NGN MULTIMEDIA/IMS UMTS DIMENSIONEMENT

Thème :
Migration du réseau Tigo GSM 2G vers l’IMS :
Etude Technique et Dimensionnement
suivant une architecture 3GPP Release 5
MEMOIRE DE FIN DE CYCLE
Pour l’obtention du :
DIPLOME D’INGENIEUR TECHNOLOGUE (DIT) EN TELECOM & RESEAUX
(TELEINFORMATIQUE)
Lieu du stage :Tigo GSM
Présenté par Maîtres de stage Encadrant
Magaye GAYE Ing Ousseynou Diop Dr. Samuel OUYA
Promotion : 2007 – 2009

Migration du réseau Tigo GSM 2G vers l’IMS : Etude Technique et Dimensionnement suivant une architecture 3GPP Release 5 1
A mes parents
A ma très chère épouse
A ma fille
A mes frères et Sœurs
A ma grande mère
A toute la grande famille GAYE, SOW, NDIAYE et KANE
A mes collègues et amis
A tous les étudiants du cycle ingénieur de l’ESMT
A Dr Boudal Niang Professeur a l’ESMT
A monsieur Oumar Ndiaye Responsable et professeur a l’ESMT
A mon cousin feu Malick Thiam « Que la terre lui soit légère »
A tous, je dédie ce travail
DEDICACES

Louange à ALLAH, le Tout Miséricordieux à qui nous devons notre existence et qui à coût
sûr nous a permis d’achever ce modeste travail.
Paix et Salut sur l’Illustre Prophète Sayyidinaa Mouhammad (Sallahou Aleyhi Wa Salam).
Amour à Cheikhanaa Ahmad AtTidjanii Cherif (RTA).
Je tiens à exprimer ma profonde gratitude à mon encadreur Mr. Aw Issa Konate ingénieur
principal à Tigo, qui n’a épargné aucun effort pour le bon déroulement de ce travail. Ses
remarques et ses consignes ont été pour moi d’un grand apport.
Je pense aussi à mon encadreur à L’Ecole Supérieure Polytechnique le Docteur. Samuel
Ouya qui m’a aussi tant encouragé et donné de très bons conseils tout au long de ce travail.
Je tiens à le remercier tout particulièrement.
Mes sincères remerciements iront aussi à tous nos enseignants à l’ESMT et l’ESP pour la
qualité de l’enseignement qu’ils nous ont prodigué durant nos deux années d’études afin de
nous donner une formation efficace, à tout le personnel de l’administration de l’ESMT pour
nous avoir assuré les meilleures conditions de travail.
REMERCIEMENTS

L’Ecole Supérieure Multinationale des Télécommunications (ESMT) et l’Ecole
Supérieure Polytechnique (ESP) proposent un diplôme d'ingénieur de niveau BAC+4 adapté
aux secteurs des télécommunications et des nouvelles technologies en informatique
permettant d’acquérir une double compétence en informatique et en télécommunications : le
Diplôme d’Ingénieur Technologue (DIT) en téléinformatique.
La formation est assurée en deux ans. L’enseignement comporte des cours théoriques
et pratiques ainsi qu'un stage de fin de formation de quatre mois en entreprise ou en
laboratoire. A la fin de ce stage, l’étudiant est tenu de présenter devant les membres d'un jury,
un projet de mémoire ; projet devant présenter le travail effectué au sein de la structure
d'accueil sur le thème proposé.
C’est dans cette approche que nous soumettons à votre approbation le contenu de notre
travail qui a été effectué au sein de TIGO.
AVANT-PROPOS

SOMMAIRE
TABLE DES TABLEAUX ...................................................................................................... 6
TABLE DES FIGURES........................................................................................................... 7
TABLE DES EQUATIONS..................................................................................................... 7
SIGLES ET ABREVIATIONS ............................................................................................... 9
INTRODUCTION................................................................. ...Error! Bookmark not defined.1
Chapitre I : Preseentation du sujet et evolution du reseau de Tigo .................................. 13
I.1 Présentation du cadre du travail.......................................................................................... 13
I.2 Les moyens existants de la société...................................................................................... 14
I.3 Les objectifs de la societe ................................................................................................... 15
I.4 Les objectifs du projet......................................................................................................... 16
I.5 La demarche a suivre .......................................................................................................... 14
I.6 Evolution technologique du réseau de Tigo........................................................................ 18
I.6.1 Infrastructure de l’architecture GSM du reseau de Tigo ................................................. 18
I.6.2 Présentation des équipements radio GSM ....................................................................... 18
I.6.3 Présentation de l’architecture NSS de Tigo..................................................................... 19
I.6.4 Infrastructure de l’architecture GPRS du réseau de Tigo ............................................... 24
I.6.4.3 Evolution du réseau GPRS vers la technologie EDGE................................................. 27
I.7 Les techniques de modulation et de codage utilisées.......................................................... 28
Chapitre II : Démonstration de la justesse de la migration ............................................... 31
II.1 Démonstration de la justesse de la migration .................................................................... 31
II.2 Problématiques lies aux réseaux NGN Multimédia .......................................................... 31
II.3 Avantages du NGN Multimédia........................................................................................ 32
II.4 Les services offerts par les NGN multimédias .................................................................. 33
II.5 Présentation du réseau NGN.............................................................................................. 36
II.5.1 Présentation des NGN .................................................................................................... 37
II.5.2 Types de réseaux NGN.................................................................................................. 37
II.5.3 Architecture NGN classique........................................................................................... 38
II.5.4 Les familles de protocoles et interface d’un réseau NGN.............................................. 40
II.5.4.1 Les protocoles de contrôle d’appel.............................................................................. 41
II.5.4.2 Les protocoles de signalisation entre les serveurs de contrôle .................................... 42
II.7 Architecture IMS............................................................................................................... 43
II.8 MGCF, IMS-MGW et T-SGW : Interfonctionnement avec le GSM et le RTC* ............. 48
Chapitre III : Stratégie de migration et processus de dimensionnement du réseau DE TIGO ...51
III : Stratégie de migration du réseau actuel vers le NGN multimédia.................................... 51
III.1 Présentation des scenarii de migration du réseau actuel vers le NGN multimédia.......... 51
III.2 Migration des réseaux mobiles vers l’IMS ...................................................................... 52
III.2.1 Quelle solution doit accompagner les NGN multimédias sur l’infrastructure radio..... 52
III.2.2 UMTS release 99 : l’héritage du GSM/GPRS .............................................................. 53
III.2.3 UMTS releases R4/R5 : l’évolution vers le tout IP multimédia ................................... 54
III.2.3.1 UMTS Release R4 : séparation des couches transport et contrôle............................. 54
III.2.3.2 UMTS Release R5 : ajout du domaine IP multimédia............................................... 55
III.3 Influence de l’UMTS sur la stabilisation du concept IMS............................................... 57
III.4 Dimensionnement dans le NGN Multimédia................................................................... 57
III.5 Scenario retenu pour la migration vers le NGN Multimédia ........................................... 57
III.6 Architecture cible du réseau UMTS................................................................................ 58

III.7 Modèle de trafic du réseau d’accès .................................................................................. 59
III.7.1 Les différentes classes de qualité de service ................................................................. 59
III.8 Les Modèles de trafic ....................................................................................................... 61
III.9 Méthodologie du dimensionnement................................................................................. 63
III.10 Calcul du trafic généré par le réseau d’accès ................................................................. 64
III.11 Dimensionnement des entités du réseau NGN Multimédia .......................................... 66
III.12 Optimisation du réseau de transport............................................................................... 76
III 12 : Proposition d’une architecture suivant les scenarii de migrations retenues................. 78
III. 13 Les procédures d’Intégration de systèm....................................................................... 79
III.13.1 Procédure d’intégration d’un MGW a un MSS via la Mc interface [12] ................... 79
III.13.3 .Procédure d’Intégration d’un BSC a un MGW.......................................................... 79

TABLE DES TABLEAUX
Tableau 1 : Capacité des différents BTS (siemens) de Tigo...............................................20
Tableau 2 : Caractéristiques des trois variantes de BSC ...................................................23
Tableau 3: Capacité des BSC du réseau GSM de Tigo en termes de TRX .........................23
Tableau 4 : Schéma de codage GPRS ................................................................................30
Tableau 5: Schéma de codage EDGE ................................................................................30

TABLE DES FIGURES
Figure 0 : Fiche descriptive de Tigo…………...………………………………….……………..14
Figure 1 : Organigramme de la Direction technique de SENTEL………………..……….....16
Figure 2 : Architecture générale du GSM ……………………………………………………..18
Figure 3 : Architecture GSM de Tigo…………………………………………………………….19
Figure 4 : Présentation des différentes BTS de Tigo…………………………………………...20
Figure 5 : BSC 120 de siemens…………………………………………………………………….22
Figure 6 : Combinaison eBSC/eTRAU rack……………………………………………………..22
Figure 7 : architecture du sous-système NSS de Tigo…………………………………………24
Figure 8 : Architecture du réseau GPRS de Tigo……………………………………………….26
Figure 9 : Architecture de la technologie EDGE……………………………………………….27
Figure 10 : modulation 8-PSK……………………………………………………………………...28
Figure 11 : modulation GMSK………………………………………………………………..……29
Figure 12 : Présentation de différentes couches dans le modèle NGN…………………….36
Figure 13 : Architecture simplifiée des NGN…………………………………………………..39
Figure 14 : Session Initiation Protocol (SIP)…………………………………………………….41
Figure 15 : Megaco/H.248 protocole……………………………………………………………42
Figure 16 : Exemple d’architecture NGN Multimédia simplifie…………………………….44
Figure 17 : Exemple d’architecture NGN Multimédia [3]……………………………………44
Figure 18 : Les couches de services IMS……………………………………………………….46
Figure 19 : Interfonctionnement entre GSM et IMS…………………………………………...50
Figure 20 : Exemple d’intégration de l’architectureUMTS (Rel 4) dans le réseau detigo.54
Figure 21 : UMTS architecture release 4………………………………………………………..58
Figure 22 : Architecture de référence Release 5……………………………………………...56
Figure 23 : Organigramme récapitulatif du dimensionnement……………………………..63
Figure 24 : Organigramme de répartition du trafic de la classe conversationnelle……..65
Figure 25 : Digramme de dimensionnement……………………………………….…………..66
Figure 26 : Les trafics au niveau du CSCF…………………………………………….………..75
Figure 28 : Exemple de mise en place des scenarii de migrations retenus……….………78
Figure 29 : intégration MSS et MGW …………………………………………………….……...79

TABLE DES EQUATIONS
Equation 1 : Calcul du trafic moyen par abonné..............................................................61
Équation 2 : Calcul Nombre d'abonne UMTS ...................................................................64
Équation 3 : Calcul nombre d'abonne EDGE ...................................................................64
Équation 4 : Calcul Nombre d'abonne actif......................................................................64
Équation 5 : Calcul volume trafic UMTS...........................................................................64
Équation 6 : Calcul volume de trafic EDGE......................................................................64
Équation 7 : Calcul trafic UMTS interactif.........................................................................65
Équation 8 : Calcul trafic UMTS streaming.......................................................................65
Équation 9 : Calcul trafic EDGE interactif ........................................................................65
Équation 10 : Calcul trafic EDGE streaming ......................................................................65
Équation 11 : Calcul volume de trafic UMTS conversationnel ...........................................65
Équation 12: Calcul volume de trafic UMTS conversationnel ...........................................65
Équation 13 : Calcul trafic externe UMTS ..........................................................................65
Équation 14 : Calcul volume de trafic global.....................................................................66
Équation 15 : Calcul charge au niveau des M_MGW.........................................................67
Equation 16 : Calcul nombre des M_MGW........................................................................67
Équation 17 : Calcul conversion trafic conversationnel en Kbits.......................................67
Équation 18 : Calcul trafic moyen par abonné sur un MSC................................................67
Équation 19 : Calcul trafic du nombre de circuit sur un MSC ............................................68
Équation 20 : Calcul tauux de perte sur un MSC...............................................................68
Équation 2 : Calcul probabilité de blocage sur un MSC ..................................................68
Équation 22 : Calcul trafic total sur un MSC.......................................................................69
Équation 23 : Calcul trafic total sur tous les MSC...............................................................69
Équation 24 : Calcul trafic externe vers GSM/RTC............................................................70
Équation 25 : Calcul conversion E1 en paquet ..................................................................71
Équation 26 : Calcul nombre IMS_MGW ...........................................................................71
Équation 27 : Calcul de la capacité de traitement au niveau d'un MGCF ..........................72
Équation 28 : Calcul charge au niveau d'un MGCF............................................................72
Équation 29 : Calcul nombre MGCFs ................................................................................72
Équation 30 : Calcul charge au niveau d'un MSC serveur .................................................73
Équation 31 : Calcul de la capacité de traitement d’un AS ....................................................73
Équation 33 : Calcul du nombre de SAU EDGE .................................................................73
Équation 35 : Calcul du nombre de PDP EDGE .................................................................74

SIGLES ET ABREVIATIONS
3GPP 3rd Generation Partnership Project
AAL2 ATM Adaptation Layer2
AGW Access GateWay
AS Application Server
ATM Asynchronous Transfert Mode
BER Bit Error Rate
BICC Bearer Independent Call Control protocol
BLR Boucle Locale Radio
BSC Base Service Controller
eBSC ethernet Base Service Controller
BSS Base Service Station
BTS Base Transceiver Station
CCSS#7 Common Channel Signaling System (SS7 )
CSCF Call State Control Function
CSE CAMEL Service Environment
CU Circuit Unit
DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
DIAMETER Remote Authentication Dial-In User Service
EDGE Enhanced Data rates for GSM Evolution
ENUM E.164 Number User Mapping , la RFC 3761 [ 9]
ESAM Ethernet Switch and Alarm Module
FDMA Frequency-Division Multiple Access
GGSN Gateway GPRS Support Node
GPRS General Packet Radio Services
GSM Global System for Mobile communications
GTP GPRS Tunnel Protocol
HSS Home Subscriber Server
I-CSCF Interrogating-Call State Control Function
IETF Internet Engineering Task Force
IMS IP Multimedia Subsystem
IM-SSF IP Multimedia Service Switching Function
IN Intelligent Network
IP Internet Protocol
IPv4 Internet Protocol version 4
IPv6 Internet Protocol version 6
ISC IMS Service Control
ISUP ISDN User Part
IXLT Interface to LMT/RC
MEMT Memory of the TDCP
MG Media Gateway
MMS Multimedia Messaging Service
MPCC Main Processor Control Circuit
MPCC Main Processor Control Circuit
MPLS Multi-Protocol Label Switching
MRFC Multimedia Resource Function Controller
MRFP Multimedia Resource Function Processor

MSC Mobile Switching Center
MTP Media Transfer Protocol
NGN Next Generation Network
OSA Open Service Access
P-CSCF Proxy-Call State Control Function
PCU Packet Control Unit
PDF Police Decision Functions
PDP Packet Data Protocol
PPXL Peripheral Processor
PPXX Peripheral Processor
PS Packet Switched
PSTN Public Switched Telephon Network
PWRD Power Distributor (Base Shelf)
RADIUS Remote Access Dial In User Service
RAN Radio Access Network
RNC Radio Network Controller
RTP Real Time Protocol
SCS Service Capability Server
S-CSCF Serving-Call State Control Function
SCTP Stream Control Transmission Protocol (RFC4960, obsolete RFC2960)
SDP Session Description Protocol
SGSN Serving GPRS Support Node
SIGTRAN SIGnalling TRANsport
SIP Session Initiation Protocol
SMS Short Messaging Service
SNAP Switching Network Advance Performances
SNAP Switching Network Advance Performances
STLP Superior Trunk Line Peripheral board
STLP Superior Trunk Line PeripheralBoard
TDM Time Division Multiplexing
TDMA Time Division Multiple Access
TDPC Telephony and Distributor Processor Circuit
TGW Trunking GateWays
TRX Transceiver Ressources (frequency)
UBEX Universal Bus EXtenderboard
UIT Union Internationale des Télécommunications
UMTS Universal Mobile Telecommunication System
UPSF User Profil Server Functions
UTRAN UMTS Terrestrial Radio Access Network
VAS Value-Added Services
W-CDMA Wideband Code Division Multiple Access

INTRODUCTION
L’évolution progressive du monde des télécommunications vers des réseaux et des
services de nouvelle génération, à savoir les services multimédias, 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 s’est
imposée chez les opérateurs .Au Sénégal par exemple, les opérateurs présents sur le marché
deviennent de plus en plus compétitifs grâce à cette avancée technologique, de nombreux
opérateurs ont connu une expansion rapide des systèmes de téléphonie cellulaire numérique
.L’offre fréquente de nouveaux services, a entrainé la mise en place de structures nouvelles
suivant une politique de marketing. Toutefois, certains opérateurs tardentà marquer le pas
concernant l’adoption d’architecture nouvelle au sein d’un réseau vétuste, ne pouvant ainsi
plus faire face à une montée de charge du trafic ; matérialisée par des offres et des
promotions régulières. C’est principalement le cas de la société SENTEL GSM qui ne cesse
de proposer une variété de services et de faire des promotions à ses clients afin de susciter
chez eux de plus en plus d’intérêts d’une part et d’autre part d’augmenter sa part du marché en
gagnant la confiance d’autres clients. Voila, une des raisons de migrer vers les réseaux de
nouvelles générations. Ces raisons détermineront le calendrier de ses investissements dans
cette nouvelle infrastructure et de la migration de ses services existants ; parmi les plus
avancées, on peut aussi ajouter
 la création de nouvelles sources de revenus,
 la réduction des coûts d’exploitation,
 la gestion du cycle de vie des investissements passés.

Tigo Sénégal réunit ces trois facteurs. Il lui sera impératif de relever ce défi et de commencer
à élaborer une stratégie d’évolution vers les NGN. Mais la difficulté sera de gérer de manière
pragmatique une migration progressive sans que cela ait une incidence notable sur ses
dépenses d’investissement et de manière à obtenir l'interopérabilité suite a cette évolution. La
définition d’un nouveau réseau de nouvelle génération varie selon les pays et les opérateurs. Il
n’existe donc pas de définition universelle. Pour Tigo, il s’agira d’un réseau futur ,dans
l’optique d’avoir une architecture qui pourra répondre a tous nos besoins , tant sur la partie
radio avec les utilisateurs ,que sur la partie cœur avec une synergie garantie entres les
actifs déjà existants et les nouvelles infrastructures . Par conséquent, ceprésent document
s’articulera autour de cinq principaux chapitres :
• Dans le premier chapitre : "Présentation du sujet et L’évolution des réseaux mobiles
au sein de Tigo ", nous présenterons la société d’accueil ainsi que la problématique du
sujet que nous allons traiter. On s’intéressera aussi à faire la présentation de
l’évolution des réseaux à savoir le GSM, le GPRS et l’EDGE plus particulièrement au
sein du réseau hôte qu’est Tigo; de là on en tirera des avantages et inconvénients de
ces types de technologies par rapport au contexte actuel de la concurrence et de l’
avancée technologique
• Ensuite, suivant une démarche plus globale visant à améliorer les services chez tout
opérateur historique, un deuxième chapitre intitulé "Démonstration de la justesse de
la migration " pour enfin citer les services offerts et présenter les principales
caractéristiques du réseau NGN multimédia.
• Le troisième chapitre s’intitule "Stratégie de migration du réseau actuel vers le NGN
multimédia suivi des Processus de Dimensionnement et d’Optimisation " où nous
présenterons les différents scenarii de migration dans un premier temps, et ensuite les
outils adéquats où nous pourrons introduire les outils de base permettant le
dimensionnement des principaux éléments d’un réseau NGN multimédia et
l’optimisation de la partie transport.
Enfin, nous avons retenu dans une conclusion générale les grandes lignes de ce qui, à
notre sens, mérite une attention toute particulière de la part des lecteurs.

