Upload
lycong
View
218
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Pierre PARREND 1 Télécoms - Octobre 2004
Télécoms
Sciences-U
Introduction : Types de réseauxArchitecture des réseaux
Accès aux réseauxRéseaux industriels
QoS
Pierre PARREND 2 Télécoms - Octobre 2004
Question
● Pour vous, que sont les Télécoms ?
Pierre PARREND 3 Télécoms - Octobre 2004
Sommaire
● Introduction : Types de réseaux Réseaux de distribution de données Réseaux de communication LAN, MAN, WAN Eléments des réseaux Normalisation
Pierre PARREND 4 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de distributionde données
La télévision, la radio Principes Codage de l'information Qualité de Service
Pierre PARREND 5 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de distributionde données
La télévision, la radio Diffusion point à multipoint Possibilité de décrochages locaux
Pierre PARREND 6 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de distributionde données
La télévision, la radio Transmission émetteur central -> émetteurs lo-
caux point à point (transmission) réseaux filaires avec QoS forte, ou hertzien point à point Vers un émetteur local, ou satellite
Transmission émetteur local -> particuliers Multipoint (diffusion) Antenne rateau
Transmission satellite -> particulier Multipoint (diffusion) Antenne parabolique
Cable, ADSL etc...
Pierre PARREND 7 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de distributionde données
Le codage de l'information Fréquence du signal : Hz Codage séparé de l'image et du son Transmission filaire, optique, hertzienne Codage hardware (DSP)
Pierre PARREND 8 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de distributionde données
Le codage de l'information
Pierre PARREND 9 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de distributionde données
Le codage de l'information Aquisition Codage de source Multiplexage Codage de canal Transport Décodage de canal – correction Démultiplexage Décodage de source Affichage
Pierre PARREND 10 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de distributionde données
La Qualité de Service (QoS) Satisfaction de l'utilisateur Subjective Tests par des utilisateurs
Notation absolue Notation par rapport au signal initial
Pierre PARREND 11 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de distributionde données
La Qualité de Service (QoS) Limitation des erreurs de transmission Quantifiable ?
Définition de paramètres Avec ou sans référence au signal initial
Pb du codage, ex. : JPEG, effets de bloc Pas visible au niveau radio-fréquence Perceptible uniquement chez l'utilisateur Non visible par l'opérateur
Pierre PARREND 12 Télécoms - Octobre 2004
Sommaire
● Introduction : Types de réseaux Réseaux de distribution de données Réseaux de communication LAN, MAN, WAN Eléments des réseaux Normalisation
Pierre PARREND 13 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de Communication
Téléphonie Internet Grand Public Réseaux d'entreprise Réseaux de portables
Pierre PARREND 14 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie 1 G 2 G - GSM Evolution du GSM 2,5 G 3 G Et après...
Pierre PARREND 15 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie
Pierre PARREND 16 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 1 G Première génération de téléphones mobiles Fréquence : 450 ou 900 Mhz Analogique, avec modulation de fréquence
Pierre PARREND 17 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 1 G Systèmes sans fils (70's)
CT0 – Cordless Telephone (USA, UK) Performances médiocres populaire CT1 – Europe Améliorations Succès encore faible Vers le numérique
Pierre PARREND 18 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 1 G Réseaux cellulaires
Mobilité des terminaux AMPS (Advanced Mobile Phone System), USA (fin 70's) NMT (Nordic Mobile Phone), Scandinavie (1981) TACS (Total Access Communication System), UK Radiocom 2000, france (1985)
Cellule : zone couverte par une antenne
Pierre PARREND 19 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G Pourquoi ?
Qualité de l'analogique insuffisante Croissance du nombre d'usagers Nécessité du numérique
Pierre PARREND 20 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G 1991 : American Digital Cellular (ADC) 1991 : Global System for Mobile Communication (GSM)
1992 : Digital Cellular System (DCS) 1800
1994 : Personal Digital Cellular (PDC) 1995 : PCS 1900—Canada
1996 : PCS—United States
Pierre PARREND 21 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G - GSM 1982 : fondation du groupe de travail GSM
1986 : tests de terrain
1987 : choix de TDMA
1988 : 'memorandum of understanding'
1989 : validation du système
1990 : opérationel
1991 : lancement commercial
1992 : couverture des aéroports et villes
1993 : couverture des routes
1995 : couverture rurale
Pierre PARREND 22 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G - GSM
Pierre PARREND 23 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G – GSM Station mobile BSS - système de stations de base SS - système de commutation OSS - système d'opération et de support
Pierre PARREND 24 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G – GSM Station mobile
Terminal (matériel) Carte SIM (Subscriber Identity Module – Utilisateur)
BSS Antenne BTS – Système de Transmission de Base BSC – Contôleurs de Stations de Base
OSS OMC - Operation and Maintenance Center (monitorisation)
Pierre PARREND 25 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G – GSM SS – Système de commutation
MSC – Mobile Service Switching Center (commutation des conversations)
GMSC – Gateway MSC (vers d'autres réseaux) VLR – Visitor Location Register (utilisateurs présents sur le
réseau) HLR – Home Location Register (utilisateurs inscrits sur ce
réseau – ex : SFR) EIR : Equipement Identity Register (base de donnée de ter-
minaux) AUC – Autentication Center (vérification de l'identité des utilsa-
teurs)
Pierre PARREND 26 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G – GSM Et géographiquement ?
