PLANIFICATION DU SOUS-SYSTÈME RÉSEAU

Cours préparé par Ayoub SECK Ingénieur-Chercheur en Télécommunications

� 1ère partie : Planification du cœur de réseau(CS)

� 2ème partie: Dimensionnement des liens et des nœuds ducœur de réseau

Architecture d’un réseau GSM/GPRS(1/2)

Architecture d’un réseau GSM/GPRS(2/2)

� Un réseau GSM peut être divisé en 3 parties:� Le réseau d’accès radio

� Le cœur de réseau et

� Le Centre de Supervision

• Le cœur de réseau est divisé en 2 parties : • Le cœur de réseau est divisé en 2 parties : � Un domaine à commutation de paquets et

� Un domaine à commutation de circuits

Dans le cadre de ce cours nous nous intéresserons à la planificationdu cœur du réseau et plus précisément au domaine à commutationde circuits

1ère partie :Planification du cœur de réseau(CS)Planification du cœur de réseau(CS)

Qu’est ce que la planification?

�La planification réseau représente laréalisation d’un compromis entre la bonneperception que le client final d’unopérateur de télécommunications doitopérateur de télécommunications doitavoir et l’effort à déployer pour l’avoir

�Ainsi, plusieurs opérations doivent êtrefaites afin d’utiliser les ressources defaçon rentable.

Pourquoi planifier?

NetworkNetwork PlanningPlanningWhatWhat forfor??

Subscriber Satisfaction

Router

GGSNSGSN

BG

?Operator Benefits

Engineering of Solutions

La planification

Prévisions de la demande et des services

Besoins des clients

Commande, Installation et Commissioning

Configuration du réseau

Planification du réseau

Qu’est ce qu’on planifie?� Un modèle simple d’un réseau detélécommunication est montré dans leschéma ci-contre avec des

� Des nœuds:� Nœuds terminauxNœuds terminaux

� Nœuds centraux

� Des liens entre eux

• Un reseau d’accès qui connecte lemobile au reste du réseau

• Un réseau de circuits qui connecte lesnœuds du reseau entre eux

Qu’est ce qu’on planifie?� Les éléments concernés par la planification du domaine à

commutation de circuits sont� Le MSC/MSS

� Le MGW

� Le VLR� Le VLR

� Le HLR

� Le réseau intelligent

� Les TRAU

� Les services à valeurs ajoutées(selon les cas) ainsi que

� toutes les interfaces reliant ces noeuds

Processus de la planification

Planification globale

Planification réseau à moyen et long termesPlanification réseau à moyen et long termes

Planification réseau à court terme

Opération et maintenance

Processus de planification� La planification à long terme s’étend sur plusieurs

années.� L’objectif d’une telle planification n’est pas d’avoir

une exactitude dans les chiffres trouvés mais plutôtd’avoir une vision sur les changements futurs dud’avoir une vision sur les changements futurs duréseau.

� Ces changements résultent souvent de l’introductiond’une nouvelle technologie ou d’un nouveau service,ou d’un changement de la stratégie Marketing del’entreprise.

Processus de planification

�La planification à court terme s’étendsur des semaines(cas des promotions)ou des mois.

Ce type de planification représente des�Ce type de planification représente desdécoupages de la planification globaleafin de pouvoir implémenter leschangements dans le réseau de façongraduelle

Processus de planificationProcessus de planificationProcessus de planificationProcessus de planification

Networkimplementation

Network

Network planning(long term, strategic))

generic

� Network Resource Planning(„short term“...)

� Network deployment

� detailed network dimensioning

� Capacity allocation planning

� Conceptual Planning(„long term“...)

� Target network structure

� identify evolution strategies

� Technology selection

abstract modelNetworkoperation

planning(short term)

forecasts

genericalgorithms

Les étapes de la planificationLes étapes de la planificationLes étapes de la planificationLes étapes de la planification

Les étapes de la planificationLes étapes de la planificationLes étapes de la planificationLes étapes de la planification�Enregistrement des données du réseau:�Nombre d’abonnés

�Points d’interconnexion

�Prévision du trafic�Prévision du trafic

�Le taux de pénétration

�Production d’un modèle de trafic :�Trafic par abonné(merl/Sub)

�Mobilité des abonnés

�Utilisation des services dans le réseau(voix,données, SMS, fax, e-mail)

Les étapes de la planificationLes étapes de la planificationLes étapes de la planificationLes étapes de la planification

�Déterminer les éléments du réseau�L’heure la plus chargée�Fonctionnalité des éléments du �Fonctionnalité des éléments du

réseau�Nombre d’éléments du réseau

Les étapes de la planificationLes étapes de la planificationLes étapes de la planificationLes étapes de la planification� Définition des points d’interconnexion:

� Passerelle vers le réseau international

� Passerelle vers le réseau fixe national

� Passerelle vers les autres réseaux mobiles

• Définition de l’architecture du réseau

� Niveau1: BSC-MSC� Niveau1: BSC-MSC

� Niveau2:Gateway MSC et MSC de transit

• Calcul de la matrice de trafic

� Détermination du trafic de bout en bout

� Profil de trafic pour un service de trafic

Processus de la planification• Routage:

� Maillage complet

� Routage hiérarchique

• Dimensionnement du réseau :

� Canaux de trafic

� Canaux de signalisation� Canaux de signalisation

• Configuration des éléments du réseau :

• Coûts du réseau :

� Coûts des opérations

� Coûts des investissements

Prévisions

� La croissance d’un réseau est fonction de plusieursfacteurs:

• Le produit national brut

• La croissance économique des régions• La croissance économique des régions

• La concurrence entre les différents opérateurs

• L’introduction de nouvelles technologies

• La loi des prix dans les réseaux mobiles

• La configuration des équipements

Prévisions

�Une prévision de trafic n’est presque jamaisexacte mais essentielle à une planification sur lelong terme d’un réseau car autrement le réseaune peut être optimal.

La rapide croissance dans le marché conduit à�La rapide croissance dans le marché conduit àdes situations d’encombrement dans les réseauxet donc à des plaintes des clients si unredimensionnement n’est pas fait à temps.

�Enfin il faut distinguer les croissances linéaires etcelles spontanées

Prévisions

�Les données du réseau sur deux annéessuccessives sont des prérequis au travail deplanning.

�Elles permettent d’estimer le nombre�Elles permettent d’estimer le nombred’abonnées en utilisant la marge de croissance.

�Remarque: La marge de croissance diminuelorsque le réseau atteint sa limite de saturation

Exemple

Architecture du réseau

� L’architecture doit dans tous les cas être très claire et assez simplede sorte à faciliter le monitoring, la maintenance et les opérationsdans le réseau.

� Pour se faire, il faut créer des maillages locaux et utiliser un routagedynamique et optimisé.dynamique et optimisé.

� La topologie du réseau devant satisfaire à un minimum dedisponibilité requis, l’introduction d’un MSC par exemple doitpouvoir se faire rapidement et sans devoir agir sur les autres nœudsdu réseau.

Architecture du réseau

� La conception du réseau doit aussi garantir untrès grand niveau de disponibilité pour tous lesservices du réseau et fournir une structure assezrobuste pouvant agir en cas de défaillances desrobuste pouvant agir en cas de défaillances destrunk groups ou d’un élément du réseau.

� Finalement, le réseau doit être conçu pourutiliser de façon optimale tous les éléments duréseau

Architecture du réseau

� Au début de la planification, la localisation deséléments du réseau est choisie ainsi que lespossibles chemins entre ces nœuds de réseau.

� Les opérateurs choisissent toujours en premier� Les opérateurs choisissent toujours en premierles zones à forte concentration humaine, les zonesindustrielles, les grandes routes…

� Et selon l’organe de régulation du pays il fautavoir une couverture totale ou partielle des zoneshabitées

Architecture du réseau

�Le maillage des nœuds dépend de la densité dutrafic et des distances entre eux.

�Un maillage complet est toujours possiblepour les petits réseaux, par exemple, 4 MSCs.pour les petits réseaux, par exemple, 4 MSCs.

�Dès que le nombre de MSCs dépasse 5,l’introduction d’un niveau de transit estrecommandé parce que le maillage completdevient économiquement non rentable

Exemple

La matrice de trafic

�Cette matrice établit en termes de trafic,les relations existant entre tous les noeudsdu réseau. Le but recherché dans le calculd’une matrice de trafic est de déterminerd’une matrice de trafic est de déterminerpour chaque élément du Core (MSC, BSC,VMS…), la portion de son trafic total quireste interne et celle qui est routée vers lesautres éléments du réseau

La matrice de trafic

�Au bout du calcul, il devra être possible deconnaitre la part du trafic de la BSCa qui partsur la BSCb par exemple. C’est un tableau debord pour les réseaux de télécommunications.

Pour un nouveau réseau, la distribution du�Pour un nouveau réseau, la distribution dutrafic ne peut être exactement trouvée, il fautdonc se baser sur l’expérience et ladistribution des de trafic dans les réseauxvoisins.

La matrice de trafic�La matrice de trafic décrit les relations

entre les différentes sources etdestinataires du trafic et donc fournit lesinputs pour le dimensionnement duréseau.réseau.

�On considère les parties BSS et PSTNcomme ces sources et destinataires bienqu’une autre partie du trafic va vers laboite vocale ou les autres services.