Chapitre I : PRESENTATION DU SUJET ET EVOLUTION
DU RESEAU DE TIGO
I.1 Présentation du cadre du travail
Avant de traiter le sujet du présent mémoire de fin d’études, il convient de présenter
l’environnement dans lequel il a été mené. En effet, c’est de ce dernier que dépend, en grande
partie, l’efficacité et la qualité d’un travail. Notre projet de fin d’études a été effectué au sein
de la société SENTEL GSM, le deuxième opérateur mobile au Sénégal sur trois.
SENTEL GSM est une filiale du groupe Millicom International Cellular (MIC), un des
leaders mondiaux de la téléphonie cellulaire et faisant partie du même groupe que Télé 2 en
Europe. Millicom est une société Suédoise qui opère un peu partout dans le monde
notamment en Amérique latine, en Asie et en Afrique .SENTEL avec la marque Hello a
démarré ses activités officiellement le 16 avril 1999. Depuis le 08 Novembre 2005, SENTEL
a changé sa marque commerciale. Ce passage répond à une dynamique du groupe Millicom
d’innover en regroupant toutes ses marques sous une entité : « Tigo » tout en accompagnant
son lancement par des offres technologiques et tarifaires appropriées .Avec SENTEL la
téléphonie cellulaire passe à la vitesse supérieure, il est le premier opérateur sénégalais à
proposer le GPRS (General Paquet Radio Service). En effet, il a permis de mettre le téléphone
mobile à la portée de tous les citoyens du Sénégal. Avec un réseau qui s’étend de Dakar aux
zones rurales, la société met actuellement l’accent sur la qualité du réseau. Aujourd’hui, les
abonnés de Tigo ont une qualité exceptionnelle d’écoute. L’image de marque de la société est
aussi basée sur sa capacité d’innovation. La fiche suivante donne une description succincte de
la société, ensuite nous détaillerons les moyens dont elle s’est dotée pour mener à bien ses
activités.
SENTEL a officiellement débuté ses activités le 16 avril 1999, son siège se trouvait alors à
« Nelson Mandela x Moussé Diop ». Aujourd’hui, le siège social de SENTEL se trouve à « 15
Almadies sur la route de Ngor ». Cependant beaucoup d’agence sont ouvertes à Dakar et dans
les régions.
La figure suivante (figure 1) illustre une fiche de description des activités de SENTEL GSM
SA.

Figure 0 : Fiche descriptive de TIGO
I.2 Les moyens existants de la société
La société s’est engagée depuis le debut de ses activités dans de lourds investissements
en termes d’achats de matériels et de recrutement. Ce qui explique son dynamisme actuel sur
le marché de la téléphonie mobile. Elle dispose par ailleurs de moyens techniques, humains et
matériels.
- Les moyens techniques
Il apparait dans le livret de présentation que SENTEL a débuté ses activités avec
moins de 20 BTS (Base Transceiver Station) qui étaient toutes implantées dans la capitale
Dakar. Cependant, aujourd’hui, la société compte environ 527 stations de base réparties sur
l’ensemble du territoire Sénégalais. Tous les appels entrants ou sortants du réseau de
télécommunication sont gérés par 3MSC (Mobile Switching Center), auxquels sont raccordés
une quinzaine de BSC (Base Station Controller) via différents types de support de
transmission.
 Les moyens humains
Durant ces dernières années, le personnel de SENTEL GSM suit une évolution
croissante. D’après les informations recueillies auprès de la Direction de Ressources
Humaines, la société compterait à nos jours environ 400 employés. Le professionnalisme du
personnel est le socle de la réussite de la société. Ce professionnalisme est soutenu par une
politique de formation, d’accompagnement et de gestion de carrière. Les performances
démontrées sont le résultat des efforts de motivation, de l’adaptation de la formation du
personnel et du rappel de connaissance.

Les moyens matériels
La société dispose d’importants moyens pour mener à bien ses activités. Le patrimoine
immobilier de la société s’élevait à un montant de 63.705.974.240 FCFA à la date du 30
Septembre 2007. A cette date SENTEL GSM avait immobilisé plus de 3012 millions FCFA
uniquement en matériels de bureau. Le matériel informatique, quant à lui s’élevait à environ
2700 millions FCFA. Le système d’information est assuré par une vingtaine de logiciels
bureautiques, techniques et gestion, pour des valeurs respectives de 196.961.674 FCFA,
225.016.968 FCFA et 301.814.435 FCFA.
I.3 Les objectifs de la société
Les objectifs présents se confondent avec la mission et le projet global de Millicom
International Cellular SA.
Permettre aux populations des marchés émergents d’avoir un libre accès au monde des
télécommunications. Et pour se faire, Millicom se donne pour mission de vendre le temps de
communication téléphonique dans les marchés émergents.
La société SENTEL GSM SA est structurée autour de sept directions:
 Direction Générale,
 Direction Technique,
 Direction Informatique,
 Direction Financière,
 Direction Commerciale,
 Direction des Ressources humaines,
 Direction Customer Care.
La réalisation de notre projet s’est faite au sein de la Direction Technique qui est elle-même
scindée en cinq départements.

DIRECTION TECHNIQUE
NOC PLANNING ET DESIGN OPERATION ROLL OUT
BSS OPERATION
FIELD OPERATION
ENERGIE
OPERATION
NSS SUPPORT
RNE
Figure 1 : Organigramme de la Direction technique de SENTEL (TIGO)
I.4 Les objectifs du projet
Notre projet de fin d’étude développé dans le présent document vise à :
 Mettre en place une méthodologie d’implémentation justifiée afin de procéder à la
migration vers un réseau de troisième génération de type multimédia et ainsi , passer à
l’étude détaillée des caractéristiques de l’architecture et du dimensionnement des
entités fonctionnelles des éléments de cette dernière tout en intégrant les éléments
existants du réseau hôte qu’est Tigo .
 Permettre à l’operateur Tigo, de disposer d’un réseau multiservice lui permettant
d’offrir à ses usagers des services multimédias attrayants dans l’objectif de stabiliser
sa part du marché.
 Les démarches à suivre
Ceci sera la démarche à suivre pour tout opérateur désirant survivre face à la concurrence.
 Démonstration de la justesse de la migration;
 Définir la Méthodologie de dimensionnement et mettre en place les outils adéquats;
 Présentation de la nouvelle architecture et de quelques procédures d’intégration.

I.5 Historique de la Téléphonie mobile
L'histoire de la téléphonie mobile (numérique) débute réellement en 1982. En effet, à cette
date, le Groupe Spécial Mobile, appelé GSM, est créé par la Conférence Européenne des
administrations des Postes et Télécommunications (CEPT)afin d'élaborer les normes de
communications mobiles pour l'Europe dans la bande de fréquences de 890 à 915 [MHz]pour
l'émission à partir des stations mobiles et 935 à 960 [MHZ] pour l'émission à partir de stations
fixes. Il y eut bien des systèmes de mobilophonie analogique (MOB1 et MOB2, arrêté en
1999), mais le succès de ce réseau ne fut pas au rendez-vous. Les années 80 voient le
développement du numérique tant au niveau de la transmission qu'au niveau du traitement des
signaux, avec pour dérivés des techniques de transmission fiables, grâce à un encodage
particulier des signaux préalablement à l'envoi dans un canal, et l'obtention de débits de
transmission raisonnables pour les signaux. Ainsi, en 1987, le groupe GSM fixe les choix
technologiques relatifs à l'usage des télécommunications mobiles : transmission numérique,
multiplexage temporel des canaux radio, chiffrement des informations ainsi qu'un nouveau
codage de la parole. Il faut attendre 1991 pour que la première communication expérimentale
par GSM ait lieu. Au passage, le sigle GSM change de signification et devient Global System
for Mobile communications et les spécifications sont adaptées pour des systèmes fonctionnant
dans la bande des 1800 [MHz]. Aujourd'hui, le nombre de numéros attribués pour des
communications GSM dépasse largement le nombre de numéros dédiés à des lignes fixes et
cette tendance se poursuit.
I.6 Evolution technologique du réseau de Tigo
Tel quel, le réseau GSM est adéquat pour les communications téléphoniques de parole. En
effet, il s'agit principalement d'un réseau commuté, à l'instar des lignes fixes constituées de
circuits, c'est-à-dire de ressources allouées pour la totalité de la durée de la conversation. Rien
ne fut mis en place pour les services de transmission de données. Comme le réseau GSM ne
convenait guère pour la transmission de données, les évolutions récentes ont visé à accroître la
capacité des réseaux en termes de débit mais à élargir les fonctionnalités en permettant par
exemple l'établissement de communications ne nécessitant pas l'établissement préalable d'un
circuit. Pour dépasser la borne des 14,4 [kb/s], débit nominal d'un canal téléphonique basculé
en mode de transmission de données, l'ETSI a défini un nouveau service de données en mode
paquet : le General Packet Radio Service(GPRS) qui permet l'envoi de données à un débit de
115 [kb/s] par mise en commun de plusieurs canaux. D'une certaine manière, le GPRS prépare

l'arrivée de la téléphonie de troisième génération, appelée Universal Mobile
Télécommunication System(UMTS), qui permettra d'atteindre un débit de 2 [Mb/s].
I.6.1 Infrastructure de l’architecture GSM du réseau de Tigo
Le réseau GSM a pour premier rôle de permettre des communications entre abonnés mobiles
(GSM) et abonnés du réseau téléphonique commuté (RTC, le réseau fixe). Le réseau GSM
s'interface avec le réseau RTC et comprend des commutateurs. Le réseau GSM se distingue
par un accès spécifique : la liaison radio. Le réseau GSM est composé de trois sous-
ensembles :
Le sous système radio (BSS) Base Station Sub-system qui assure et gère les
transmissions radios ;
Le sous système d'acheminement (NSS) Network Sub-system qui comprend
l'ensemble des fonctions nécessaires pourappels et gestion de la mobilité ;
Le sous-système d'exploitation et de maintenance (OSS) OpérationSub-system) qui
permet à l'opérateur d'exploiter son réseau. La mise en place d'un réseau GSM (en
mode circuit) va permettre à un opérateur de proposer des services de type « Voix » à
ses clients en donnant accès à la mobilité tout en conservant un interfaçage avec le
réseau fixe RTC existant.
OSS
MS
BSS NSS
UM
Domaine du reseau acces Domaine du reseau coeur
Domaine de l’infracstructureDomaine de la station mobile
Figure 2 : Architecture générale du GSM

MSC/
VLR2
Dakar
TRAU
MSC/VLR3
Thies
HLR2
Downtown
HLR3
Almadies
MSC/VLR1
Almadies
BSC1
Mermoz
BSC13
Almadies
BSC4
DAKAR1
BSC3
Plateau
BSC14
Camberene
BSC9
Boustane
BSC6
M’Backe
BSC12
Diourbel
BSC8
Saly
BSC7
Louga
BSC15
Thies
BSC11
Rufisque
BSC16
Saint
Louis
IN,
USSD,
IVR,
SMSC
BSC10
Ziguinchor
BSC17
Tamba
Signalling Traffic
Signalling and Voice traffic
E-BSC2
Camberene
Figure 3 : Architecture du réseau GSM de Tigo
I.6.2 Présentation des équipements radio GSM
Le BSS comprend les BTS qui sont des émetteurs-récepteurs ayant un minimum d'intelligence
et les BSC qui contrôlent un ensemble de BTS et permettent une première concentration des
circuits.
 La station de base (BTS)
La BTS est un ensemble d'émetteurs-récepteurs appelés TRX. Elle a pour fonction la gestion
des transmissions radios. La capacité maximale d'une BTS est de 48 porteuses suivant bien

entendu le modèle. Ainsi une BTS peut gérer au maximum une centaine de communications
simultanées. Les BTS de Tigo sont unanimement constituées de modules listés ci-dessous.
- Le CU gérant les fonctions (modulation, démodulation égalisation, codage et
correcteur d'erreurs fonction)
- Le DUAMCO gérant les fonctions de multiplexage et de combineur de fréquence.
- Le Coba qui est l’élément intelligent de la BTS communicant directement avec la le
contrôleur distant via un support de transmission de type TDM.
Tableau 1 : Capacité des différents BTS (siemens) de Tigo
Figure 4 : Présentation des différentes BTS de Tigo
 Le contrôleur de base (BSC)
Le BSC est l'organe intelligent du sous système radio. Le contrôleur de stations de base gère
une ou plusieurs stations et remplit différentes fonctions de communication et d'exploitation.
Pour le trafic abonné venant des BTS, le BSC joue un rôle de concentrateur. II a un rôle de
relais pour les alarmes et les statistiques émanant des BTS vers le centre d'exploitation et de
maintenance .Pour le trafic issu du concentrateur, le BSC joue le rôle d'aiguilleur vers la
station de base destinataire. Le BSC est une banque de données pour les versions logicielles et
les données de configuration téléchargées par l'opérateur sur les BTS. Le BSC pilote enfin les
transferts entre deux cellules ; il avise d'une part la nouvelle BTS qui va prendre en charge
type BTS Capacité
Cu Combiner TRX
240 xs 6 1 3
240 8 4 24
240 xl 12 7 48

l'abonné « mobile » tout en informant le HLR de la nouvelle localisation de l'abonné. Les
BTS sont « contactés » par le centre de maintenance et d'exploitation par le biais des BSC qui
jouent ce rôle de relais.
Les BSC de Tigo sont de marque Siemens et sont unanimement constitués de cartes listées ci-
dessous:
SNAP (Switching Network Advance Performances) : un interrupteur qui gère les circuits des
canaux de trafic entre TRAU et BTSE; gère également les canaux des paquets de données
entre BTSE, SGSN et PCU. Il route les timeslots de signalisation (LAPD et CCSS#7)
depuis/vers les processeurs périphériques (PPXL) via les connections semi permanentes.
PPXX : Peripheral Processor: cette carte gère le traitement de la signalisation LAPD et SS7;
Elle agit comme pcu (ppxu) dans le Shelf d'extension.
TDPC : Telephony and Distributor Processor Circuit: cette carte gère les foncions de
signalisation de la couche 2 (excepté le pré traitement des mesures géré par la BTS); gère
également le traitement des applications relatives au control d'appel, la gestion des ressources
radio et la gestion de la mobilité.
MEMT : Memory of the tdcp : carte mémoire pour le tdcp.
MPCC : Main Processor Control Circuit: cette carte gère le contrôle des connections entre le
SNAP sur la base des messages du processeur du tdcp : gère également le trafic et les mesures
de performance, responsable de la configuration du matériel, exécute le téléchargement du
software.
UBEX : Universal Bus ExtenderBoard : gère les bus de connexion,
STLP : SuperiorTrunk Line PeripheralBoard : ce sont les interfaces MIC au niveau du BSC,
IXLT : Interface to LMT/RC,
PWRD : Power Distributor (Base Shelf) : distributeur d’energie,
ESAM : Ethernet Switch and Alarm Module : carte qui gère les alarmes et sert de port de
connexion.

Figure 5 : BSC 120 de siemens
Figure 6 : Combinaison eBSC/eTRAU rack
Présentation de l’ eBSC
Elle a l’avantage, par rapport aux autres BSC standard, en plus d’une très grande capacité de
raccordement d’avoir au sein d’un même rack une combinaison BSC et TRAU, ce qui lui
permet d’économiser les liaisons .Elle est constituée de 9+1 cartes LIET numérotées de 0 à 9.
Chaque carte a une capacité de 16 *2E1 soit une capacité de 288 E1, avec un processeur de
capacité égal à 10000 Erlang. Une des particularités majeur de ce BSC c’est que les couches
d’adaptation ATM son prise en compte dans sa structure logique lui permettant ainsi de faire
du TDMoIP (TDM over IP).
Les caractéristiques de ces types de BSC sont représentées dans le tableau suivant :

Capacité/BSC BSC Standard 72 BSC HC 120 eBSC
TRX 500 900 2000
Cellule 250 400 1000
BTS 200 300 500
Trau 32 48 100
PCM line Abis 72 120 288
LAPD AbisAsub Up to 240 Up to 240 1300
GPRS Channels 1536 3072 8500
SSL7 8 16 8*16@64 kbits/s
Processing capacity 10000 Erlang
Tableau 2 : Caractéristiques des trois variantes de BSC
BSC TYPE BSC
Licence
capacité
achetée
Licence
capacité
utilisée
BTSM
Cellule
utilise Trau PCM(B+S+G+H)
1 120 534 534 32 210 26 81
2 72 466 459 26 145 20 52
3 120 527 525 39 207 17 65
4 120 0 222 24 90
5 120 478 470 29 168 19 71
6 120 365 350 33 89 5 38
7 120 517 515 64 201 18 69
8 72 416 408 51 132 18 52
9 120 363 354 58 171 9 47
10 120 549 546 42 160 21 62
11 120 387 372 42 113 22 48
12 120 401 398 26 123 10 41
13 120 543 537 29 168 28 76
14 120 570 582 43 153 16 78
15 72 274 270 42 119 9 38
19 eBsc2 2000 565 39 228 24 39
21 eBsc5
Total 7390 6885
Tableau 3: Capacité des BSC du réseau GSM de Tigo en termes de TRX
Le Tableau ci-dessus met en exergue l’utilisation des paramètres choisis dans les différents
BSC du réseau de Sentel GSM.
L’analyse du tableau nous révèle qu’en considérant l’ensemble des paramètres d’études
utilises, nous pouvons affirmes qu’actuellement les BSC peuvent encore être équipé et
peuvent gérer le trafic additionnel.
I.6.3 Présentation de l’architecture NSS de Tigo
Voici l’architecture en tant que tel du réseau NSS deTigo avec principalement 3 MSC dont 2
font du transit vers Sonatel et Sudatel.