Pierre PARREND 27 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G – GSM Et géographiquement ?
Pierre PARREND 28 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G – GSM Et géographiquement ?
Exemple des Etats-Unis :
Pierre PARREND 29 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G – Quelques notions Bande passante : largeur de la bande de fréquence
disponible pour un canal Fréquence : nombre de cycle par seconde (en Herz) Megahertz (Mhz) : 1,000,000 hertz
Duplex : possibilité de communiquer à la fois du terminal vers la station de base et de la station de base vers le terminal
Lien montant (uplink) : du terminal vers la station de base Lien descendant (downlink): de la station de base vers le
terminal
Pierre PARREND 30 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2 G – GSM La norme indique les spécifications physiques et les interfaces Les matériels des différents constructeurs sont compatibles
Spécifications Bande de fréquence : de 1850 à 1990 Mhz Distance de duplex : 80 mHz (espace entre le lien montant et
le lien descendant) Séparation de canal : 200 kHz (espace entre deux canaux ad-
jacents) Modulation : GMSK (Gaussian minimum shift keying) Taux de transmission : 270 kbps Acces : TDMA (Time Division Multiple Access) Codeur de parole : LPC (linear predictive coding)
Pierre PARREND 31 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : Evolution du GSM - 2 G Quelques notions Commutation de circuits : fait de réserver les
ressources dans un réseau, afin de garantir un flux de données (type voix)
Commutation de paquets : fait de transmettre in-dépendamment sur le réseau les données segmentées en paquets, et de les reconstituer au niveau du recep-teur
Pierre PARREND 32 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : Evolution du GSM - 2 G Quelques notions TDMA : découpage du canal de transmission par
fenêtres temporelles FDMA : découpage du canal de transmission par
fenêtre de fréquence Burst : transmission ponctuelle d'un flot important de
données
Pierre PARREND 33 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : Evolution du GSM - 2 G GSM est un un stantard vivant Value Added Services (VAS)
SMS Messagerie vocale
Intelligent Network (IN) Personnalisation (services pré-payés, sonneries à télécharger)
Phase 2 (1995) 9,6 kbps
Pierre PARREND 34 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : Evolution du GSM - 2,5 G Phase 2+ (1996-2000)
HSCSD (Commutation de circuit, données à haut débit, 50 kbps), 1999
GPRS (General Packet Radio Service) Commutation de packet Coeur de réseau parrallèle à la commutation de circuit
EDGE Adaptation de l'interface Air au transfert de données Max théorique 384 kbps
Pierre PARREND 35 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : Evolution du GSM - 2,5 G WCDMA
Wideband Coded Division Multiple Access Abandon des accès TDMA et FDMA mx. théorique 2Mbps Utilisé dans l'UMTS Concurrent direct de la 3G
Pierre PARREND 36 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2,5 G - GPRS
Pierre PARREND 37 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2,5 G - GPRS Principe identiques au GSM Noeuds différents
SGSN : Serving GPRS Support Node GGSN : Gateway GPRS Support Node
Applications Voix Données (connections longues, burst de données)
SMS, MMS Web, WAP
Pierre PARREND 38 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2,5 G - GPRS Stations mobiles
Classe A : connections en mode paquets et circuits simultannées
Classe B : Connections en mode paquet ou circuit Attaché simultannément aux réseaux GSM et GPRS
Classe C : Attaché à l'un des réseaux GSM et GPRS
Pierre PARREND 39 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2,5 G – EDGE Architecture de réseau
Pierre PARREND 40 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 2,5 G – EDGE Modulation
Pierre PARREND 41 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – IMT-2000 Designation des système 3G
Utilisables partout dans le monde Utilisables pour toutes les applications mobiles PS (Packet Switch) et CS (Circuit Switch) Haut débit (jusqu'à 2 Mbps) Grande efficacité de spectre
Pierre PARREND 42 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS Quelques notions
Roaming : passage d'un réseau (d'opérateur, national, etc..) à un autre
Pile protocolaire : ensemble des couches de réseau mis en oeuvre dans un système
Pierre PARREND 43 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS Successeur prévu du GSM Applications mobiles et Internet 2 Mbps prévus Roaming universel W-CDMA
Pierre PARREND 44 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS Architecture :
Pierre PARREND 45 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS Architecture :
UTRAN (Segment d'accès) coexistant avec les stations de base GSM
Réseau de commutation de circuit coexistant avec un réseau de commutation de paquet
Pierre PARREND 46 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS W-CDMA :
principe
Pierre PARREND 47 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS W-CDMA
Occupation de l'espace de fréquence
Pierre PARREND 48 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS W-CDMA
Multiplexage en temps, fréquence, code
Pierre PARREND 49 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS W-CDMA : avantages
Peu sensible au bruit, donc signal meilleur Plusieurs signaux possibles sur le même canal de fréquence,
donc plus d'utilisateurs Codage inclu dans le protocole de transmission Non possible à décoder, donc sûr Applications militaires
Pierre PARREND 50 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS UTRAN
Pierre PARREND 51 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS UTRAN
Node B : plusieurs Noeuds B peuvent recevoir le signal d'un même mobile. Ce signal est traité dans le RNC
RNC : Radio Network Controller RNS : Radio Networking System, contrôlé par un RNC Interface Lu, Lub, Lur, basées sur ATM
Pierre PARREND 52 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS UTRAN - RNC
Pierre PARREND 53 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS UTRAN : pile protocolaire
Pierre PARREND 54 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : 3 G – UMTS UTRAN
Pierre PARREND 55 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Téléphonie : après la 3 G 3,5G, 4G Le potentiel de la 3G reste à explorer Évolutions :
Techniques de modulation Autre spectre de fréquence Emploi de IP Interopérabilité avec les LANs sans fil (WiFi) ...