Détermination d’une matrice de trafic BSS

Section d’une matrice de traficSection d’une matrice de traficSection d’une matrice de traficSection d’une matrice de traficImpossible d'afficher l'image. Votre ordinateur manque peut-être de mémoire pour ouvrir l'image ou l'image est endommagée. Redémarrez l'ordinateur, puis ouvrez à nouveau le fichier. Si le x rouge est toujours affiché, vous devrez peut-être supprimer l'image avant de la réinsérer.

ModélisationModélisationModélisationModélisation

Routage & PasserelleRoutage & PasserelleRoutage & PasserelleRoutage & Passerelle�Les passerelles (Gateway MSC) sont

généralement utilisées pour la connexion versle PSTN, les autres opérateurs et pourl’international.l’international.

�Les options de routage de l’opérateurdépendent en partie de l’organe de régulation(surtout pour l’international) et des accordsd’interconnexion signés

Routage du trafic

Modèle de trafic�Pour faire les calculs, l’on a besoin des

paramètres réseau spécifiques aucomportement des abonnés. Ces paramètresconstituent le modèle de traficconstituent le modèle de trafic

�Les valeurs doivent être prises à l’heure laplus chargée du réseau (busy hour).

�La busy hour est un intervalle de temps de 60où est enregistré le maximum de trafic dans leréseau

Modèle de trafic

1500

2000

2500

Volume de trafic par heure

0

500

1000

1500

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

trafic[erl]

Exemple de modèle de trafic

Modèle de trafic

2èmepartie :Dimensionnement du cœur de réseau(CS)Dimensionnement du cœur de réseau(CS)

Dimensionnement de l’interface ADimensionnement de l’interface ADimensionnement de l’interface ADimensionnement de l’interface A� L’interface A est l’interface entre le MSC et les TRAUs

� Son dimensionnement se fait en utilisant la formule d’Erlang B

� Formule d’Erlang B

Avec

B: Probabilité de blocageB: Probabilité de blocage

A: Trafic offert

N: Nombre de canaux

Dimensionnement de l’interface ADimensionnement de l’interface ADimensionnement de l’interface ADimensionnement de l’interface A� La formule d’erlang donne le nombre de time slots N

� Nombre de PCMA=N/30

� Et Nombre de TRAUS= Nombre de PCMA/4

Dimensionnement des liens de signalisation

� Il s’agit ici de la signalisation SS7

� Les paramètres suivants doivent être déterminés:� Le traffic sur l’interface A

� Le Mean Holding time

� Le nombre de messages par appel

� Le Nombre d’octets par message

� La charge optimale d’un lien de signalisation

� Dans la pratique, l’ approximation suivante est utilisée� 1 lien de signalisation pour 120 à 240 canaux de trafic

Exemple� Traffic value for TCH's = 720 Erl

� Load per traffic channel = 0.8 Erl / TCH

� Number of traffic channels = 900 TCH

� Mean holding time (tm) = 80 secondes

Messages per call = 30 MSU� Messages per call = 30 MSU

� Bytes per message = 40 bytes / MSU

� Load per sig. link = 0.2 Erl / sig. link

Dimensionnement des liens MSCDimensionnement des liens MSCDimensionnement des liens MSCDimensionnement des liens MSC----SMSCSMSCSMSCSMSC

Calcul du nombre de SMS par lien

�Taux d’utilisation d’un lien de signalisation = 0.2

�Capacité d’un lien de signalisation = 64kbit/sec

�Taille maximale d’un message = 150octets+90octets=240octets150octets+90octets=240octets

�Ainsi, le nombre de messages transférable par heure est de 24000

Boîte VocaleBoîte VocaleBoîte VocaleBoîte Vocale

Dimensionnement des liens MSC-VMSC

� Temps moyen de dépôt de message

� Temps moyen récupération de message

� Pourcentage d’appels transférés à la boite vocale

� Pourcentage d’abonnés ayant accès à la boite vocale

Distribution de trafic : MTC = 50 %, MMC = 20%� Distribution de trafic : MTC = 50 %, MMC = 20%

� Nombre d’abonnés

� BHCA par abonné

Exemple

� Temps moyen de dépôt de message: 20 sec.

� Temps moyen récupération de message: 25 sec.

� Pourcentage d’appels transférés à la boite vocale:20%� Pourcentage d’appels transférés à la boite vocale:20%

� Pourcentage d’abonnés accédant à la boite vocale :80%

Dimensionnement des liens interDimensionnement des liens interDimensionnement des liens interDimensionnement des liens inter----MSCMSCMSCMSC

Dimensionnement des liens MSCDimensionnement des liens MSCDimensionnement des liens MSCDimensionnement des liens MSC----HLRHLRHLRHLR

Dimensionnement des liens MSCDimensionnement des liens MSCDimensionnement des liens MSCDimensionnement des liens MSC----HLRHLRHLRHLR