Figure 7: architecture du sous-système NSS de Tigo
I.6.4 Infrastructure de l’architecture GPRS du réseau de Tigo
La mise en place d'un réseau GSM représente un investissement considérable. A l'heure
actuelle les réseaux GSM ne cessent d'évoluer afin d'assurer une qualité de couverture
toujours plus importante. La couverture du réseau est assurée par la multiplication des
ensembles BTS – BSC. Nous constaterons par la suite que le réseau GSM est une base pour la
mise en place des réseaux GPRS et UMTS, même si pour le réseau UMTS au-delà du coût
élevé d'achat des licences, nous verrons que l'ensemble BTS – BSC – MSC devra être
progressivement changé ou modifié à la base. Rappelons ici, qu'une BTS couvre environ
500m de zone en ville et 10km de zone en campagne. Cela donne un aperçu du coût et du
temps nécessaires pour la mise en place de la simple architecture technique du mode UMTS.
Les éléments du réseau GSM qui seront utiles pour les réseaux GPRS et UMTS
Le nœud de service: le SGSN.
Le nœud de passerelle : le GGSN.
Une troisième entité le BG joue un rôle supplémentaire de sécurité. Le réseau GPRS a été
mise en place en 2005 à Tigo, il vient ajouter un certain nombre de « modules » sans changer

le réseau existant de base. Ainsi sont conservés l'ensemble des modules de l'architecture
GSM, nous verrons par ailleurs que certains modules GSM seront utilises pour le
fonctionnement du réseau GPRS. La mise en place d'un réseau GPRS va permettre à un
opérateur de proposer de nouveaux services de type "Data" ses clients. Le GPRS est en mode
paquets.
I.6.4.1 Présentation des équipements GPRS
Le nœud de service (SGSN)
Le nœud de service dénommé SGSN (Serving GPRS Support Node) est relie au BSS du
réseau GSM. Le SGSN est en connexion avec l'ensemble des éléments qui assurent et gèrent
les transmissions radio : BTS, BSC, HLR. Le SGSN joue un rôle de routeur, il gère les
terminaux GPRS présents dans une zone donnée. Le SGSN est le Contrôleur des terminaux
GPRS présents dans sa zone de surveillance. Le SGSN communique directement avec la BSS
sur l’interface Gb. De même, il est connecté HLR (interface Gr) qui lui donne les
informations sur les abonnés.
Le nœud Passerelle (GGSN)
Le nœud de passerelle GPRS dénommé GGSN (Gateway GPRS Support Node) est relié à un
ou plusieurs réseaux de données (Internet, autre réseau GPRS). Le GGSN est un routeur qui
permet de gérer les transmissions de paquets de données :
- Les paquets entrants d'un réseau externe, achemines vers le SGSN du
destinataire.
- Les paquets sortants vers un réseau externe, émanant d'un destinataire interne
au réseau.
Le module BG pour la sécurité
Les recommandations introduisent le concept de BG (Border Gateway) qui permettent de
connecter les réseaux GPRS via un réseau fédérateur et qui assurent les fonctions de sécurité
pour la connexion entre ces réseaux.
Le Routeur IP
L'opérateur peut choisir de gérer et d'administrer ses propres routeurs IP afin d'ouvrir le
réseau GPRS vers les réseaux de données externes.

Le module PCU sur le BSC du module CCU sur la BTS
La mise en place d'un réseau GPRS, ne nécessite pas de couvrir le territoire avec de nouvelles
antennes puisque l'architecture GSM est réutilisée. Néanmoins, des modifications sont
apportées en ajoutant des composants sur les structures de couverture du réseau GSM. Sur les
antennes les BTS est ajouté un module CCU (Channel Codec Unit). Cette entité permet de
gérer les envois d'informations vers le module SGSN. La norme GPRS introduit également un
équipement appelé PCU (Packet Control Unit) généralement situe sur les BTS, les BSC ou le
SGSN. Le PCU a pour fonction de gérer l'échéancier de transmission et l'acquittement des
blocs sur les canaux de données .L'usage attendu par le réseau GPRS est la possibilité de
consulter de manière interactive des serveurs. Cela nécessite donc un débit plus important sur
la voie descendante que sur la voie montante. On parle de mobile multi slot : le terminal doit
être en mesure de recevoir ou de transmettre des informations sur plusieurs intervalles de
temps. Le coût engendré par ces contraintes techniques amène l'opérateur à proposer à ses
abonnés des terminaux plus onéreux. L'opérateur propose généralement un terminal GSM –
GPRS capable de gérer les communications Voix et Data à des débits acceptables.
La carte SIM
La carte SIM utilisée pour l'accès au réseau GPRS est une carte SIM similaire à celle requise
pour accéder au réseau GSM classique. Quelques fichiers sont simplement ajoutes lors de la
phase de personnalisation chez le fabricant de cartes.
I.6.4.2 Présentation de l’architecture GPRS de Tigo
L'ensemble des éléments GSM et GPRS est associe pour fournir un service GPRS. Deux
protocoles sont alors utilises:
• Le traditionnel protocole IP qui assure une ouverture vers les terminaux fixes
extérieurs au réseau.
• Le protocole SS7 (Signal Sémaphore №7) qui est un protocole interne au réseau
GPRS. La connexion entre le BSS et le SGSN (Serving GPRS Support Node) a lieu
avec le protocole NS (Network Service) en couche 2 et le protocole BSSGP (Base
Station Subsystem GPRS Protocol) en couche 3.
La connexion entre le SGSN (Serving GPRS Support Node) et le GGSN (Gateway GPRS
Support Node) utilise le protocole IP. Les connexions en couche 4 se font avec le protocole

LLC (Logical Link Control) entre la MS et le SGSN, et avec l'UDP entre le SGSN et le
GGSN.Au-dessus des couches 4 se trouvent deux autres protocoles : SNDCP (en Sub
Network Dependent Converge Protocol) entre la MS et le SGSN, et GTP (en GPRS
Tunnelling Protocol) entre le SGSN et le GGSN . Finalement une connexion TCP/IP peut
avoir lieu entre la MS et un serveur distant .Ci-dessous l’architecture du réseau Gprs de Tigo.
Figure 8 : Architecture du réseau GPRS de Tigo
I.6.4.3 Evolution du réseau GPRS vers la technologie EDGE
Le débit du GPRS offert devient insuffisant lorsque le volume des informations augmente, ce
qui est arrivé en mars 2006 sur le réseau de TIGO. Alors l’unique alternative été
l’augmentation de la bande passante cote utilisateur, alors il fallait rapidement évoluer vers
une solution de haut débit nommée EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution). Cette
technologie adopte une nouvelle modulation permettant d’atteindre des débits plus élevés
tout en utilisant le spectre radio GSM existant des opérateurs. Bien que avec des débits limités
par rapport à la technologie UMTS qui le suivent, l’EDGE a la capacité d’offrir presque tous
les services 3G. il constitue donc une solution de passage intéressante si nous voulions offrir
des services 3G à partir des ressources spectrale déjà existantes du 2G et 2,5G. La technologie
EDGE peut théoriquement atteindre un débit maximal de 473kbit/s. pratiquement, le débit

(maximum) a été fixé au niveau du standard de la norme à 384 kbit/s par l’ITU (International
Télécommunication Union).
I.6.4.4 Présentation de l’architecture de la technologie EDGE
EDGE est l’évolution de la norme GSM et du système TDMA. Il peut être introduit avec le
déploiement d’une infrastructure basé sur la commutation de paquets: Le GPRS est une
infrastructure basé sur la commutation de circuit. EDGE est une extension du réseau GPRS ou
seule le sous système radio est sensiblement modifié. La figure représente l’architecture
EDGE .La mise à jour nécessaire pour le déploiement de l’EDGE nécessite :
 La mise à niveau logicielle de la BSC et de la BTS
 L’ajout d’un émetteur-récepteur au niveau de la BTS capable de supporter la
modulation EDGE (module EPCU au niveau des BTS)
 L’utilisation des terminales mobiles compatible avec EDGE
Figure 9 : Architecture de la technologie EDGE
I.7 Les techniques de modulation et de codage utilisées
I.7.1 Les techniques de modulation utilisées
Dans le GSM le codage s’effectue de manière simple : on utilise deux signaux qui
correspondent à un 1 soit à un 0. Un signal radio transporte donc 1 bit (modulation GMSK :
Gaussian Multiple Shift Keying). La principale nouveauté dans tout cela, est l’allocation
dynamique de canal ; ce qui a permis d’autorise des transferts à débit variable.
 le même time slot pourra être partagé par plusieurs utilisateurs lors des périodes
 chargées plusieurs time slots à un seul utilisateur (maximum 8) et atteinte de hauts
débits.

Le GPRS et l’EDGE utilise AMRT pour l’allocation de ressources sur l’interface air avec une
intervalle de sécurité en réserve. Ceci permettant à divers utilisateurs de ce partager la même
chaîne de fréquence : le système de gestion d’accès aux données se fera soit en en mode
FIFO en uplink et ALOHA en downlink .
Dans EDGE le codage utilise une modulation de phase permettant de transporter 3 bits par
signal, la modulation 8PSK (8 phases shift keying), le débit est alors multiplié par 3 par
rapport au GPRS. Cependant, la contrepartie est que la distance entre symbole est moindre
qu’avec le GPRS, le risque d’interférence inter-symbole s’en trouve accru. Si les conditions
de réception sont bonnes, cela ne posera pas de problème mais dans le cas contraire il y aura
des erreurs. Des bits supplémentaires seront utilisés pour ajouter plus de codes de correction
d’erreurs afin de recouvrer les données.
I.7.2 Les types de codages utilisés
Le débit maximal instantané en Half rate pour le GSM est de 9.6 Kbit/s tandis que celui
annonce pour le GPRS est de 171.2 Kbit/s avec une capacité par time slot ne dépassant pas
21.4 kbit/s même s'il est limite a 48 Kbit/s en mode descendant (Limite actuelle des terminaux
GPRS).La mise en place d'un réseau GPRS permet à un opérateur de proposer de nouveaux
services de type Data avec un débit de données 5 à 10 fois supérieur au débit maximum
théorique d'un réseau GSM. Pour le cas de l’EDGE, la capacité d’un time slot peut atteindre
59.2 kbit/s. Les canaux UL et DL sont réservés séparément tout dépend du schéma de codage
utilisée. La technologie GPRS possède 4 schémas de codages (CS1 à CS4) tandis qu’avec la
technologie EDGE avec 9 schémas possibles désignés (MCS1 à MCS9). Par ailleurs, les 4
premiers schémas de modulations utilisent la modulation GMSK (Gaussien Minimum Shift
Keying) à deux (2) états utilisé par le GPRS alors que les 5 derniers schémas utilisent la
modulation 8-PSK.
Figure 10 : modulation 8-PSK

Figure 11: modulation GMSK
Le débit est très différent selon le schéma de codage. Plus un format de codage est résistant
aux interférences plus son débit instantané est faible.
Code 1 slot 8 slots
CS1 9.05 kb/s 72.4 kb/s
CS2 13.6 kb/s 108.8 kb/s
CS3 15.7 kb/s 125.6 kb/s
CS4 21.4 kb/s 171.2 kb/s
Tableau 4 : Schéma de codage GPRS
Tableau 5: Schéma de codage EDGE
A l'heure actuelle les réseaux GSM ne cessent d'évoluer afin d'assurer une qualité de
couverture toujours plus importante. La couverture du réseau est assurée par la multiplication
des ensembles BTS et BSC et n’offre pas un débit assez convenable pour les services paquets.
Tandis que le GPRS et l’EDGE peuvent finalement être vu comme des réseaux de données à
part entière qui disposent d'un accès radio tout en réutilisant une partie du réseau GSM. Pour
un opérateur historique, il peut être une base pour la mise en place des réseaux futur, même si
pour les réseaux futurs au-delà du coût élevé d'achat des licences, nous verrons que
l’ensemble BTS, BSC, MSC devront être changés, modifiés où cohabites pour une parfaite
symbiose.
Schéma Taux de codage Famille 1 slots
MSC-1 0.53 A GMSK 8.8 kbps
MSC-2 0.66 B GMSK 11.2 kbps
MSC-3 0.8 A GMSK 14.8/13.6 kbps
MSC-4 1 C GMSK 17.6 kbps
MSC-5 0.37 B 8PSK 22.4 kbps
MSC-6 0.49 A 8PSK 29.6/27.1 kbps
MSC-7 0.76 B 8PSK 44.8 kbps
MSC-8 0.92 A 8PSK 54.4 kbps
MSC-9 1 A 8PSK 59.2 kbps

Chapitre II : Démonstration de la justesse de la
migration
II.1 Démonstration de la justesse de la migration
Dans certaines parties du monde, le trafic de données prend rapidement le pas sur le trafic
vocal et la tendance est suivi d’une augmentation en bande passante pour les données, tandis
que la voix peut se satisfaire d’une bande passante de 9,6 kbit/s, voire moindre. Les
opérateurs possédant les deux types de réseaux (réseau voix et réseau de données) utilisent
cet argument pour commencer à les unifier. Il est clair d’après les limites du réseau TDM
(Time Division Multiplexing) que le réseau de données survivra alors que le réseau TDM
quittera la scène. Facteur non moins important : le nouveau besoin chez les usagers d’une
variété encore plus grande d’applications et de services sophistiqués (Push-to-talk,
conférence audio et vidéo, messagerie unifiée, chat) dont la plupart n’étaient même pas
envisagés lors de la conception des réseaux actuels. Pour les opérateurs tel que Tigo , l’accès
et le transport n’est plus assez lucratifs et permettre de rester compétitif, il lui faudra donc
offrir aux usagers toute une gamme de services utiles, faciles à utiliser et rémunérateurs. Par
conséquent, les NGN seront axés sur les services, et fourniront tous les moyens nécessaires
pour en offrir de nouveaux et adapter les existants pour augmenter les recettes. Les
opérateurs entrants et historiques au Sénégal et partout dans le monde tel que Sonatel ont
choisi d’investir dans une solution NGN et d’emblée NGN tel que Sudatel. Pour un opérateur
établi, l’important est de définir les conditions de migration de leur réseau téléphonique
mobile de commuté actuel vers le NGN de type multimédia.
II.2 Problématiques lies aux réseaux NGN Multimédia
• Le développement d’architecture sera progressif et peut générer des substantielles
dépenses d’OPEX et le réseau NGN téléphonie et GSM doivent impérativement
exister au sein de l’architecture.
• Dans le cas de l’IMS il doit forcément y avoir sur sa partie sur sa partie radio une
technologie de réseaux d’accès mobile de troisième génération, offrant ainsi ; la
possibilité de véhiculer certains flux multimédias, a cela y rajoute le problème de la
licence 3G qu’il faudrait acheter à l’état.
• Les impacts lies á la migration tel que celui lie à l’interconnexion et à la signalisation.

• La qualité de service qui doit être perçue par l’utilisateur final devant être très bonne ,
celui de l’interconnexion avec les multiples transcodages grâce au jeu de protocole
utilisé par les différents réseaux de l’operateur doivent être bien gère afin de ne pas
altérer la qualité de service perçue .
• Et enfin les performances dues à l’acheminement doivent correspondre à un minimum
de pourcentage de perte.
II.3 Avantages du NGN Multimédia
Cette nouvelle topologie offre les avantages suivants :
• Grâce au NGN multimédia, l’opérateur dispose d’un réseau multiservice permettant
d’interfacer n’importe quel type d’accès (Boucle locale, PABX, Commutateur d’accès
téléphonique, accès mobile GSM, UMTS, WIMAX, téléphone IP, Fixe etc.).
• Augmentions des marges sur l’EBITDA grâce aux déploiements de nouveaux services
• 35% de réduction de coûts d’OPEX concernant les déploiements sur les nouveaux
services.
• Aucune augmentation de dépenses relatives aux dépenses relatives aux CAPEX (Ceci
grâce à l’utilisation du standard SIP qui est basé sur les applications peer-to-peer ) .
• Diminution de 35 % sur les temps de déploiement
• Interopérabilité prouvée avec les commutateurs Fixe, Mobile et Réseaux de Câble
• Incorporation de la VoIP et Continuité d'appel de Voix. [1]
• Utilisation sur la partie transport l’IP ou l’ATM en ignorant les limites des réseaux
TDM (Time Division Multiplexing) à 64 kbit/s. En effet le TDM perd son efficacité
dès lors que l’on souhaite introduire des services asymétriques, sporadiques ou à débit
binaire variable.
• C’est une topologie ouverte qui peut transporter aussi bien les services téléphoniques
que les services de multimédia (vidéo, données temps réel). Incorporation de la VoIP
et Continuité d'appel de Voix.
• Elle offre la possibilité de dissocier la partie support du réseau de la partie contrôlé,
Ainsi, nous permettant d’évoluer séparément et brisant la structure de communication
monolithique. En effet, la couche transport peut être modifiée sans impact sur les
couches contrôle et application. Elle utilise des interfaces ouvertes entre tous les
éléments, permettant à l’opérateur d’acheter les meilleurs produits pour chaque partie
de son réseau. [1]

Il permet dans un pays ou règne une farouche concurrence, où les services offertes par des
opérateurs deviennent de plus en plus attrayantes et les moins chères du marché, se trouvant
être les conséquences des possibilités offertes par ce type de technologie .Raisons qui font la
nécessité de vouloir impérativement migrer ,si nous voulons maintenir notre part du marché
vers cette solution qu’est le NGN multimédias.
II.4 Les services offerts par les NGN multimédias
Les NGN offrent les capacités, en termes d’infrastructure, de protocole et de gestion, de créer
et de déployer de nouveaux services multimédia sur des réseaux en mode paquet. La grande
diversité des services est due aux multiples possibilités offertes par les réseaux NGN en
termes de :
 Services de communication non temps-réel (Push To Talk, Présence, messagerie
instantanée,…),
 Services de communication pseudo temps-réel et temps réel (voix, vidéo,
visiophonie, vidéo conférence,…) suivant une configuration client-serveur ou
entre entités paires.
 Mobilité des services / Mobilité de l’usager (Nomadisme).
 D’ouverture de sessions et services simultanément sur la même connexion réseau.
 L’IMS intègre de plus le concept de convergence de services supportés
indifféremment par des réseaux de natures différentes : GSM, mobile ou Internet.
Parmi ces services offerts nous pouvons citer :
II.4.1 La voix sur IP
La voix sur IP est un service directement lié à l’évolution vers les réseaux NGN. C’est une
application qui est apparue depuis longtemps mais qui n’a pas encore eu le succès escompté,
et cela pour différentes raisons :
 La jeunesse des protocoles de signalisation (SIP, H.323, MEGACO) de voix sur IP et
la gestion de la qualité de service qui commence seulement maintenant à être mature
ne permettaient pas un déploiement de services téléphoniques sur IP.
 Le seul fait de transporter la voix sur IP n’apporte pas de valeur ajoutée pour
l’utilisateur final, par rapport au service de voix classique. Les services associés à la
voix sur IP n’ont pas encore la maturité nécessaire pour pousser l’évolution vers ces
nouveaux réseaux.

