfaces ouvertes. Cette
structure en couches est sensée garantir une meilleure flexibilité et une implémentation de
nouveaux services plus efficace. La mise en place d'interfaces ouvertes facilite l'intégration de
nouveaux services développés sur un réseau d'opérateur mais peut aussi s'avérer essentielle pour
assurer l'interconnexion d'un réseau NGN avec d'autres réseaux qu'ils soient NGN ou
traditionnels

200
7) Principaux équipements du réseau NGN
7.1 Le Media Gateway Controller (MGC):
Le serveur d’appel dits aussi « softswitch » n'est autre qu'un serveur informatique,
doté d'un logiciel de traitement des appels vocaux, gérant d’une part les mécanismes
de contrôle d’appel (pilotage de la couche transport, gestion des adresses), et d’autre
part l’accès aux services (profils d’abonnés, accès aux plates-formes de services à
valeur ajoutée).

201
7.2 Le Media Gateway (MG):
Les Gateways ont un rôle essentiel : elles assurent non seulement l’acheminement
du trafic, mais aussi l’interfonctionnement avec les réseaux externes et avec les
divers réseaux d’accès. Le Media Gateway est située au niveau du transport des flux
média entre le réseau RTC et les réseaux en mode paquet, ou entre le coeur de
réseau NGN et les réseaux d’accès. Elle a pour rôle le codage et la mise en paquets
du flux média reçu du RTC et vice-versa (conversion du trafic TDM IP). Et aussi la
transmission, suivant les instructions du Media Gateway Controller, des flux média
reçus de part et d'autre

202
7.3 La Signalling Gateway (SG):
La fonction Signalling Gateway a pour rôle de convertir la signalisation échangée
entre le réseau NGN et le réseau externe interconnecté selon un format
compréhensible par les équipements chargés de la traiter, mais sans l’interpréter (ce
rôle étant dévolu au Media Gateway Controller). Notamment, elle assure
l’adaptation de la signalisation par rapport au protocole de transport utilisé. Cette
fonction est souvent implémentée physiquement dans le même équipement que la
Media Gateway, d’où le fait que ce dernier terme est parfois employé abusivement
pour recouvrir les deux fonctions MG + SG.

203
8) Les services offerts par les NGN
La grande diversité des services est due aux multiples possibilités offertes par les
réseaux NGN en termes de :
 Support multimédia (données, texte, audio, visuel).
 Mode de communication, Unicast (communication point à point), Multicast
 (Communication point-multipoint), Broadcast (diffusion).
 Mobilité (services disponibles partout et tout le temps).
 Portabilité sur les différents terminaux.

204
Les services offerts par les NGN
Parmi ces services offerts nous citons :
 La voix sur IP ;
 La diffusion de contenus multimédia;
 La messagerie unifiée;
 La messagerie unifiée; La messagerie instantanée;
 Services associés à la géolocalisation;

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