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UMTS & WAN




Olivier ALLOVON
Dimitri FOSSIER
Florent GRATTA
Plan
Un bref historique
L’UMTS
Le réseau de cœur
Interopérabilité des réseaux
Vers la 4G…
Conclusion
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Introduits dans la fin des années 70, début 80
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    (interfaçage avec RNIS et RTC)
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GPRS
GPRS : General Packet Radio Service
 Mobile 2G+ (ou 2.5G)
 Intermédiaire entre le GSM et l’UMTS

 Fondé sur l’interface radio du GSM, diffère par son
  réseau de cœur (commutation de paquets)
 Optimisé pour du transfert de données

   nouveaux services
 Lancement en France en 2002 (Orange)

 La QoS ne peut pas être assurée
L’UMTS
UMTS : Universal Mobile Telecommunication
System.
Promu par l’UIT (normalisation mondiale
programme IMT2000)
3GPP en charge de la normalisation
(Danemark, 3rd Generation Partnership
Project, Déc. 1998)
    Réseau de 3° génération (3G)
Intégrer et promouvoir les systèmes existants
(GSM/GPRS), avec une nouvelle interface
radio : l’UTRA
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QoS
Comparaison (théorique)

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Umts et wan

  • 1. UMTS & WAN Olivier ALLOVON Dimitri FOSSIER Florent GRATTA
  • 2. Plan Un bref historique L’UMTS Le réseau de cœur Interopérabilité des réseaux Vers la 4G… Conclusion
  • 3. Les premiers mobiles… Introduits dans la fin des années 70, début 80 Services fournis : réseau analogique et mobilité limitée Appelé 1G pour première génération Le plus développé dans les pays scandinaves Problèmes :  Incompatibilité  Capacité limitée
  • 4. GSM GSM : Global System for Mobile communications  Début de développement en 1982  Premier réseau en 1991, en Finlande  Système numérique, depuis 1995 en France/Europe  Mobile 2G (Deuxième génération)  Réseau cœur basé sur la commutation de circuits (interfaçage avec RNIS et RTC)  Près de 40 millions de portables en France (juillet 2003)
  • 5. GPRS GPRS : General Packet Radio Service  Mobile 2G+ (ou 2.5G)  Intermédiaire entre le GSM et l’UMTS  Fondé sur l’interface radio du GSM, diffère par son réseau de cœur (commutation de paquets)  Optimisé pour du transfert de données  nouveaux services  Lancement en France en 2002 (Orange)  La QoS ne peut pas être assurée
  • 6. L’UMTS UMTS : Universal Mobile Telecommunication System. Promu par l’UIT (normalisation mondiale programme IMT2000) 3GPP en charge de la normalisation (Danemark, 3rd Generation Partnership Project, Déc. 1998)  Réseau de 3° génération (3G) Intégrer et promouvoir les systèmes existants (GSM/GPRS), avec une nouvelle interface radio : l’UTRA
  • 7. L’UMTS : les objectifs Principal objectif : harmoniser les techniques de communications mobiles au niveau mondial. Nouvelle technologie d’accès radio pour des débits plus importants et une densité supérieure d’abonnés Convergence des réseaux fixes & mobiles, public & privés Architecture souple permettant aux opérateurs d’offrir des nouveaux services  Le réseau ne doit pas être une limite pour les services proposés
  • 8. L’UMTS : quelques services Téléphonie Email, Fax SMS, MMS Services multimédias :  Web  Clipsvidéos  Vidéoconférence QoS
  • 9. Comparaison (théorique) GSM/GPRS/UMTS Systèmes GSM GPRS UMTS Débit 9.6 kb/s 120 kb/s 2 Mb/s Email (10ko) 8 s. 0.8 s. 0.004 s Fichier (40 ko) 33 s. 3 s. 0.2 s Photo (100 ko) 83 s. 7 s. 0.4 s. Clip vidéo (4 Mo) 48 min. 4 min. 14 s.
  • 10. L’UMTS : Les zones Source : Forum UMTS
  • 11. Zone 1 : Intérieur Zone composée de pico-cellules Source : Forum UMTS Portée de l’ordre de ~ 10 m. 10 utilisateurs max., à 10km/h Débit ~ 2Mbits/s max
  • 12. Zone 2 : Urbaine Zone composée de micro-cellules pour les « points chauds »  aéroports, gares Portée de plusieurs centaines de m. 256 utilisateurs max., à 120km/h Débit ~ 384 kbits/s max
  • 13. Zone 3 : Rurale Appelée aussi zone « suburbaine » Source : Forum UMTS Zone composée de macro-cellules Rayon de portée de plusieurs km. 512 utilisateurs max., à 500 km/h Débit ~ 144 kbits/s max