 La nécessité d’interconnecter les réseaux IP aux réseaux TDM/SS7 implique des coûts
liés aux équipements d’interconnexion (passerelles) et le prix des terminaux (IP
phones) annihile l’avantage financier apporté par le transport en IP.
 Le coût des terminaux IP reste encore supérieur à celui des équipements classiques
(pas encore d’économies d’échelle suffisantes).
 Cependant l’évolution de la technologie et des protocoles et l’apparition de services
associés au monde IP devraient permettre l’émergence de la voix sur IP. De plus,
l’évolution des terminaux communicants multimédia est un argument supplémentaire
à celle des réseaux téléphoniques vers la voix sur IP ; ainsi l’UMTS, dans la release 5,
généralise le transport en IP au réseau voix.
II.4.2 La diffusion de contenus multimédia
La diffusion de contenu multimédia regroupe deux activités ; l’une focalisée sur la mise en
forme des contenus multimédia, l’autre centrée sur l’agrégation de ces divers contenus via des
portails. Les outils technologiques, tels que le multimédia streaming (gestion d’un flux
multimédia en termes de bande passante et de synchronisation des données) et le protocole
multicast, doivent permettre de fournir un service de diffusion de contenu aux utilisateurs
finaux.
II.4.3 La messagerie unifiée
Le service de messagerie unifiée est l’un des services les plus avancés : c’est le premier
exemple de convergence et d’accès à l‘information à partir des différents moyens d’accès. Le
principe est de centraliser tous les types de messages, vocaux (téléphoniques), écrits (email,
SMS), multimédia sur un serveur ; ce dernier ayant la charge de fournir un accès aux
messages adapté au type du terminal de l’utilisateur. Ainsi un email peut être traduit en
message vocal par une passerelle « text-to-speech » ou inversement un message vocal sera
traduit en mode texte.

II.4.4 Le stockage de données
L’augmentation de capacité des réseaux et la gestion des flux permettent de proposer des
services de stockage de données, en tant que sauvegarde de données critiques sur des sites
protégés, mais aussi en tant qu’accès « local » à un contenu (serveur « proxy » ou « cache »).
En effet, les volumes de données évoluant de façon exponentielle, la nécessité d’offrir les
services à partir des serveurs « locaux » semble indispensable. Cet aspect semble notamment
indispensable pour les applications de télévision interactive et de vidéo on demand (VOD).
II.4.5 La messagerie instantanée
Cette application a déjà un grand succès auprès des internautes : elle permet de dialoguer en
temps réel, à plusieurs, sur un terminal IP (généralement un PC) ayant accès à Internet via une
interface texte. Cependant, il est nécessaire d’installer sur son terminal un logiciel propriétaire
permettant de se connecter à un fournisseur d’accès ; il n’est alors possible de communiquer
qu’avec les utilisateurs souscrivant au même service. L’évolution des réseaux devrait
permettre la standardisation de cette application et la communication entre tous (ouverture du
service) à partir de n’importe quel terminal. C’est l’évolution du service SMS, par l’apport de
l’interactivité et du multimédia (MMS).
II.4.6 Les services associés à la géolocalisation et a la vidéosurveillance
La possibilité de localiser géographiquement les terminaux mobiles a été rapidement perçue
comme une source de revenus supplémentaires. En effet, la géolocalisation permet de
proposer aux utilisateurs finaux des services très ciblés à haute valeur ajoutée liés au contexte
(exemple : horaire, climat) et au lieu. Actuellement aussi la vidéosurveillance connait une
évolution incommensurable avec l’IPV6 il est possible d’affecter une adresse IP a ton
camera, permettant ainsi à un l’utilisateur de joindre une caméra distante à partir de n'importe
quel combiné 3G/UMTS/WCDMA et ceci n'importe quand et n'importe où.
II.4.7 Les services associés à la vidéo sans fil
La communication vidéo sera une partie intégrale des services offerts par le système des
communications sans fil de la troisième génération. La vision courante inclut un petit
dispositif portable qui permettra à l’utilisateur de communiquer n’importe où dans du monde
avec n’importe qui avec une variété de formats (voix, données, image, et vidéo) de
pratiquement n’importe quel endroit géographique.

L’introduction de l’IMS (IP Multimédia Subsystem) dans les réseaux GSM et mobile
représente un changement fondamental dans les réseaux de télécommunication de type voix.
Les nouvelles capacités des réseaux et des terminaux, le mariage entre l ’Internet et la voix, le
contenu et la mobilité donnent naissance à des nouveaux modèles de réseaux et surtout offrent
un formidable potentiel pour développer de nouveaux services. Dans cet objectif, l’IMS est la
solution idéale à nos problèmes. Le chapitre suivant portera sur les principes sur lesquels sont
fondés les NGN, les types des réseaux NGN existants ainsi que les différents services
réellement pertinents, qui sont des étapes nécessaires pour pouvoir comprendre les stratégies
d'évolution des réseaux actuels GSMs ou mobiles vers une architecture en NGN multiservice
II.5 Présentation du réseau NGN : NGN Multimédia
II.5.1 Présentation des NGN
Les NGN sont définis comme étant un réseau de transport en mode paquet permettant la
convergence des réseaux Voix/données et GSM/Mobile; ils permettront de fournir des
services multimédia accessibles depuis différents réseaux d’accès. 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, les NGN sont basés sur une
évolution progressive vers le « tout IP » et sont modélisés en 4 couches indépendantes
dialoguant via des interfaces ouvertes et normalisées.

Figure 12: Présentation de différentes couches dans le modèle NGN
II.5.2 Types de réseaux NGN
Il existe trois types de réseau NGN : NGN Class 4, NGN Class 5 et NGN Multimédia. Les
NGN Class 4 et Class 5 sont des architectures de réseau offrant uniquement les services de
téléphonie. Il s’agit donc de NGN téléphonie. Dans le GSM, un commutateur Class 4 est un
centre de transit tel que les GMSC 1 et 2. Un commutateur Class 5 est un commutateur
d’accès tel que le MSC 3. Le NGN Class 4 (respectivement NGN Class 5) émule donc le
réseau mobile au niveau transit (respectivement au niveau accès) en transportant la voix sur
un mode paquet. Le NGN Multimédia est une architecture offrant les services multimédia
(messagerie vocale/vidéo, conférence audio/vidéo, Ring-back tone voix/vidéo) puisque
l'usager a un terminal IP multimédia. Cette solution est plus intéressante que les précédentes
puisqu’elle permet à l’opérateur d’innover en termes de services par rapport à une solution
NGN téléphonie qui se cantonne à offrir des services de téléphonie pas très attrayant pour le
consommateur et très limite.
Le NGN Class 4 permet : Le remplacement des centres téléphoniques de transit
(Switch Class 4 voir GMSC) permettent de gérer La croissance du trafic téléphonique

Le NGN Class 5 permet : Le remplacement des centres téléphoniques d’accès (Switch
Class 5 voir MSC) et garantit le transport de la voix directement sous IP sans avoir à
déployer de passerelles VoIP pour la conversion TDM/IP comme c’est le cas dans une
solution de NGN Class 4.
Le Multimédia NGN permet d’offrir des services multimédia à des usagers disposant
d’un accès large bande tel que EDGE/UMTS, WiFi/WiMax etc.
II.5.3 Architecture NGN classique
Les principales caractéristiques des réseaux NGN sont l’utilisation d’un unique réseau de
transport en mode paquet (IP, ATM, MPLS) ainsi que la séparation des couches de transport
des flux de paroles et de contrôle des communications, qui sont implémentées dans un même
équipement pour un commutateur traditionnel. Ces grands principes et concernant les
équipements actifs du cœur de réseau NGN se déclinent techniquement comme suit :
Remplacement des commutateurs traditionnels par deux équipements distincts
D’une part des serveurs de contrôle d’appel dits Softswitch ou Media Gateway
Controller (correspondant schématiquement aux ressources processeur et mémoire des
commutateurs voix traditionnels).
D’autre part des équipements de médiation et de routage dits Media Gateway
(correspondant schématiquement aux cartes d’interfaces et de signalisation et aux
matrices de commutation des commutateurs voix traditionnels), qui s’appuient sur le
réseau de transport mutualisé NGN.
Apparition de nouveaux protocoles de contrôle d’appel et de signalisation entre ces
équipements (de serveur à serveur, et de serveur à Media Gateway).
La figure ci-dessous présente la structure physique d’un réseau NGN avec les différentes
entités fonctionnelles, les principaux réseaux d’accès ainsi que les différents protocoles mis en
œuvre.

Figure 13: Architecture simplifiée des NGN
Les équipements NGN offrent différents et protocole de signalisation :
La 3GPP Release 4 a défini des spécification par rapport aux fonctions des différentes entités
et interfaces pour le service mobile .Les principaux nouveaux interfaces sont les suivants :
- Mc interface (MSC Server - MGW)
- Nc interface (MSC Server – MSC Server )
- Nb interface (MGW – MGW)
L’interface Nc décrit l'interface entre MSS et la Passerelle MMS sur le réseau. Entre deux
réseau d’opérateur différent La signalisation de contrôle d'appel BICC CS-2 est supporté et
exécutée à ce niveau. BICC CS-2 est supporté par ATM et IP .Au niveau de l’interface Nc si
le réseau principal est basé sur le transport IP.
L’interface Mc décrit l’interface entre le MSS et le MGW. Le protocole qui est utilisé pour
le dialogue entre ces deux entités est le protocole de contrôle H.248 ou Megaco ou SIP. Le
support de connexion qui sera utiles entre le MSS and MGW sera de l’Ethernet 100. Les
Router/Switch pourrons être dans le même local ou non que l’entité MSS et MGW (utilisation
dans ce cas d’ATM pour le transport)
II.5.3.1 Les entités fonctionnelles du cœur de réseau
II.5.3.1.1 La Media Gateway (MGW)
La Media Gateway est située au niveau du transport des flux média entre le réseau GSM et les
réseaux en mode paquet, ou entre le cœur de réseau NGN et les réseaux d’accès. Elle a pour
rôle:

 Le codage et la mise en paquets du flux média reçu du réseau temporel synchrone
classique GSM et vice-versa (conversion des circuits numériques classiques (64kb/s)
en paquets de données) grâce au TGW (Trunking Gateway).
 Le codage et la mise en paquets du flux média reçu du RNC et de la BSC (conversion
de flux de trafic des systèmes d'accès à 2Mb/s en paquets) grâce aux AGW (Access
Gateway)
 La transmission, suivant les instructions du Media Gateway Controller, des flux média
reçus de part et d'autre.
II.5.3.1.2 La Signaling Gateway (SGW)
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 (exemple : adaptation TDM / IP).
II.5.3.1.3 Le serveur d’appel ou Media Gateway Controller (MGC) ou Softswitch
Dans un réseau NGN, c’est le MGC ou encore MSS qui possède « l'intelligence ». Il gère :
 L’échange des messages de signalisation transmise de part et d'autre avec les
passerelles de signalisation, et l’interprétation de cette signalisation.
 Le traitement des appels : dialogue avec les terminaux H.323, SIP voire MGCP,
communication avec les serveurs d’application pour la fourniture des services.
 Le choix du MG de sortie selon l'adresse du destinataire, le type d'appel, la charge du
réseau etc. ..
 La réservation des ressources dans le MG et le contrôle des connexions internes au
MG (commande des Media Gateway).
II.5.4 Les familles de protocoles et interface d’un réseau NGN
La convergence des réseaux voix/données ainsi que le fait d’utiliser un réseau en mode paquet
pour transporter des flux multimédia, ayant des contraintes de « temps réel », a nécessité
l’adaptation de la couche contrôle. En effet ces réseaux en mode paquet étaient généralement
utilisés comme réseau de transport mais n’offraient pas de services permettant la gestion des
appels et des communications multimédia. Cette évolution a conduit à l’apparition de
nouveaux protocoles, principalement concernant la gestion des flux multimédia, au sein de la
couche Contrôle.

II.5.4.1 Les protocoles de contrôle d’appel
Les protocoles de contrôle d’appel permettant l’établissement, généralement à l’initiative d’un
utilisateur, d’une communication entre deux terminaux ou entre un terminal et un serveur ; les
deux principaux protocoles sont H.323, norme de l’UIT et SIP, standard développé à l’IETF
[2] et qui a été retenu dans le cadre du projet IMS.
 Le protocole alternatif : SIP
SIP (Session Initiation Protocol) est un protocole de contrôle qui peut établir, modifier et
terminer des sessions multimédia, aussi bien des conférences que des appels téléphoniques sur
des réseaux mode paquets. Il est sous forme de texte, tout comme http ou SMTP, et a pourrôle
d’initier des sessions de communications interactives. Ces sessions peuvent inclure aussi bien
de la voix, de la vidéo, des jeux interactifs...
L'architecture de SIP est basée sur des relations client/serveur. Les principales composantes
sont : Les terminaux sont des appareils pouvant émettre et recevoir de la signalisation SIP.
 Le Redirect Server établit la correspondance entre l’adresse SIP du terminal appelé et
la ou les adresses où il pourra effectivement être joignable.
 Le Proxy Server remplit la même la fonction qu’un Redirect Server.
 Le Registrer est essentiel dans tout réseau SIP ou l’on veut utiliser les services de
localisation
Figure 14 : Session Initiation Protocol (SIP)

 Les protocoles de commande de Media Gateway
Les protocoles de commande de Media Gateway sont issus de la séparation entre les couches
Transport et Contrôle et permet au Softswitch ou Media Gateway Controller de gérer les
passerelles de transport ou Media Gateway. MGCP (Media Gateway Control Protocol) de
l’IETF et H.248/MEGACO, développé conjointement par l’UIT et l’IETF, sont actuellement
les protocoles prédominants mais H.248/MEGACO sera retenu dans le cadre du projet IMS.
 Le protocole alternatif : MEGACO/H.248
Le groupe de travail MEGACO (MEdiaGAtewayCOntrol) a été constitué en 1998 pour
compléter les travaux sur le protocole MGCP au sein de l’IETF. Depuis 1999, l’UIT et l’IETF
travaillent conjointement sur le développement du protocole MEGACO/H.248 ; c’est un
standard permettant la communication entre les Media Gateway Controller (MGC) et les
Media Gateway (MG). Il est dérivé de MGCP et possède des améliorations par rapport à
celui-ci :
 Support de services multimédia et de vidéoconférence.
 Possibilité d’utiliser UDP ou TCP.
 Utilise le codage en mode texte ou binaire.
Figure 15: protocole Megaco/H.248
II.5.4.2 Les protocoles de signalisation entre les serveurs de contrôle
Les protocoles de signalisation entre les serveurs de contrôle (ou Media Gateway Controller)
permettant la gestion du plan contrôle :
 Au niveau du cœur de réseau avec des protocoles tels que BICC (Bearer Indépendant
Call Control), SIP-T (SIP pour la téléphonie)
 A l’interconnexion avec les réseaux de signalisation SS7, généralement via des
passerelles de signalisation ou Signalling Gateway par l’utilisation de protocole tel que
SIGTRAN. De plus, l’interconnexion de ces réseaux de données avec les réseaux
Media
Gateway
Controller
Media
Gateway
Controller
Media
Gateway
Media
Gateway
BICC

existants de téléphonie (TDM avec signalisation SS7) a nécessité le développement de
protocoles dédiés à l’interconnexion des réseaux et au transport de la signalisation SS7
sur des réseaux en mode paquet.
Mais le protocole SIP sera retenu dans le cadre du projet IMS.
II.6 NGN Multimédia ou IMS (IP Multimédia Subsystem)
L'IMS normalisé par le monde des télécommunications est une nouvelle architecture basée sur
de nouveaux concepts, de nouvelles technologies, de nouveaux partenaires et un nouvel
écosystème. L’idée d’architecture IMS a été suggérée afin de répondre au besoin de
convergence des services multimédia entre réseaux mobiles et filaires et d’en faciliter les
interfaçages. L’IMS doit s’insérer dans la réalisation des réseaux de nouvelle génération
(NGN), ce qui n’est pas sans poser des interrogations sur son avenir. Différentes voies sont
possibles .L’IMS est une partie structurée de l’architecture des réseaux de nouvelle génération
(NGN) qui permet l’introduction progressive des applications voix et données multimédia
dans les réseaux fixes et mobiles. L’IMS fait appel à IP et au protocole SIP (Session Initiation
Protocol), créé par l’IETF avec des extensions qui sont introduites par le 3GPP et le groupe de
travail TISPAN de l’ETSI. L’IMS implique également les entités de normalisation ATIS,
3GPP2, OASIS, FMCA, OSA/Parlay et l’UIT-T. L’IMS vise à assurer la compatibilité entre
les réseaux mobiles 2G, 2G+, 3G, les réseaux à commutation de circuits RTPC/RNIS et
Internet pour les services vocaux et multimédia.. L’IMS est également désigné sous le
vocable de NGN Multimédia. Décembre 2005 -Publication de la première édition de la
norme ETSI sur IMS [5].
II.7 Architecture IMS
Dans sa release 5, le 3GPP définie pour la première fois, une architecture IMS qui permet une
ouverture vers les plateformes de services. L’architecture IMS est constituée par un ensemble
d’équipements et de protocoles dont les fonctions et les rôles se complètent. Les interfaces sur
les différentes liaisons internes et externes à cette architecture font l’objet de spécifications.
Le principe de l’IMS consiste d’une part à séparer nettement la couche transport de la couche
des services et d’autre part à utiliser la couche transport pour des fonctions de contrôle, de
signalisation et de qualité de service associée à l’application désirée. L’IMS met en place une
plateforme unique se trouvant sur la couche application pour tous les services multimédia,
capable d’offrir rapidement et simultanément ceux-ci sur les réseaux filaires et radio.
Les couches de l’architecture NGN Multimédia sont présentées sur la Figure suivante.

Figure 16 : Exemple d’architecture NGN Multimédia simplifié
Figure 17 : Exemple d’architecture NGN Multimédia [3]
Quatre couches ont été définies dans les réseaux NGN dont trois visible sur la première figure
ci-dessus, et sont:
• La couche radio
Peut représenter tout accès haut débit tel que : UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access
Network), CDMA2000 (technologie d’accès large bande utilisée dans le réseaux mobiles de
Sudatel par exemple Wireless IP, Wifi, etc.

