Le document présente l'évolution des technologies de communication mobile depuis la première génération (1G) jusqu'à l'UMTS (3G), en incluant le GSM et le GPRS. L'UMTS vise à harmoniser les techniques de communication, offrant des débits plus élevés et de nouveaux services multimédias, tout en intégrant des réseaux fixes et mobiles. Le lancement commercial de l'UMTS en France est prévu pour 2004, avec des perspectives d'évolution vers la 4G.

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)

18. Un réseau intermédiaire
(R5)

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.

31. Le projet EVOLUTE

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.

35. Vers la 4G

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

37. UMTS et WAN