  • 14. Zone 4 : Globale Couvre les zones à faible densité de population Source : Forum UMTS Débit ~ 144 kbits/s max Mobilité : 1000km/h Grande couverture  service universel Infrastructure satellitaire Uniquement au stade de prévision
  • 15. L’UMTS : quelques dates par le 3GPP (1998) Première normalisation : 1999 Fonctionnement en releases Intégration, déploiement : 2000/2001 Mise en service définie pour fin 2002… pas encore en service en France.
  • 16. UMTS : les releases Vision européenne de l’UMTS R99 de mars 2000 R4 de mars 2001 R5 de mars/juin 2002 R6 prévue pour décembre 2003  Evolution de l’architecture réseau
  • 17. Le réseau de départ (R99)
  • 19. Vers le « all IP » (R6)
  • 20. Le core network Le réseau de cœur dans les releases récentes implémente différents protocoles  ATM  ATM-SVC (Transport)  Internet Telecom  IP Mobile
  • 21. ATM (1) UMTS «1° version» Choisi pour ses possibilités en terme de QoS Commutation de cellule de taille fixe.  Taillelimitée utile pour la téléphonie (parole : 1 octet toute les 125 µs) Utilisation de la signalisation pour réserver les ressources
  • 22. ATM : QoS (2) 5 Classes de services définies :  CBR (constant bit rate) : BP fixe (voix, vidéo temps réelle)  VBR (variable bit rate) : Intensité de trafic variable dans le temps, contraintes temporelles fortes (parole, vidéo compressée)  ABR (available bit rate) : BP restante avec un débit minimum  GFR (guaranted frame rate) : ABR simplifié  UBR (unspecified bit rate) : best effort
  • 23. ATM-SVC Grande flexibilité exigée pour les différentes fonctions dans l’UMTS (Contrôle de Session, de QoS,…) Commutation en mode non connecté :  Pas de négociation  Pas de contrôle de QoS (dépend du réseau) Commutation en mode connecté :  Négociation usager  réseau  Scrutation de l’état du trafic, et empêche l’accès pendant la transmission de données si besoin
  • 24. Internet Telecom Principe : avoir une QoS. Utilisation du protocole RSVP :  Avertir les nœuds de la QoS à appliquer
  • 25. Internet Telecom COPS UMTS «2° version»  L’utilisateur fait une demande de ressources auprès d’un serveur central qui se charge de la gestion de la QoS sur le réseau.
  • 26. IP Mobile Objectif : remplacer les techniques de gestion de mobilité du GSM/GPRS. Permettrait aux opérateurs d’utiliser IP à grande échelle :  Réduire les coûts de déploiement  Faciliter la maintenance des réseaux Problèmes  Sécurité  Micromobilité : Changement d’adresse long et risques de perte de paquets  Radio : erreurs reconnues comme problèmes de congestions par la couche TCP…
  • 27. Atouts IPv6 Grand nombre d’adresses disponibles Meilleure gestion de la mobilité Sécurité intégrées QoS
  • 28. Interopérabilité avec les réseaux WLAN Utiliser le réseau WLAN par substitution au réseau de cœur UMTS UMTS : WLAN : Mobilité Prix Accessibilité BP Largement utilisé  Utiliser les avantages du WLAN pour l’UMTS
  • 29. WLAN WLAN : Wireless Local Area Network Réseau Hertzien, complément à un réseau Ethernet (802.11b, HiperLAN)  Périmètre d’un réseau local défini permettant aux terminaux situés sur la zone de couverture de s’y connecter.  WLAN ≠ Technologie sans-fil employée
  • 30. Le projet EVOLUTE sEamless multimedia serVices Over alL IP-based infrastrUcTurEs. Concevoir, spécifier une infrastructure réseau basée sur IP qui offre des services multimédias aux utilisateurs accédant au réseau via différentes technologies wireless.
  • 32. UMTS/WLAN : combat ou complémentarité ?? Coût WLAN et des communications réduit. Débit plus intéressant avec les WLANs Portée limitée du WiFi par rapport à l’UMTS
  • 33. Comparaison UMTS/802.11b UMTS 802.11b Débit max 2Mbits/s 11Mbits/s Fréquences 1,9-2,2GHz 2,4GHz Couverture Europe limitée Nb utilisateurs 256 max 200/AP max Coût des com. Oui Non Qualité réseau Oui Non Licence Oui Non
  • 34. Vers la 4G Prévue pour 2010… Basée sur l’ITS : Intelligent Transportation System  Associer différentes technologies en un même ensemble. Applications : Vidéo à le demande, Télé,… VHE : retrouver son environnement de travail personnel partout dans le monde.
  • 36. Conclusion Lancement UMTS fin du premier semestre 2004 en France. Regain d’intérêt des opérateurs actuellement dans la téléphonie mobile : équipement en matériel en hausse Volonté de rendre le réseau cœur UMTS tout IP Complémentarité avec WLAN Norme 802.16 à surveiller