• La couche transport:
La couche de transport est responsable de l'abstraction de la réalité des réseaux d'accès
(filaire, de paquets radio) de l'architecture NGN. Par essence, cette couche joue le rôle de
point d'intersection entre les couches d'accès et le réseau IP au-dessus d'elle. Elle est
responsable de l’initialisation des paramètres d’accès au réseau IP (affectation de l'adresse IP
et de la passerelle par défaut via DHCP).
• La couche signalisation
L’IMS joue le rôle de couche logique intermédiaire entre, d’un côté, les terminaux et les
réseaux d'accès et de transport orientés IP et, de l’autre, les services applicatifs de télécoms
(voix sur IP, push-to-talk, messagerie instantanée). Elle met en œuvre certaines fonctions
techniques (mécanismes de contrôle et signalisation) entre différents équipements au cœur
d’un réseau d’opérateurs, en recourant au protocole de signalisation SIP (Session Initiation
Protocol) standardisé par l’IETF (l’organe de normalisation technique d’internet).
Indépendant de la nature des données transportées, SIP apporte en outre la détection de la
présence de l’abonné, que connaissent bien les utilisateurs de messagerie instantanée sur
Internet.
• La couche service
Il y a trois plateformes de services standardisées : (1) SIP application server, (2) Open Service
Access Service Capability Server (OSA SCS) et (3) l’IP Multimédia Service Switching
Function (IM-SSF). Les services offerts par ces plateformes sont des services à valeurs
ajoutées (value-added services VAS) ou des services spécifiques à l’operateur. Le S-CSCF
utilise la même interface, l’interface IMS Service Control (ISC)ou (I-CSCF),pour interfacer
avec toutes ces plateformes. Le protocole de signalisation à travers cette interface est SIP.
L’OSA SCS et L’IM-SSF ne sont pas des serveurs d’applications proprement dit. Ce sont plus
des passerelles (Gateways) d’accès aux autres environnements de services. L’OSA SCS et
l’IM SSF interface respectivement avec l’OSA application server et le CAMEL Service
Environnent (CSE). Du point de vue du S-CSCF, cependant, ils présentent tous le même
comportement de l’interface ISC. Les services sont brièvement décrits ci-dessous:

Figure 18: Les couches de services IMS
L’architecture IMS peut être résumée très sommairement de la façon suivante :
- L’utilisateur est identifié par le réseau de deux façons, une identité publique (SIM ou
USIM) liée à son adresse Internet ou à son numéro de téléphone et une identité privée (ISIM)
qui n’est pas utilisée pour le routage, ces deux identités étant enregistrées sur la même carte
(UICC). A l’identité publique est associé un profil de service et d’abonnement, qui est
mémorisé dans la base de données du réseau (serveur d’applications), appelée HSS (ou
UPSF). L’IMS autorise ou non l’accès à une ressource de réseau ou à une application selon le
profil de l’abonné. [6]
- L’intelligence active de l’IMS est concentrée dans un serveur d’appel constitué d’un
trio d’équipements logiques appelés « CSCF » (Call Session Control Function ou Call State
Control Function). On distingue :
le « I-CSCF » (Interrogating), qui est le point d’aiguillage intermédiaire pour
l’initialisation des connexions, et qui, via le DNS, fournit la destination recherchée
pour les requêtes orientées vers les multiples SCSCF des réseaux.
Le « S-CSCF » (Serving) Prend en charge le contrôle de la session SIP. Il maintient
un état de session afin de pouvoir invoquer les services demandés «serving in charge».
Dans un réseau d'opérateur, différents S-CSCF peuvent présenter des fonctionnalités
différentes .Les fonctions réalisées par le S-CSCF pendant une session comprennent :
 L'émulation de la fonction Registrar puisqu'il accepte les méthodes SIP
d'enregistrement et met à jour le HSS.
 L'émulation de la fonction Proxy server puisqu'il accepte les méthodes SIP et les
achemine.

 L'émulation de la fonction User Agent puisqu'il peut terminer des méthodes SIP
par exemple lorsqu'il exécute des services complémentaires.
 L'interaction avec des serveurs d'application après avoir analysé les critères de
déclenchement des services correspondants.
 La génération de CDRs.
Le «P-CSCF» (Proxy) sert d’extension logique vers le réseau de l’abonné ou vers le
réseau visité et sert au contrôle le réseau d’accès. Il assure les fonctions de liaison aux
réseaux de paquets et au PDF visites (pour la recherche de profils de l’usager). Dans la
cinquième version de la norme TISPAN, le PDF est séparé de l’ICSCF afin de
permettre l’ouverture de nouvelles applications liées à la qualité de service hors IMS.
Cette interface P-CSCF existera dans tous les réseaux NGN, fixes ou mobiles. En fixe,
il sert à la voix sur IP et en réseau mobile, il est utilisé pour toutes les connexions.
Deux des CSCF (le I et le S) sont connectés à la base de données du réseau (HSS/UPSP) afin
de recevoir les informations nécessaires aux autorisations de connexion. Le ICSCF est relié
aussi aux ICSCF de réseaux voisins afin d’assurer les communications sortantes ou entrantes
au réseau considéré, en particulier celles qui sont destinées au commutateur classique
(GSM/RTPC).
Le trio d’équipements de signalisation CSCF et les informations du HSS ouvrent l’accès aux
serveurs d’application SIP, OSA et CAMEL. Les données relatives à l’abonné (identité, droits
et état de la session) sont enregistrées dans le HSS (correspond à peu près au HLR des réseaux
mobiles), à partir duquel on ouvre les tickets de tarification à l’aide du protocole Diameter,
basé sur IP. Le HSS assure ainsi trois fonctions de sécurité : Authentification, Autorisation et
Comptabilité, essentielles à l’IMS.
SIP Application Server (AS):En plus du control de session, un serveur SIP peut
également fournir différents services à valeurs ajoutées. Un AS SIP permet au CSCF
d'utiliser des services basés sur SIP et d'interagir avec d’autres serveurs d'application
SIP sans composants supplémentaires.
CAMEL Service Environnent (CSE):Le CSE fournit des services hérités des réseaux
intelligents (Intelligents Networks IN). Il permet aux opérateurs d’agir sur les
infrastructures IMS existantes pour introduire les services hérités des réseaux 2G.
Comme indiqué précédemment, le S-CSCF interagit avec le CSE par l’intermédiaire

de l'IM-SSF. L’IM-SSF introduit les fonctionnalités CAMEL et interfaces avec le CSE
par l’interface CAP (CAMEL Application Part).
OSA Application Server: Ces applications peuvent être développées par des tiers qui
ne sont pas propriétaires de l’infrastructure réseau. Le serveur d'application OSA
fournit un cadre standard pour des tiers leur permettant d’avoir un accès sécurisé à
l’IMS. L'architecture de référence OSA définit un OSA Application Server qui sert
d’environnement d'exécution pour des applications tierces. Le serveur d'application
OSA interfaces avec les CSCF à travers l'OSA SCS par l'interface OSA API
(Application Programming Interface).
Terminal IMS
Il s’agit d’une application sur un équipement de l’usager qui émet et reçoit des requêtes SIP. Il
se matérialise par un logiciel installé sur un PC, sur un téléphone IP ou sur une station mobile
UMTS (UE, User Equipment).
Avant de pouvoir utiliser les services du domaine IMS, tels qu'établir une session multimédia
ou recevoir une demande de session, un usager doit s'enregistrer au réseau. Que l'usager soit
dans son réseau nominal ou dans un réseau visité, cette procédure fait intervenir un P-CSCF.
Par ailleurs, tous les messages de signalisation émis par le terminal ou à destination du
terminal sont relayés par le P-CSCF ; le terminal n'a jamais la connaissance des adresses des
autres CSCFs (idem I-CSCF et S-CSCF).
II.8 MGCF, IMS-MGW et T-SGW : Interfonctionnement avec le GSM et le RTC*
L’IMS ne sera pas déployé par tous les opérateurs en même temps. Il est donc nécessaire de
prévoir des passerelles entre les réseaux GSM/RTC et son réseau IMS. Ces passerelles de
média (media gateways) sont contrôlées par des softswitchs. L’IMS identifie aussi le
signaling gateway ceci en permettant de délivrer la signalisation ISUP du RTC/GSM au
softswitch sur SIGTRAN (ceci dans le cas ou l’operateur ne souhaiterai pas d’une liaison sur
IP sinon SIP). Le domaine IMS doit inter-fonctionner avec le GSMP afin de permettre aux
utilisateurs IMS d'établir des appels avec le GSMP. L'architecture d'interfonctionnement
présente un plan de contrôle (signalisation) et un plan d'usager (transport). Dans le plan
usager, des passerelles (IMS-MGW, T-SGW, MGCF) sont requises afin de convertir des flux
RTP en flux TDM ou ATM .Ces passerelles ne traitent que le média. Des entités sont
responsables de créer, maintenir et libérer des connexions dans ces passerelles; il s'agit de
contrôleurs de passerelles (MGCF, Media Gateway Control Function). Par ailleurs, ce même

MGC termine la signalisation ISUP du côté GSM qu'il convertit en signalisation SIP qui est
délivrée au domaine IMS. Dans le cas des interconnexions TDM, les messages ISUP
provenant du GSM/RTC* d’un autre operateur, sont d'abord acheminés sur SS7 à une
passerelle de signalisation (T-SGW, Trunking Signaling Gateway) qui les relaye au MGC sur
un transport SIGTRAN. L'interfonctionnement entre le domaine IMS et le GSMP est donc
assuré par trois entités : L'IMS-MGW (IP Multimédia Subsystem Media Gateway Function),
MGCF (Media Gateway Control Function) et T-SGW (Trunking Signaling Gateway
Function).
II.8.1 L'IMS-MGW
Reçoit un trafic de parole du GSMP ou RTCP et l'achemine sur un réseau IP. Le trafic audio
est transporté sur RTP/UDP/IP
 Supporte généralement des fonctions de conversion du média et de traitement du
média (annulation d'écho, pont de conférence).
 Est contrôlé par le MGCF à travers le protocole MEGACO/H.248.
II.8.2 Le MGCF
 Comme les entités CSCF, il n'appartient qu'au plan de contrôle et non au plan média.
 Contrôle l'IMS-MGW afin d'établir, maintenir et libérer des connexions dans l'IMS-
MGW. Une connexion correspond par exemple à une association entre une
terminaison TDM ou ATM (terminaison du côté GSM) et une terminaison
RTP/UDP/IP. Un transcodage de la parole doit aussi avoir lieu au niveau de l'lMS-
MGW pour convertir la parole reçue et qui est encodée à l'aide du codec G.711, en
parole encodée en utilisant le codec AMR (UMTS) si le terminal IMS est un mobile
UMTS.
 Assure la conversion des messages ISUP (Signalisation GSM) en des messages SIP
Signalisation IMS).
 Sélectionne le CSCF approprié afin de remettre la signalisation SIP qu'il génère, au
sous-système IMS.

II.8.3 Le T-SGW
 Assure la conversion du transport pour l'acheminement de la signalisation ISUP entre
le commutateur téléphonique et le MGCF. La signalisation ISUP est échangée :
• Sur SS7 entre le commutateur et le T-SGW.
• Sur SIGTRAN entre le T-SGW et le MGCF.
Par contre, n'analyse pas les messages d'application ISUP. La figure ci-dessous représente un
appel initié par le GSMP et à destination d'un terminal dans le sous- système IMS. Le
commutateur du GSM réserve un circuit de parole qu'il partage avec l'IMS-MGW et émet un
message ISUP IAM sur un transport SS7 au T-SGW (Trunking Signaling Gateway). Le
TSGW est responsable de la conversion du transport du message ISUP. Ce message est relayé
à l'entité MGCF sur SIGTRAN. Le MGCF crée un contexte dans l'entité IMS-MGW en
utilisant le protocole MEGACO/H.248. Ce contexte consiste en une association entre une
terminaison TDM et une terminaison RTP. La terminaison TDM termine le circuit de parole
que l'IMS-MGW partage avec le commutateur téléphonique. La terminaison RTP termine les
canaux RTP entre l'IMS- MGW et le terminal IMS. L'IMS-MGW retourne une réponse à
l'entité MGCF ; cette réponse contient un "local descriptor" qui correspond à la description
SDP associée à sa terminaison RTP. L'entité MGCF génère une méthode SIP INVITE
contenant la description SDP retournée par l'IMS-MGW. Cette méthode est envoyée au sous-
système IMS qui se charge de la délivrer au terminal IMS appelé.
Figure 19 : Interfonctionnement entre GSM notre réseau IMS
Le chapitre suivant traitera des stratégies de migration que doivent adopter un opérateur
historique mobile dans l’objectif de migrer vers les réseaux NGN multimédias.

Chapitre III : Stratégie de migration et
processus de dimensionnement du réseau DE TIGO
III : Stratégie de migration du réseau actuel vers le NGN multimédia
III. 1 Présentation des scenarii de migration du réseau actuel vers le NGN multimédia
L’évolution d’un réseau existant vers la nouvelle structure nécessitera une stratégie de
migration progressive visant à réduire au minimum les dépenses d’investissement pendant la
phase de transition, tout en tirant parti très tôt des avantages qu’elle présente. Quatre
stratégies, selon le cabinet d'Ovum consulting [6] (dans le cahier de charge relatif à la
régularisation des migrations concernant l’environnement des technologies NGN), peuvent se
faire distinguer suivant ces 4 scenarii [7], selon que l'IMS sera déployée sur mon réseau
mobile , seulement les 3 premiers m’ y intéresseront :
Scenario 1 : évolution vers des commutateurs NGN MultiMedia en transit(GMSC)
Scenario 2 : remplacement des commutateurs de classe 5, par des solutions IMS
Scenario 3 : en IP en parallèle du réseau existant
Scenario 4 : en remplacement total du backbone en IP (overlay*).
Dans ce qui suit nous utiliserons la terminologie suivante comme vue sur l’introduction:
 Commutateur de Classe 5 NGN qui permet de remplacer les MSC traditionnelles
 Commutateur de Classe 4 NGN qui permet de remplacer les GMSC (qui font les
transits nationale et internationale).
 Et quand au scenario 3 il s’agira de séparer les infrastructures TDM du réseau IP ainsi
que tout ce qui sera VAS (système à valeur ajoute) .
 Le scenario 4 sera optionnel car vu la démarche à suivre et les dépenses que cela
pourrai engendrer seraient excessives, notre choix sera plutôt oriente vers les trois
premières solutions.
Selon le cas, la nature des applications assurées par les équipements de réseau, les charges
financières (CAPEX/OPEX) et la durée de transition, sont assez différentes. Toute démarche
entreprise lors de cette étape de transition devra simplifier l’évolution du réseau vers
l’architecture NGN à commutation de paquets. Pendant plusieurs années encore, les services

de commutation traditionnels vont devoir coexister avec des éléments de réseau mettant en
œuvre de nouvelles technologies .Dans ce chapitre nous nous consacrerons à la migration des
réseaux mobiles vers une architecture NGN Multimédia (IMS) avec une étude des évolutions
majeures au sein du cœur du réseau UMTS ou CDMA à savoir ?
III.2 Migration des réseaux mobiles vers l’IMS
Les réseaux mobiles sont confrontés aux contraintes de flexibilité de gestion, d’ouverture de
services mais aussi de déploiements d’équipements. En outre, ce sont les même besoins que
les réseaux GSMs qui ont générés ce besoin de convergence; à savoir : une évolution
technologique d’envergure et une demande pour un réseau de services universel. L’évolution
des réseaux mobiles vers une architecture multiservice a suivi une tendance plus régulière
aussi bien au niveau technologique que sur le plan de la normalisation. En effet, partant du
réseau GSM pour le transport de la voix et qui est basé sur la commutation de circuits, le
besoin de convergence voix/données a donné naissance au GPRS. Ce fut une évolution
majeure du GSM par l’utilisation de la commutation de paquets et l’augmentation des débits,
la génération 2.5, le GPRS, a ouvert la porte aux applications multimédia et implicitement une
transition vers les réseaux de troisième génération : le CDMA et l’UMTS sont nées. Ces
derniers sont les premiers systèmes qui incluent dans leurs spécifications une évolution vers
l’architecture du futur : le NGN. Dans cette partie, nous allons présenter les évolutions
majeures au sein du réseau UMTS ou CDMA à savoir ?
III.2.1 Quelle solution doit accompagner les NGN multimédias sur l’infrastructure radio
Les applications multimédia, en particulier, ont des exigences de haut débit et de qualité de
service que ces réseaux devront satisfaire. Les nouveaux profils de trafic, très gloutons, vont
nécessiter des technologies de nouvelles générations cote radio.
Ainsi le CDMA 2000 marqua une évolution de la technologie de seconde génération CDMA
IS-95, très minoritaire dans le monde mais présente sur des marches comme le cas ici au
Sénégal avec Expresso .Qui a choisi cette technologie d’emblée pour tout ce qui est paquet
ainsi pouvant supporter des débits assez élèves sur l’interface air permettant d’offrir aux
usages des services multimédias. Son déploiement a commencé ici au Sénégal toujours avec
ce même operateur au début des années2009 avec la technologie CDMA2000 1x EV-DO
(Enhanced Voice - Data Only), puis avec l'EV-DV (Enhanced Voice - Data Video). Le
passage de la 2G à la 3G est plus facile dans la famille CDMA/CDMA2000 que dans la

famille GSM/UMTS: sur le plan technique, il s'agit d'une simple évolution et non d'une
révolution, et la technologie se révèle plus fruste et intégrée. Par exemple : il n'existe pas
d'équivalent de la carte SIM ou U-SIM, un terminal ne peut donc être utilise que chez
l'opérateur qui fournit le terminal au départ et c’est ce qui se passe avec Expresso .Mais par
contre on notera qu’avec les opérateurs tel que Tigo qui ont commencé avec la technologie
2G ne pourront choisir d'évoluer que vers la technologie UMTS pour la 3G (exemple :
TDMA, W-CDMA) pour une parfaite intégration.
III.2.2 UMTS release 99 : l’héritage du GSM/GPRS
Les interfaces de l’UTRAN avec le cœur de réseau sont basées sur un transport ATM (AAL2
pour la voix, AAL5 pour les données). Le transport dans le cœur de réseau peut ensuite être
effectué (au choix de l’opérateur) soit en ATM pour l’ensemble des flux, soit en ATM puis
TDM pour les flux circuit et en IP pour les flux paquet. La signalisation à l’interface avec
l’UTRAN est transportée soit dans des circuits virtuels ATM, soit avec le protocole de
transport de SS7 sur IP SIGTRAN. Les appels multimédia sont supportés, mais de manière
transparente. En effet, les messages de signalisation multimédia sont transportés de manière
transparente dans une connexion circuit ou dans un contexte PDP (tunnel GTP entre SGSN et
GGSN), ce qui évite d’introduire des fonctions multimédia dans les équipements GSM et
GPRS, limitant les impacts aux terminaux et à l’ajout de serveurs multimédia (Gatekeepers).
Les protocoles de contrôle d’appel multimédia retenus sont H.323 pour le domaine paquet et
H.324-M pour le domaine circuit, choix plus conforme à la maturité actuelle des protocoles
(par rapport à SIP). Cependant, le transport de la signalisation multimédia étant transparent,
SIP pourrait a priori être supporté de la même manière. La R99 prépare donc l’évolution vers
la solution cible tout IP en introduisant dès les débuts de l’UMTS un transport convergent des
flux voix et données. Les versions ultérieures de la norme UMTS intègrent une évolution
encore plus nette vers une architecture de type NGN. La release R4 (ex-R99) est la première
étape vers un cœur de réseau tout IP, et la release R5 finalise cette évolution. [8]

Figure 20 : Exemple d’intégration de l’architecture UMTS (Rel 4 ) dans le réseau de Tigo
III.2.3 UMTS releases R4/R5 : l’évolution vers le tout IP multimédia
Alors que la release 99 UMTS a principalement pour vocation de gérer une transition douce
avec le GSM/GPRS, la release 4 (anciennement dénommée release 2000) de l’UMTS propose
une architecture résolument novatrice afin d’évoluer vers le tout IP multimédia. Suite aux
discussions techniques au sein du 3GPP et afin de prendre en compte la maturité des produits
et solutions nouvelles, les évolutions de l’UMTS prévues dans cette version ont été
échelonnées dans le temps et réparties sur deux versions successives, rebaptisées R4 et R5.
III.2.3.1 UMTS Release R4 : séparation des couches transport et contrôle
Conformément à l’un des concepts de base des NGN, la version R4 de la norme UMTS
prévoit une évolution optionnelle du domaine circuit, sous la forme d’une restructuration
fonctionnelle des MSC pour introduire une séparation des couches transport (Media Gateway)
et contrôle d’appel (MSC server).
Le MSC server a les mêmes caractéristiques qu’un MGC (Media Gateway Controller),avec en
complément des fonctions spécifiques mobile. Il est ainsi en mesure de dialoguer avec les
autres MSC server en utilisant le protocole BICC ou SIP-T selon que le protocole de transport

utilisé est ATM ou IP, mais conserve notamment des liens de signalisation utilisant le
protocole MAP avec les HLR.
La signalisation de commande entre MSC server et MGW utilise le protocole H.248avec des
extensions spécifiées par le 3GPP. Cette signalisation peut être transportée en utilisant le
protocole MTP3b si le transport s’appuie sur une couche ATM, ou SIGTRAN (SCTP) si le
transport s’appuie sur IP.
Figure 21 : UMTS architecture release 4
III.2.3.2 UMTS Release R5 : ajout du domaine IP multimédia
La release R5 introduit un nouveau domaine, l’IP Multimédia (IM) Subsystem, s’appuyant sur
les services du domaine paquet pour fournir des services de communications convergents
(voix sur IP, données, multimédia) en IP natif. Ainsi, les communications multimédia ne sont
plus supportées de manière transparente mais deviennent le mode de communication cible de
l’UMTS. Ce n’est que pour des raisons de compatibilité avec les réseaux GSM/GPRS et
UMTS R99 et avec les terminaux non IP multimédia que le domaine circuit (MSC servers et
MGW associées) est maintenu. Le cœur de réseau UMTS IP multimédia utilise le protocole
SIP pour gérer les sessions IP multimédia, et le protocole IP pour le transport du trafic et de la
signalisation associés. Il supporte l’interfonctionnement avec les réseaux voix et données IP
GSMs et mobile existants, y compris Internet .Le choix du protocole de contrôle d’appel pour

les appels VoIP et multimédia a fait l’objet de longues discussions, mais SIP a fini par
s’imposer au 3GPP grâce à son caractère IP natif et son apparente simplicité comparé à
H.323. Le protocole SIP de l’IETF doit cependant être enrichi pour prendre en compte
certaines évolutions spécifiées par le 3GPP pour un usage dans le cœur de réseau UMTS,
notamment concernant les spécificités liées à la gestion de la mobilité.
Figure 22 : Architecture de référence Release 5
Pour assurer le contrôle d’appel et la gestion de la signalisation dans ce nouveau domaine, de
nouvelles entités sont ajoutées, ou des équipements existants sont modifiés. En terme de
gestion de la mobilité, le HSS UMTS est chargé de la mise à jour du profil utilisateur, et peut
intégrer ou coopérer avec des entités standards dans le monde IP, comme un serveur distant
d’authentification et d’autorisation (RADIUS ou DIAMETER) ou un serveur gérant la
résolution d’adresse et l’allocation dynamique d’adresse IP (fonctions DNS et DHCP).Avec la
R5 UMTS, le transport IP se généralise progressivement à l’ensemble du réseau, et IPv6 est
introduit dans le cœur de réseau :
Il est à noter que les interfaces de transport en sortie de l’UTRAN, qui étaient de type ATM
en R99, évoluent en IP en R5 (l’évolution du transport en IP au sein de l’UTRAN et sur la
voie radio étant prévue pour des étapes ultérieures de la norme). Le protocole de transport
spécifié pour le domaine paquet est IP (entre RNC, SGSN etGGSN), avec support des options
IPv4 et IPv6.

III.3 Influence de l’UMTS sur la stabilisation du concept IMS
L’UMTS aura un rôle potentiel fort sur l’émergence et la stabilisation du concept NGN.
L’UMTS est le premier système global qui intègre dans ses spécifications futures (releases
R4/R5) des options d’évolution vers une architecture réellement NGN. Les protocoles choisis
à terme par le 3GPP sont :
 SIP pour le contrôle d’appel.
 MEGACO/H.248 pour le contrôle des Media Gateways.
 SIGTRAN pour le transport de la signalisation SS7 sur IP.
Pour la signalisation entre Media Gateway Controller, le choix reste ouvert, entre le protocole
BICC et SIP mais ce dernier est plus mis en avant et constituera notre choix. Même si
l’UMTS rencontre un développement et un succès important sur l’aspect de la migration, il
n’en demeure pas moins que cette évolution doit etre conformes aux spécifications des
versions R4/R5. Les réseaux mobiles semblent prendre en compte l'évolution vers les NGN de
manière plus explicite en termes de normalisation (la normalisation du système UMTS). Dans
le chapitre suivant nous nous sommes efforcés de proposer des solutions adaptables a tout
operateur désirant migrer son réseau vers NGN; Suivant les objectifs du sujet, Tigo devrait
voir son choix se porter sur une architecture de R5et par conséquent dimensionner son réseau
NGN multimédia en fonction de ses forcasts (prévisions mensuel du nombre des abonnées )
pour la voix ,et des calculs de dimensionnement pour les services données et vidéos.
III.4 Dimensionnement dans le NGN Multimédia
L’étape de dimensionnement des équipements et interfaces d’un réseau de communication est
très importante. Elle permet de déterminer le volume des équipements, logiciels et autres
moyens (capacités de transmission…) à acquérir et à déployer pour la fourniture des services
de télécommunications. Le concepteur de réseau ou l’ingénieur en télétrafic qui souhaite
dimensionner un réseau à commutation de paquets ou à commutation de circuits s’intéresse
principalement aux paramètres suivants : débit utile du réseau, charge des différents éléments
du réseau, délais de transit des informations dans le réseau et probabilité de perte d’une partie
ou de toute l’information [10].
III.5 Scenario retenu pour la migration vers le NGN Multimédia
Le scenario qui sera choisi pour ce cas de figure sera le scenario pour tout operateur désirant
de migrer graduellement vers une solution multimédia. N’oubliez pas que dimensionner en

NGN téléphonie revient tout simplement à calculer le trafic GSM d’une part et GPRS
d’autre part et grâce à des formues spécifiques déterminer le nombre de lien MSC-MG,
GSMC-MG et des MSS. Donc, dans ce qui suit, si on veut faire du NGN multimédia nos
calculs de dimensionnement se feront par rapport a une seule plateforme regroupant
l’ensemble des services à savoir la voix, les données, la vidéo .Pour se faire une synthèse de
scenario de migration sera faite et s’intitulera scenario de migration des réseaux mobiles vers
une solution NGN multimédia. Toujours dans le concept de IMS ,nous retiendrons pour la
partie radio le scenario de migration vers l’UMTS release 5 permettant ainsi l’établissement
de session multimédias ,un transport de type multimédia de bout en bout sur IP .Ces capacités
sont prises en charge par le nouveau domaine IMS qui se rajoute au domaine CS et PS .Le
domaine IMS qui se superposé au domaine PS ,s’appuiera sur e protocole SIP (session
Initiation protocole)pour le control de session multimédias ;SIP permet aussi l’accès aux
plates-formes de services .ce protocole est incontournable en raison de sa capacité à s’intégrer
aux réseaux mobiles à coût minimal .
III.6 Architecture cible du réseau UMTS
Dans cette partie, nous nous intéressons au dimensionnement d’un réseau IMS qui permet
d’offrir des services multimédia à des usagers disposant d’un accès large bande tel que
WiFi/WiMax, EDGE/UMTS, etc. Nous allons prendre suivant notre cas, l’architecture du
réseau UMTS selon le concept IMS. La figure ci-dessous représente les différentes entités à
dimensionner dans le cas du réseau cœur UMTS selon le concept IMS qui sont :
 GGSN, SGSN, MSC Server et MGCF qui appartiennent à la couche contrôle.
 Mobile-MGW et IMS-MGW faisant partie de la couche connectivité

Figure 23: Architecture fonctionnelle du réseau cœur UMTS release 5
III.7 Modèle de trafic du réseau d’accès
L’évaluation du volume de trafic total dans le réseau cœur nécessite une étude préalable des
modèles de trafic de chacune des classes de service. Dans ce paragraphe, nous allons donner
un bref aperçu sur les différentes classes de services ainsi que les modèles de trafic qui
régissent ces classes pour pouvoir retenir un scénario pour chaque classe et calculer par la
suite la charge de trafic dans le réseau cœur. A noter que la modélisation classique des
services par des processus de Poisson n’est plus uniquement valide dés qu’il s’agit de la
transmission des données dans un réseau mobile. Cette modélisation a été longtemps
adoptée pour le calcul de la charge des réseaux téléphoniques, et qui reste toujours valable
pour les communications de type voix.
III.7.1 Les différentes classes de qualité de service
Selon les spécifications de 3GPP, il est possible de partitionner, sur la base de la qualité de
service, l’ensemble des services en quatre classes : classe des services conversationnels,
classe des services à flux continu ou Streaming, classe des services interactifs, classe des

services en mode téléchargement ou background[10]. Le critère de classification le plus
prépondérant est la sensibilité au délai de transmission. Les deux premières classes sont
prévues pour les services du type temps réel alors que les deux autres classes concernent les
applications non temps réel, ces dernières se caractérisent par une tolérance aux délais de
transmission. L’autre contrainte à respecter essentiellement pour les deux dernières classes de
service est le seuil du BER (Bit Error Rate) .
III.7.2 Classe des services conversationnels
Les applications de cette classe nécessitent un service bidirectionnel en temps réel impliquant
deux utilisateurs humains ou plus. Les contraintes dépendent donc de la perception humaine :
la limite sur le délai maximum toléré est une limite stricte car toute dégradation sur le délai
induirait une perte de qualité notable dans la perception humaine du signal. Les exemples de
ce type d’applications sont la téléphonie, la vidéophonie, la voix sur IP, les jeux interactifs.
III.7.3 Classe des services à flux continu ou Streaming
Les applications de cette classe impliquent un utilisateur humain et un serveur de données. Ce
sont des applications temps réel asymétriques où les données sont transférées du réseau vers
les mobiles. Le manque d’interactivité entre l’utilisateur et la source de données autorise des
délais un peu plus importants que dans les cas des applications de type conversationnel, et ce
sans perturber la QoS. Les exemples d’applications de type Streaming sont les nouvelles
applications issues de l’Internet, telles que les applications audio ou vidéo sur demande.
III.7.4 Classe des services interactifs
Les applications de cette classe impliquent un utilisateur (machine ou humain) dialoguant
avec un serveur de données ou d’applications. Contrairement aux deux classes précédentes,
les performances temps réel ne sont pas nécessaires, il s’agit seulement d’attendre un certain
temps pour répondre aux requêtes. Par contre les informations ne doivent pas être altérées.
Les exemples d’applications de type interactif sont la navigation sur l’Internet, l’accès aux
bases de données ainsi qu’aux serveurs d’applications.
III.7.5 Classe des services en mode téléchargement ou background
Les applications de cette classe impliquent un utilisateur, le plus souvent un équipement
terminal, réalisent l’envoi et la réception de données en tâche de fond. L’absence
d’interactivité pour ces applications fait que l’utilisateur à l’ origine de la requête n’est pas en

attente d’une réponse dans une limite de temps fixée. Ce sont donc les applications les moins
sensibles au délai, mais sont très sensibles aux erreurs sur l’information transférées. Les
exemples d’applications sont le mail, le transfert de messages courts (SMS pour Short
Messages Services), le téléchargement de données ou de fichiers.
III.8 Les Modèles de trafic
III.8.1 Modèle de trafic pour le service conversationnel
Un exemple d’un service conversationnel est la communication téléphonique. Les
communications téléphoniques constituent le service le plus classique dont le comportement
statistique a été maîtrisé. Le comportement d’un utilisateur exploitant ce service au cours du
temps est modélisé par un processus markovien du type ON-OFF. Les caractéristiques de
ce modèle sont :
L’occurrence des appels téléphoniques est un processus de poisson caractérisé par un taux
moyen d’appel de valeur typique 0.243(∑MHT /nombre abonnée janvier 2011* 3600) appels
par heure. La durée d’un appel suit un processus exponentiel de moyenne typique telle que
1/b= 41.16 s.(=exp(1/0.243))
La durée de l’appel est une alternance de périodes d’activité et de périodes de silence.Ces
périodes suivent chacune une distribution exponentielle. La valeur typique pour le taux
d’activité des sources est 0.5.
Equation 1 : Calcul du trafic moyen par abonné
BHCA : BusyHour Call Attempts, nombre de tentative d’appels à l’heure la plus chargée.
MHT : Mean Holding Time, temps moyen d’occupation du circuit.
III.8.2 Modèle de trafic pour le service à flux continu
Un exemple typique d’un service à flux continu est le téléchargement d’une séquence vidéo.
Le flux des séquences vidéo correspond à une série de trames de données de même durée à
raison de 25 trames par secondes. Il existe neuf types différents de trames. L’occurrence de
ces différents types de trames est gérée par un processus de Markov à neuf états. La
distribution de la durée de chaque classe de contenu suit une loi Gamma d’ordre 2. Nous
avons retenu pour ce modèle les caractéristiques suivantes :

 L’occurrence des sessions de 0.17 appels/ heure
 La durée d’une session 1,00000005 s == 1 s
 Le taux d’activité de la source est de 0.58
III.8.3 Modèle de trafic pour le service interactif
L’exemple typique de ce service est la consultation des pages Web. Le flux de données, selon
ce modèle, peut être décomposé en plusieurs sessions de consultation du Web. Pendant
chaque session, l’utilisateur consulte un ensemble de sites Web se ramenant à un appel des
pages HTMLs correspondantes. Le téléchargement de ces pages HTMLs est matérialisé par la
transmission de plusieurs datagrammes de taille variable. Un temps de lecture est nécessaire
avant d’amorcer la consultation d’une autre page Web. Les caractéristiques statistiques de ce
modèle sont les suivantes :
L’occurrence de sessions est un processus de poisson de valeur typique 0.17appels/heure
Pour chacune de session :
 Le nombre d’appel de pages HTML suit une distribution géométrique de moyenne
typique 5 appels/session .
 Le temps de lecture suit une distribution exponentielle de moyenne a et de valeur
typique 1/a = 5 à 29,41s == 30 s.
 Le nombre de datagrammes par appel suit une distribution géométrique de moyenne
typique 10 datagrammes/appel.
 La durée d’inter-arrivée de datagrammes suit une distribution exponentielle dont la
moyenne est en fonction du débit .
 La taille des datagrammes suit une distribution de Pareto.
III.8.4 Modèle de trafic de la classe Background
Les services de cette classe sont insensibles au délai, ils sont considérés de type Best Effort.
Ils sont transmis en dehors des périodes chargées du réseau cœur, c’est-à-dire au cours des
périodes d’inactivités des autres classes de services. D’une autre manière, ses services ne
contribuent pas à la charge du réseau à l’heure chargée. [10]

III.9 Méthodologie du dimensionnement
III.9.1 Les hypothèses de dimensionnement
Pour dimensionner le réseau cœur UMTS, nous allons nous intéresser au trafic pendant
l’heure de pointe, qui est définie comme étant l’heure présentant un maximum du trafic
pendant une journée (une semaine, un mois). Nous supposons dans la suite que le modèle de
trafic du réseau d’accès correspond à l’heure la plus chargée pour le réseau cœur UMTS. De
même, nous admettons que la répartition du trafic de la classe conversationnelle entre mode
paquet et mode circuit (Pourcentage GSM ) est fixée malgré que la distribution du trafic
même entre les deux systèmes du mode circuit varie avec le temps (la distribution de l’heure
de pointe est utilisée comme référence). Les taux de pénétration des réseaux UMTS et EDGE
sont fixés, indépendamment de la distribution des abonnés. Concernant la mobilité des
abonnés entre les zones de couverture de l’UMTS et celles couvertes par le spectre GSM,
nous supposons que le pourcentage d’abonnés qui passent de la couverture UMTS vers EDGE
est le même qui passent de l’EDGE vers UMTS. Enfin, nous avons considéré que tout abonné
localisé sous la couverture UMTS doit uniquement utilise cette technologie avec un débit de
2Mbit/s .Il en est de même que pour les abonnes EDGE mais avec un débit de 384 kbit/s .
III.9.2 Organigramme de dimensionnement du réseau NGN Multimédia
Figure 23 : Organigramme récapitulatif du dimensionnement
*réseau RTC d’un autre opérateur

III.10 Calcul du trafic généré par le réseau d’accès
Nous devons d’abord estimer le nombre d’abonnés UMTS et EDGE, ceci est possible à
travers des estimations et des études marketing. Soit le Taux_de_penetration_UMTS,le
pourcentage de couverture du réseau UMTS, donc le nombre total d’abonnés UMTS est
donné par :
Nombre_d ‘abonnes_UMTS = Nombre_d’abonnes_UMTS * Taux_de_penetration_UMTS
Équation 2:Calcul Nombre d'abonne UMTS
Quant aux abonnés utilisant les services multimédia et résidant dans les zones non couvertes
par l’UMTS, nécessairement des abonnés du réseau EDGE, leur nombre total sera égal à :
Nombre_d ‘abonnes_EDGE = Nombre_d’abonnes_GSM * Taux_de_penetration_EDGE
Équation 3 : Calcul nombre d'abonne EDGE
Vu que l’utilisation des services varie selon leur nature d’une part et selon la technologie
utilisée d’autre part (UMTS, EDGE), l’étape suivante consiste à déterminer le nombre
d’abonnés actifs Nij par technologie i et par service j (conversationnel ou interactif ou
streaming). Soit Ai le nombre d’abonnés de technologie i et Tj le taux d’activité de service j.
Nij est donné par :
𝑁𝑁𝑁 = 𝐴𝐴 ∗ 𝑇𝑇
Équation 4 : Calcul Nombre d'abonne actif
Par la suite, nous déterminons le trafic généré par service pour les réseaux UMTS et EDGE :
Trafic_UMTS (kbit/s) = N(umts, j) * Taux_d’appesl( J)*Debit_maximal_service(j)*taux_activites_source(j)
Équation 5 : Calcul volume trafic UMTS
Trafic_EDGE (kbit/s) = N(edge, j) *Taux_d’appesl( j)*Debit_maximal_service(j)*taux_activites_source(j)
Équation 6: Calcul volume de trafic EDGE
Pour calculer le trafic total par service, il faut souligner que le trafic de la classe
conversationnelle est réparti en trafic interne défini comme étant le trafic paquet qui englobe
les communications entre UMTS et EDGE c’est-à-dire trafic interne à l’IMS, et trafic externe
destiné vers le monde circuit.

Trafic total de service conversation
UMTS/EDGE
Trafic interne mode
paquet Trafic externe mode
circuit
Trafic externe
vers GSM
Tarfic interne
Vers UMTS
Trafic interne
Vers EDGE
Trafic externe
vers RTC
% trafic vers mode
paquet
% trafic vers mode
circuit
Figure 24 : Organigramme de répartition du trafic de la classe conversationnelle
Donc, pour les services interactif et streaming, leurs volumes de trafic générés sont les mêmes
calculés par les équations
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉_𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡_𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔( 𝑈𝑈𝑈𝑈 , 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 ) (𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑠) = 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 ( 𝑈𝑈𝑈𝑈, 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 )
Équation 7:Calcul trafic UMTS interactif
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉_𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡_𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔( 𝑈𝑈𝑈𝑈 , 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 ) (𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑠) = 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 ( 𝑈𝑈𝑈𝑈, 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 )
Équation 8: Calcul trafic UMTS streaming
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉_𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡_𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔( 𝐸𝐸𝐸𝐸 , 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 ) (𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑠) = 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 ( 𝐸𝐸𝐸𝐸, 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖 )
Équation 9 : Calcul trafic EDGE interactif
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉_𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡_𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔( 𝐸𝐸𝐸𝐸 , 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 ) (𝑘𝑘𝑘𝑘/𝑠) = 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 ( 𝐸𝐸𝐸𝐸, 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 )
Équation 10 : Calcul trafic EDGE streaming
Tandis que pour le service conversationnel, le volume de trafic généré est calculé comme suit:
𝑉𝑜𝑙𝑙𝑙𝑒𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑐
𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔𝑔(𝑈𝑈𝑈𝑈 ,𝑐𝑐𝑐𝑐)�
𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑠
�
= 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡_𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖(𝑢𝑢𝑢𝑢 , 𝑐𝑐𝑐𝑐 ) ∗ 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝_𝑈𝑈𝑈𝑈
Équation 11 : Calcul volume de trafic UMTS conversationnel
Qui est Aussi égal a
= 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 ( 𝑈𝑈𝑈𝑈 , 𝑐𝑐𝑐𝑐 ) − 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 _𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒( 𝑈𝑈𝑈𝑈 , 𝑐𝑐𝑐𝑐 ) ∗ 𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝𝑝_𝑈𝑈𝑈𝑈
Équation 12: Calcul volume de trafic UMTS conversationnel
Avec
𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 _𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒𝑒( 𝑈𝑈𝑈𝑈 , 𝑐𝑐𝑐𝑐 ) = 𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 ( 𝑈𝑈𝑈𝑈 , 𝑐𝑐𝑐𝑐 ) ∗ %_𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡_𝑣𝑣𝑣𝑣_𝑚𝑚𝑚𝑚 _𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐
Équation 13 : Calcul trafic externe UMTS

𝑽𝑽𝑽𝑽𝑽𝒆 𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒄 𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕
= �.
4
𝑗=1
Volume tarfic genere UMTS ,j + �.
4
𝑗=1
Volume tarfic genere UMTS ,j
Équation 14 : Calcul volume de trafic global
III.11 Dimensionnement des entités du réseau NGN Multimédia
Figure 25 : Diagramme de dimensionnement
Dans ce qui suit, on va s’intéresser au dimensionnement de différentes entités suivantes :
-La couche contrôle : MGCF et le CSCF
-La couche application : les serveurs d’application.
Pour pouvoir dimensionner les entités de la couche application, il faut repartir les services,
selon leurs besoins en bande passante, en services à bande étroite et services large bande Les
services large bande englobent des services gourmands en bande passante tel que les services
de classe Streaming et dont le trafic sont supportés par les entités CSCF de la couche contrôle.
Les services à bande étroite sont notamment les services du réseau intelligent dont le trafic est
véhiculé par le MGCF et le MSC server, dans notre cas nous allons considérer uniquement le
MGCF.

III.11.1 Dimensionnement des M_MGWs
Pour déterminer le nombre des M_MGWs nécessaires pour véhiculer le trafic paquet, il faut
calculer le trafic interne dans les réseaux UMTS et EDGE ainsi que le trafic externe destiné
aux abonnés GSM. Puis leur ajouter le trafic du service conversationnel 𝐴_ 𝑐𝑐𝑐𝑐 (voir
équation au niveau de rappel 1) issu du réseau GSM destiné aux abonnés UMTS et EDGE. Ce
dernier est calculé comme nous l’avons vu dans la partie NGN Téléphonie. Nous allons
calculer la charge des M_MGWs seulement. La capacité reste au choix de l’opérateur. La
charge des M_MGWs est calculée comme suit :[6]
𝐶ℎ𝑎𝑎𝑎𝑒 𝑀 𝑀𝑀𝑊 𝑠
�
𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑠
� = 𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑒𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑐 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡
+ 𝐴 𝑐𝑐𝑐𝑐(Equation 13 )
Équation 15 : Calcul charge au niveau des M_MGW
Le nombre des M_MGWs sera égal alors :
𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑀_ 𝑀𝑀𝑀_𝑠
=
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑒 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑐 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡
+ 𝐴 𝑐𝑐𝑐𝑐
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝑒 𝑀_𝑀𝑀𝑀
(Equation 14)
Equation 16 : Calcul nombre des M_MGW
Avec :
𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 �
𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑠
� = �𝑁 ∗
64
32
� ∗ 2048 = 𝑁 ∗ 4096
Équation 17 : Calcul conversion trafic conversationnel en Kbits
[1] La détermination du trafic engendré par un CT (respectivement un MSC) que le
comportement global des usagers est exprimé par le nombre de tentatives d’appels à l’heure
chargée (BHCA : Busy Hour Call Attempts, nombre de tentative d’appels à l’heure la plus
chargée.) MHT : Mean Holding Time, temps moyen d’occupation du circuit.
Soit :
𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒄 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎/𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂 = 𝜶𝒊 =
(𝑩𝑩𝑩𝑨𝒊 ∗ 𝑴𝑴𝑻𝒊)
𝟑𝟑𝟑𝟑
Équation 18 : Calcul trafic moyen par abonné sur un MSC
Le trafic de type i (conversationnel, interactif ou streaming) engendré par un Commutateur de
circuit du réseau GSM .Le trafic total issu de chaque commutateur sera l’agrégation de ces

trois types de trafic. L’unité de trafic conversationnel étant l’Erlang alors que pour celui
interactif ou streaming est le Kbits. Afin de pouvoir effectuer cette sommation, il faut que
nous convertissions ce trafic conversationnel en Kbits. Pour ce faire, nous calculons tout
d’abord le nombre de circuits pouvant supporter ce type de trafic à l’aide de la formule de
Rigault.
𝑁 = 𝛼 𝑐𝑐𝑐𝑐 + 𝑘 𝑀𝑀𝑀� 𝛼 𝑐𝑜𝑜𝑜
Équation 19 : Calcul trafic du nombre de circuit sur un MSC
Avec
𝑘 𝑀𝑀𝑀=−log (10 ) 𝐺𝐺𝐺 𝑀𝑀𝑀
Équation 20 :Calcul tauux de perte sur un MSC
GoS=la probabilité que le control d’admission refuse une demande de communication entre
deux passerelle parce que le canal achemine déjà 𝑁𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐,𝑖 communications avec 𝐴𝑖 le trafic
total par service (conversationnel, interactif ou streaming) engendre par les usagers du réseau
GSM/GPRS (GSM->RTC) ou (RTC->GSM *) (*=RTC autres operateurs)
𝑃𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏�𝐴𝑖, 𝑁𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐,𝑖� =
(𝐴𝑖) 𝑁 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐,𝑖/𝑁𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐,𝑖!
∑ (𝐴𝑖) 𝑘𝑁 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐,𝑖
𝑘=0
≤ 𝜀 = 𝐺𝐺𝐺
Équation 21:Calcul probabilité de blocage sur un MSC
Notez qu’il est possible d’obtenir le ∝ 𝑐𝑐𝑐𝑣/𝑚𝑚𝑚
en utilisant le tableau de répartition du trafic
entre les MSC (réf : tableau 13); GoS= taux de service souhaite au niveau de l’interface
MSC-MGW (fixe par l’operateur pour la Qos voir tableau ci-dessous)
GoS
BHCA MHT BHCA MHT BHCA MHT
Voix Voix Donnée Donnée Vidéo Vidéo
MSC1 2% 388537.4 52,79 0 0
MSC2 2% 394960.3 50,21 0 0
MSC2 2% 282114.5 56,93 0 0
MGW 2% 225691.6 35.19 0 0
Tableau 6: Tableau de valeur du réseau données du 09-01-11
Ensuite nous déterminons en premier lieu le nombre de liens E1 nécessaire pour écouler
𝛼conv, puis le nombre de liens E1 sachant que 1E1=32 IT=32*64 Kbits=2048 Kbits. La
conversion de conv de l’Erlang en Kbits est donnée par l’équation ci-dessus. Donc le trafic
total en Kbit/s est donnée par:

𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝒄 𝒕𝒕𝒕𝒕𝒍 𝑴𝑴𝑴
= 𝑨 𝒄𝒄𝒄𝒄 + 𝜶 𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊 + 𝜶 𝒃𝒃𝒃𝒃𝒃𝒃𝒃𝒃𝒃𝒃 ;
Équation 22 : Calcul trafic total sur un MSC
𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝒄 𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕 𝑮𝑮𝑮 = � 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝒄𝒕𝒕𝒕𝒕𝒍 𝑴𝑴𝑴
𝒏𝒏𝒏_𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕_𝒎𝒎𝒎
𝟏
Équation 23 : Calcul trafic total sur tous les MSC
MSC 1 30%
MSC 2 35%
MSC 3 25%
MGW 1 20%
Tableau 7 : Taux de répartition de charge des MSC et MGW suivant les CDRs prisent le 09-01-11
FORECAST MESURES RELLES (erlg)
janv-10 2121704 1848572
févr-10 2135895 1898731
mars-10 2166598 1965232
avr-10 2169926 2006235
mai-10 2173169 2059030
juin-10 2135895 2112015
juil-10 2198696 2116157
août-10 2169926 -
sept-10 2224501 -
oct-10 2340011 -
nov-10 2351378 -
déc-10 2362220 -
Janv-11 2372568 -
Tableau 8 : Les mesures du trafic
Tableau 8: Comparaison Valeur réelles (erlg) – Forecast pour voix et données
Tableau 9: Histogramme valeurs réelles – Forecast entre Janvier 2010 et Janvier 2011
0
500000
1000000
1500000
2000000
2500000
FORECAST
MESURES RELLES

Janv 11
total subs 2,372,568
Forecast 2362220
Trafic radio total (Erlang) 31160
trafic Moyen/Abonné (mErlang)(αconv) 13,1
Tableau 10: Trafic radio et Trafic Transit
((trafic Moyen/Abonné (mERlang)= ((total trafic radio erlang /Forecast )*1000 )
Équation 24 *)
Avec Équation 24*)
RATIO λ
MSC 1 0,23
MSC 2 0,35
MSC 3 0
Tableau 11 : Valeur moyenne des ratios entre Janvier et Juillet 2010
Trafic radio
Janvier. 11 RATIO λ
MSC TRAF
(erlg)
TRAFIC TRANSIT
(erlg)
CAPACITE
MSC (erlg)
MSC
UTILISATION
MSC 1 10594.4 0,23 13031.112 2436.712 13000 200%
MSC 2 12152.4 0,35 1243708.83 252482.776 13000 191.34%
MSC 3 8413.2 0 637799.4 0 10000 127.56%
Tableau 12: Prévisions janvier 2011
III.11.2 Dimensionnement des IMS_MGWs
Pour calculer le nombre des IMS_MGWs, nous considérons le volume de trafic véhiculé entre notre
réseau UMTS/EDGE (Paquet Circuit) vers le réseau RTC ou GSM (Circuit Switch) de l’operateur
hôte. Le volume du trafic:
𝑽𝑽𝑽𝑽𝑽𝒆𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕_𝒗𝒗𝒗𝒔 𝒈𝒈𝒈
�
𝒌𝒌𝒌𝒕
𝒔
� = 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝒄 𝑼𝑼𝑼𝑼_𝒄𝒄𝒄𝒄 + 𝑻𝑻𝑻𝑻𝑻𝒄 𝑬𝑬𝑬𝑬 𝒄𝒄𝒄𝒄
+ %𝒕𝒕𝒕𝒕𝒕𝒄 𝒗𝒗𝒗𝒗 𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎𝒎
Équation 24 : Calcul trafic externe vers GSM/RTC

Tandis que celui véhiculé du réseau GSM/RTC vers le réseau UMTS/EDGE et GSM, a savoir Acon
vde l’operateur distant (sachant que 1E1=32E0=32*64 Kbits=2048 Kbits)est toujours donnée
par l‘équation :
𝐴𝐴𝐴𝐴𝐴 �
𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑠
� = �𝑁 ∗
64
32
� ∗ 2048 = 𝑁 ∗ 4096
Équation 25 : Calcul conversion E1 en paquet
Ensuite nous déterminons en premier lieu le nombre de liens E1 nécessaire pour écouler
𝛼conv, puis le nombre de liens E1 sachant que 1E1=32E0=32*64 Kbits=2048 Kbits.
Le nombre des IMS-MGWs est donné par :
𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒𝐼𝐼𝑆_ 𝑀𝑀𝑊 𝑠
=
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑡𝑎𝑓𝑓𝑐 𝑣𝑣𝑣𝑠 𝐺𝐺𝐺
/𝑅𝑅𝑅
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶_𝐼𝐼𝐼_𝑀𝑀𝑀
Équation 26 : Calcul nombre IMS_MGW

III.11.3 Dimensionnement de MGCF
La charge de MGCF est estimée en nombre total des communications issues du réseau GSM
et interconnexion en mode circuit*. Dimensionner cet équipement, qui représente la couche
contrôle, revient à déterminer la capacité de traitement de son processeur, c’est à dire
déterminer le nombre des appels traités par seconde (CPS : call per second) ou par heure
(BHCA :Beasy Hour Call Attemps). Pour évaluer cette capacité, il faut calculer le nombre de
communications à véhiculer.
Équation 27 : Calcul de la capacité de traitement au niveau d'un MGCF
𝐶ℎ𝑎𝑎𝑎𝑒 𝑀𝑀𝑀𝑀 = �𝑁 𝐺𝐺𝐺,𝑐𝑐𝑐𝑐 + 𝑁 𝐸𝐸𝐸𝐸,𝑐𝑐𝑐𝑐� ∗ 𝑡𝑡𝑡𝑥 𝑎𝑎𝑎𝑒𝑒 𝑐𝑐𝑐𝑐
∗ %𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑐 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐
Équation 28 : Calcul charge au niveau d'un MGCF
Le nombre des MGCFs est donné par :
𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑀𝑀𝑀𝐹𝑠
=
𝑉𝑉𝑉𝑉𝑉𝑒 𝑑𝑒 𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑐_𝑈𝑈𝑈𝑈
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶_𝑀𝑀𝑀𝑀
Équation 29 : Calcul nombre MGCFs

III.11.4 Dimensionnement de MSC Server
Afin de déterminer le nombre de MSC Server, nous devons calculer la capacité de traitement
de son processeur, autrement dit le nombre total des communications issues d’un réseau GSM
ou RTC
𝐶ℎ𝑎𝑎𝑎𝑒_𝑚𝑚𝑚_𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 = �𝑁 𝑈𝑈𝑈𝑈,𝑐𝑐𝑐𝑐 + 𝑁 𝐸𝐸𝐸𝐸,𝑐𝑐𝑐𝑐� ∗ 𝑡𝑡𝑡𝑥 𝑎𝑎𝑎𝑒𝑒 𝑐𝑐𝑐𝑐
∗ %𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑐 𝑣𝑣𝑣𝑠 𝑚𝑚𝑚𝑚 𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑖𝑖
Équation 30 : Calcul charge au niveau d'un MSC serveur
III.11.5 Dimensionnement des Application-Server
Un serveur d’application fournit un environnement d’exécution pour des applications, il
accueille et exécute les services .Le dimensionnement d’un serveur d’application dépend du
nombre d’abonnés simultanément attachés et le taux d’appels qui correspond au nombre
d’appel par abonnées par seconde. Ainsi la capacité de traitement d’un serveur d’application
en (cps) est donnée par la formule
Équation 31 : Calcul de la capacité de traitement d’un AS
III.11.6 Dimensionnement des SGSNs
Le dimensionnement des SGSNs dépend du nombre d’abonnés simultanément attachés (SAU:
Simultaneously Attached User), du nombre de paquets par seconde (PPS : Packet Per
Second), la taille moyenne des paquets, etc.
Pour déterminer le nombre des SGSNs, nous allons nous baser sur le paramètre SAU et ceci
pour des raisons de simplification du dimensionnement. Une caractéristique importante que
nous risquons de négliger, puisque nous n’avons pas réalisé le dimensionnement du réseau
d’accès, c’est la capacité du SGSN en termes de RNC connecté. Après le calcul du nombre
des SGSNs requis, nous devons vérifier que la capacité de chaque SGSN en termes de RNC
n’a pas été dépassée. Dans telle situation, il faut prendre la valeur maximale entre le nombre
des SGSNs requis selon le paramètre SAU et le nombre selon le paramètre RNC. Nous
utilisons le mode paquet (pas le mode circuit) où tous les abonnés sont connectés. Le nombre
de SAU EDGE et celui de SAU UMTS sont donnés par :
𝑁𝑜𝑜𝑜𝑜𝑒 𝑆𝑆𝑆_𝐸𝐸𝐸𝐸 = 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎_𝐸𝐸𝐸𝐸 ∗ %𝑆𝑆𝑆_𝐸𝐸𝐸𝐸
Équation 323 : Calcul du nombre de SAU EDGE

𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑆𝑆𝑆_𝑈𝑈𝑈𝑈 = 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎_𝑈𝑈𝑈𝑈 ∗ %𝑆𝑆𝑆_𝑈𝑈𝑈𝑈
Équation 33: Calcul du nombre de SAU UMTS
L’étape dernière consiste à choisir une configuration matérielle des SGSNs de la part de
l’opérateur pour calculer le nombre des SGSNs :
𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑑𝑒_𝑆𝑆𝑆𝑁 𝑠
=
𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑆𝑆𝑆_𝐸𝐸𝐸𝐸 + 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑆𝑆𝑆_𝑈𝑈𝑈𝑈
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐼𝑇𝑇_𝑆𝑆𝑆𝑆
Équation 34 : Calcul nombre de SGSN
III.11.7 Dimensionnement des GGSNs
Le paramètre clé de dimensionnement des GGSNs est le contexte PDP. Le nombre de
contextes PDP est donné par le nombre de sessions générées par les abonnés (un abonné peut
générer plusieurs sessions). En effet, chaque session est caractérisée par un contexte PDP. De
plus, pour activer une session, un abonné doit être attaché au réseau paquet. Pour déterminer
le nombre de contextes PDP, nous opérons ainsi :
𝑁𝑁𝑁𝑏𝑟𝑒 𝑃𝑃𝑃_𝐸𝐸𝐸𝐸
= �𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑠 𝐸𝐸𝐸𝐸
�
∗ �𝑡𝑡𝑡𝑥 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑒 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑐𝑐𝑐𝑐
+ 𝑡𝑡𝑡𝑥 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑒 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖𝑖
+ 𝑡𝑡𝑡𝑥 𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑎𝑒 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠 𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠
�
Équation 335 : Calcul du nombre de PDP EDGE
𝑵𝑵𝑵𝑵𝑵𝒆 𝑷𝑷𝑷_𝑼𝑼𝑼𝑼 = �𝑵𝑵𝑵𝑵𝑵𝒆 𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒔 𝑼𝑼𝑼𝑼
�
∗ �𝒕𝒕𝒕𝒙 𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒆 𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔 𝒄𝒄𝒄𝒄
+ 𝒕𝒕𝒕𝒙 𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒆 𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔 𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊𝒊
+ 𝒕𝒕𝒕𝒙 𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂𝒆 𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔𝒔 𝒔𝒔𝒔𝒆𝒂𝒂𝒂𝒂𝒂
�
Équation 36 : Calcul du nombre de PDP UMTS / EDGE
𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑃𝑃𝑃_𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇 = 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑃𝑃𝑃_ 𝑈𝑈𝑈𝑈
+ 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑃𝑃𝑃_ 𝐸𝐸𝐸𝐸
Équation 37 : Calcul du nombre de PDP total
Par la suite, nous déterminons le nombre des GGSNs selon la capacité choisie par l’opérateur
𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝐺𝐺𝐺𝑁𝑠
=
𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑒 𝑃𝑃𝑃_𝑇𝑇𝑇𝑇𝑇
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶_𝐺𝐺𝐺𝐺
Équation 38 : Calcul du nombre de GGSN

III.11.8 Dimensionnement du CSCF
Tout le trafic de signalisation SIP issue ou vers le mobile passe à travers cet élément . Cette
entité assure donc le routage vers les services large bande ( BroadBand Service;BBS) , de plus
le CSCF supporte le trafic interne, défini comme étant le trafic paquet qui englobe les
communications UMTS/UMTS et EDGE/UMTS , c’est à dire trafic interne à l’IMS, donc
c’est un trafic supporté par les M-MGWs. Il supporte aussi le trafic externe destiné vers le
monde circuit
Figure 26 : Les trafics à travers le CSCF
Dimensionner les CSCF revient à déterminer la capacité de traitement de son processeur, ceci
dépend de divers paramètres dont certain sont déduit du modèle de trafic que nous le savons
détaillé dans le paragraphe précédent. Ainsi la formule ci-dessous détermine la capacité de
traitement du CSCF en (cps)
Equation 39 : Calcul dimensionnement au niveau CSCF

III.12 Optimisation du réseau de transport
Pour pouvoir dimensionner les artères du réseau de transport, nous suivons la même démarche
adoptée dans le cas du NGN Téléphonie, sauf que dans le cas de NGN multimédia, nous
avons deux types de trafic présents au niveau du réseau de transport :
 Le trafic interne écoulé entre les réseaux UMTS et EDGE ainsi que le trafic externe
vers les réseaux GSM et RTC : pour ces types de trafic le débit d’une communication
Bcommunication ne sera pas converti de mode TDM en mode IP puisque il en y est
déjà.
 Le trafic issu des réseaux GSM et RTC : la Bcommunication sera convertie de mode
TDM en mode IP en utilisant des codecs bien déterminés.
Nous nous intéressons dans cette partie à l’optimisation du réseau de transport en mode
paquet. En effet, le déploiement de services téléphoniques et l’offre de services interactifs en
temps réel de bout en bout dans un réseau à commutation de paquets IP, amènent à
s’interroger sur la possibilité de pouvoir offrir la même qualité de service (Quality of Service:
QoS) et le même délai de transmission bouche-oreille que sur le PSTN, les exigences de QoS
étant exprimées ici par le temps d’empaquetage, la gigue, le taux de perte de paquets. Garantir
cette qualité de service nécessitera une ingénierie de trafic rigoureuse et la fourniture de
capacité, c’est-à-dire l’attribution d’une bande passante suffisante dans le réseau pour
transporter le trafic prévu.
La nature des réseaux à commutation de paquets impose un contrôle d’admission
déconnexion. En effet, si le nombre d’appels actifs venait à dépasser le nombre maximal
déconnexions pour lequel le réseau est dimensionné, il s’ensuivrait une dégradation de la QoS
pour tous les appels actifs. Il en est tout autrement dans les réseaux à commutation de circuits
où un manque de ressources pour l’établissement de connexions supplémentaires se traduit
par un blocage et ne touche donc qu’un seul utilisateur du réseau.
La méthodologie que nous allons décrire s’applique au réseau IP, constitué d’un nombre
arbitraire de routeurs de cœur et de routeurs périphériques. Ce sera un réseau qui sera
constitué de deux boucles SDH (STM-16). Chaque routeur périphérique sera relié à une MG
qui peut prendra en charge un nombre connu d'appels NMG; le débit que nécessite un appel
de service i(conversationnel, interactif ou streaming) Bcommunication,i sera un paramètre à
donner par l’opérateur. Ce débit, exprimé initialement dans le contexte TDM, sera converti
dans le contexte IP en utilisant les codecs spécifiques.

Par exemple, si le débit d’une communication type voix en mode TDM est 64 Kbps alors nous
utilisons le codec G.711 pour le convertir en mode IP. Dans ce cas le temps d’échantillonnage
est 20 ms (50 paquets par seconde) et le débit en mode IP sera égal à : [7]
𝐵𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐 = �
64 ∗
1024 𝑏𝑏𝑏𝑏
50
8
+ 40 𝑏𝑏𝑏𝑏� ∗ 50 ∗ 8 = 79,625 𝑘𝑘𝑘𝑘
Équation 40 : Calcul de conversion débit communication TDM en IP
Supposons qu’un canal de trafic soit établi entre deux routeurs périphériques pour écouler le
trafic téléphonique entre les MG correspondantes. Soit Bcanal la capacité totale du canal
donnée par :
𝐵𝑐𝑎𝑛𝑛𝑛 = � 𝑁𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐,𝑖
𝑖
∗ 𝐵𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐,𝑖
Équation 41 : Calcul capacité total d'1 tunnel
Avec Ncanal,i le nombre de communications pouvant être écoulées simultanément sur ce
canal. Ce nombre doit satisfaire cette relation qui exprime la probabilité que le contrôle
d’admission refuse une demande de communication entre les deux passerelles considérées
parce que le canal achemine déjà Ncanal,i communication
Revoir le calcul du Gos
Avec Ai comme toujours le trafic total par service i (conversationnel, interactif ou streaming)
engendré par les usagers des réseaux d’accès RTC et GSM/GPRS. Si un canal de trafic
semblable est établi pour chaque paire possible de MG, on dispose d’un maillage complet de
canaux pour le transport du trafic téléphonique sur le réseau de base IP. Pour chaque liaison
du réseau cœur, la capacité totale à fournir se compose alors de la somme de toutes les bandes
passantes Bcanal de tous les canaux passant par cette liaison.
𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝐶𝑒𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑒 𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏𝑏_𝐼𝐼 �
𝑘𝑘𝑘𝑘
𝑠
� = 𝐶 𝑛
2
∗ 𝐵𝑐𝑐𝑐𝑐𝑐
Équation 42 : Calcul capacité backbone IP total
Avec n désigne le nombre total de routeurs périphériques dans le réseau de transport.

III 12 : Proposition d’une architecture suivant les scenarii de migrations retenus
MSC/VLR2
Dakar
MGW
M’BACKE
MSC/VLR3
Thies
HLR2/AUC
Downtown
HLR3/AUC
Almadies
MSS
Mc
MSC/VLR1
Downtown
BSC1
Mermoz
BSC13
Almadies
BSC4
DAKAR1
BSC3
Plateau
BSC14
Camberene
E-BSC2
Camberene
E-BSC5
Touba
BSC9
Boustane
BSC6
M’Backe
BSC12
Diourbel
BSC8
Saly
BSC7
Louga
BSC15
Thies
BSC11
Rufisque
BSC16
Saint Louis
(Broadcaster,RBT)
IN, USSD,
IVR, SMSC
BSC10
Ziguinchor
VMS
BSC17
Tamba
Signalling Traffic
Signalling and Voice traffic
3G SGSN
Gb
GGSN Gn
UTRAN
MT
TE
TE
MT
Lu
MGW
Commutateur de
circuits
De classe 3
(Sonatel et Sudatel)
Applications & services
CSCF *)
* ) ces elements appartiennent a la meme entite logique
MGCF
MRF
Gi
CSCF
Gi
Mr
R-SGW*)
Ms
reseaux de
signalisation
mobile
HSS*) Mh
Gc
Apllications et
services *
SCP
Cap
CSCF*)Cx
Mr
Gi
EIR
Lu
Multimedia IP
network
Mm
Gi
AGW
Nc
Gr
T-SGW*)
Mg
Commutateur de
circuits
De classe 4
(Sonatel et Sudatel)Mm
Gr
Cap
HSS*)
D et C
R-SGW*)
Mh
IP
Figure 28 : Exemple de mise en place des scenarii de migrations retenus

III. 13 Les procédures d’Intégration de système
Dans ce dernier chapitre nous allons présenter quelques procédures d’intégration entre les
différentes entités au sein du cœur du réseau, puis pour finir présenter l’architecture de
référence d’un réseau NGN Multimedia pour Tigo suivant les scenarii de migrations retenues.
III.13.1 Procédure d’intégration d’un MGW a un MSS via la Mc interface [12]
Il faut mentionner que les protocoles du plan de control sont au niveau du MSS dans un
premier temps, il faut activer les protocoles IP pour permettre SS7 d’établir un lien MSS et le
MGW, puis définir la structure de protocole dans le MSS pour le protocole de contrôle de
Ressource Megaco/H.248 nécessaire entre MMES et MGW et enfin créer les ressources TDM
nécessaires qui sont intégration entre MSS et MGW.
Dans un premier temps, il faut activer l’interface IP et ensuite :
• Créer l’interface SIGTRAN
• Créer l’interface GERAN qui existe déjà *
• Créer l’interface MEGACO/H.248 et protocole SIP
• Créer interconnexion TDMoIP et IP pour l’infrastructure supportant ce protocole
III.13.3 .Procédure d’Intégration d’un BSC a un MGW
Les procédures d’intégrations d’une BSC sont tout à fait pareilles dans une architecture
(solution Rel4 et Rel5 ), ci-dessous les actions à mener :
Créer des définitions de signaux entre BSC et MGW
Créer des définitions de chemin entre BSC et MGW
Créer des définitions de signaux au niveau de la MSS pour la BSC
Créer le chemin lié aux définitions des cellules dans au niveau de la MSS pour la BSC
Figure 29 : intégration MSS et MGW
(MGW utilise IWS1/NIWU qui sont des cartes qui fournissent les connections de base
ATM/SDH et SWU pour les connections TDM/TDMoIP ) [9]

CONCLUSION
Dans le cadre de ce projet de fin d’études, nous nous sommes intéressés à l’évolution des
réseaux mobiles GSM vers les réseaux de nouvelles génération plus exactement vers un
réseau de type NGN Multimédia pour ainsi en proposer des solutions concrètes de stratégies
de migrations des réseaux actuels , ensuite l’étude exhaustivité les différentes outils de
dimensionnement et enfin les différentes processus d’intégration sur certains entités du réseau
A l’issue de ce travail, nous voulons insister sur l’importance de ce concept : NGN
Multimédia. Les apports de ce concept sont clair à travers : la transformation de la topologie
du réseau avec réduction du nombre de liens entre commutateurs, une solution reposant sur le
déploiement des Media Gateway multimédia, Softswitch nécessitant moins d’équipements, et
moins de sites a travers l’UMTS sur la partie radio. Mais plus important encore, avec le
développement de nouveaux services, fourniture de services multimédias et des gains à
réaliser par l’opérateur.
A travers les résultats obtenus dans les trois scénarios de migration, nous recommandons
fortement le déploiement de ce concept. Au-delà de ce projet de fin d’études, un outil est
susceptible d’être réalisé:
 Pour la conception et la réalisation de dimensionnement avec validation de scénarios.
 Le dimensionnement de la signalisation pourra être inclus.
 Un algorithme d’optimisation plus performant pour le réseau de transport qui prendra
en compte tous les routeurs et les capacités exactes des liaisons inter-routeurs.
 L’enrichissement de la méthode de dimensionnement en spécifiant par exemple
d'autres paramètres non tenus en compte dans le processus de dimensionnement.
 La prise en compte d’autres réseaux d’accès.

WEBOGRAPHIE
[1]Presentation architecture IMS par Nokia Siemens IP Multimédia Subsystem (IMS) - Grow your
revenues with differentiated services
http://www.nokiasiemensnetworks.com/portfolio/products/converged-core/IMS visité Mai 2011
[2] Cabinet Acrome, ‘‘Etude technique, économique et réglementaire de l’évolution vers les réseaux
de nouvelle génération’’, ART, Septembre 2002 : http:// www.art-telecom.org/ngnsep02.pdf
[3] http://sanou-knowledge.blogspot.com/2008/07/larchitecture-ims.html visité Juin 2011
[4]IMS (IP Multimédia Subsystem) Stratégie :
http://www.strategiestm.com/spip.php?page=print&id_article=1020 visité Juillet 2011
[5] Simon ZNATY, Jean-Louis DAUPHIN, ‘‘IP Multimédia Subsystem : Principes et Architecture’’,
EFORT, 2005 : http://www.efort.com visité Mai 2011
[5] http://www.strategiestm.com/DT-30-L-architecture-IMS-IP.html
[6 ] Cabinet Ovum, ‘‘L'évolution du cœur de réseau des opérateurs fixes’’, ARCEP, Janvier 2006 :
http://www.arcep.fr/uploads/tx_gspublication/etd-ovum-ngn-0106.pdf visité Mai 2011
[7] Simon ZNATY, ‘‘Next Génération Network (NGN) dans les réseaux mobiles’’, EFORT, 2005 :
http://www.efort.com visité Aout 2011
[8] Rapport_etalement_spectre de Jullien Guellec et Alexandre Germonneau :
www.guellec.fr/.../rapports/rapport_etalement_spectre.pdf visité Septembre 2011

BIBLIOGRAPHIE
[9] Faltstrom, P. et M. Mealling, «The E.164 pour Uniform Resource Identifiers (URI) Dynamic
délégation Discovery System(DDDS) Demande (ENUM) ", RFC3761, avril 2004. Utilise par
Siemens :
http://www.anacom.pt/streaming/Peter_Kim.pdf?contentId=988631&field=ATTACHED_FILE
[10] 3 GPP Release 5 (Quality of Service Conception architecture ), Decembre 2002
[9] Sami Tabbane, ‘‘Ingénierie des réseaux cellulaires‘‘, HERMES Science Publications, Paris 2002.
[10] G. Van Hoey, S. Van den Bosch, P. de La Vallée Poussin, H. De Neve, G. Petit, ‘‘Le
dimensionnement des futurs réseaux de transport pour les applications téléphoniques en
temps réel’’, Revue des Télécommunications d’Alcatel, 2éme trimestre 2001.
[11]Siemens Documents référence CN3401EN30GLN01_PDF, CN3405 SCNROU,
PF1001EN02GLA00_PDF, PF1002EN02GLA00_0000_pdf(2), OS8216EN52GLA00_pdf
[12] Voir les détails du calcul de trafic sur la voix avec le rapport au sein de Tigo de Mr
Tidiane , Promotion Teleinfo 2008-2010 ,Employé a Tigo

For the voice:
(Traffic_Minutes@Busyhour x 60 x EBR) / (3600 x 1000) = xxx Mbit/s@BusyHour
Where EBR is the Equivalent Bit Rate for the service.
Bandwidth estimation for a connection using compressed speech can be calculated by
Activity Factor (AF) as follow
BW=AF×bitrate(Speech)+(1-AF)×bitrate(Silence)
Where
BW=Bandwidth on L2 Layer
AF=Percentage of Activity Factor-->(1-AF) =Percentage of Silence
Bitrate
On Ethernet Link Layer:

Bitrate=(payload Size + IP header + Ethernet Framing) × Tx Rate
On IP Backbone (MPLS) Link Layer:
Bitrate= (payload Size+ IP Header + L2 Overhead) × Tx Rate
Where
TX Rate= Transmission Rate/ Packetization
Ex: A Speech Call on NB with AF=60% and using AMR 12,2 mode consume a following
bandwidth (Ethernet + VLAN)
BW=(60*46.8kbps+(100-60)*4.6kbps)/100=29.9kbps
where
bitrate(Speech)= (35+40+42 bytes)* 50/s=46.8kbps
bitrate(Speech)= (9+40+42 bytes)* 6.25/s=4.6kbps
Now if occupied BW=46,8M then Virtual Channels = 46,8m/46.8=1000
For Calculating Erl we need number of channels and GOS- so very easy Carried Erlang is
obtained-->ErlangTraffic(N,GOS) where GOS=.001
Hi Guys,
very interesting topic,
I am trying to calculate Erlang from NB interface to see how much POI Erlang is transited.
but I got a bit confused please take a look
Codec= AMR, Frame=Ethernet, BSC and POI are TDM base and NB over IP-
12200*(20/1000) = 244 bits means--> 31 bytes ---
Ethernet =38, IP=20, UDP=8 , RTP=12 , NBUP=4 , VOICE=31 BYTES Total Bytes for
AMR=117--> 117*8*50=45.2kbps- Number of ephemeral channel = Occupied
BW/45.2kbps now if we consider the occupied BW is 90.4Mbps then number of ch=20k
my concern is this, how do I obtain Erlang from it?
Thanks in advance
voice codec = 8 kbps = 8000 bps
TTI per frame = 20 msec = 0.02 sec
duration of busy hour = 1 hour = 3600 sec
1. Based on Table Erlang B, Voice path options for 1 Erl with blocking 0.01%, N = 7 path
options

2. Data erlang =
(total number of frames transmitted * TTI per frame)/Duration of busy hour
1 Erl = (x * 0.02)/3600
x = total number of frames transmitted = 3600/0.02 = 180,000 frames
y = total number of kbps transmitted = 180,000 * 8 kbps = 1440 Mbps
Voice Paths are the number of voice channels available in the system.
If you look in the Technical Papers area of this site, you should get some tips regarding your
calculation.

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