Pierre PARREND 56 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de Communication
Téléphonie Internet Grand Public Réseaux d'entreprise Réseaux de portables
Pierre PARREND 57 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public Modems et PPP ADSL Liaison Satellite Courants porteurs PAN (Pesonal Area Network)
Pierre PARREND 58 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : Quelques notions RTC : Réseau téléphonique commuté
Download : téléchargement Upload : émission de données vers le réseau POTS : Plain Old Telephone Service
Pierre PARREND 59 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : Quelques notions Modèle OSI
Pierre PARREND 60 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public Le principe
Pierre PARREND 61 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : Modems Couche physique
V32, V34 35 kbps Modulation QAM (modulation d'amplitude en quadrature)
V90 56 kbps Modulation PCM (Pulse coded modulation)
Pierre PARREND 62 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : Modems Couche liaison de données
Protocole PPP (Point to Point Protocole) Entre deux machines reliées directement Pas de routage Couche OSI liaison de données
PPP LCP (Link Control Protocol)
Pierre PARREND 63 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : Modems PPTP (Point to Point Tunneling Protocole)
VPN de Windows 9X
Pierre PARREND 64 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public Modems et PPP ADSL Liaison Satellite Courants porteurs PAN (Pesonal Area Network)
Pierre PARREND 65 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL Couche physique
Digital Subscriber Line = ligne numérique d'abonné Téléphonie classique et Internet haut débit sur
la même ligne Technologie symétrique ou asymétrique
Pierre PARREND 66 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL Utilisation des cablages existants
Nouveau cablage coûteux Existant d'un réseau desservant presque 100% de la popula-
tion : le RTC
Structure d'un cable
Pierre PARREND 67 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL Solutions symétriques
HDSL (High bit rate DSL) 1990 Connexion permanente possible Plusieurs paires torsadées Pas de standardisation aboutie Pas de connexion téléphonique simultanée
Pierre PARREND 68 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL Solutions symétriques
SDSL (Single pair DSL) Doit être remplacé par HDSL2
128 128 7256 256 6.5384 384 4.5768 768 4
1024 1024 3.52048 2048 3
Downstream : [Kbit/s]
Upstream : [Kbit/s]
Distance : [km]
Pierre PARREND 69 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL Solutions asymétriques
Utilisation : en download surtout Diaphonie (bruits) dans les communications en upload D'où réduction du débit en lien montant ADSL
1995 Développé pour la télévision Seule technologie capable de transporter MPEG1/2 Compatibilité TCP/IP, ATM, X.25
Pierre PARREND 70 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL ADSL
Trois canaux Téléphone analogique ou numérique (RNIS) Canal montant (800 kbps max) Canal descendant (8192 kpbs max)
Pierre PARREND 71 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL ADSL
Architecture DSLAM, modulation Splitter, partage du canal avec la téléphonie Modem pour la démodulation
Pierre PARREND 72 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL ADSL
Architecture avec téléphonie numérique NT, pour traiter les informations numériques
Pierre PARREND 73 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL ADSL
Vitesse de transmission
2048 160 0.4 3.62048 160 0.5 4.94096 384 0.4 3.34096 384 0.5 4.36144 640 0.4 36144 640 0.5 48192 800 0.4 2.48192 800 0.5 3.3
Downstream : [Kbit/s]
Upstream : [Kbit/s]
diamètre du fil : [Mm]
Distance : [km]
Pierre PARREND 74 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL Solutions asymétriques
RADSL (Rate Adaptative DSL) ADSL avec adaptation dynamique (sans coupure) du débit VDSL (Very High Rate DSL) Basé sur RDSL De 13 à 55,2 MBPS (downstream) De 1,5 à 6 Mbps (upstream) Ou : 34 Mbps en symétrique En cours de normalisation
Pierre PARREND 75 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL Quelques notions
NRA : noeud de raccordement d'abonnés FAI : Fournisseur d'accès à Internet Opérateur Historique : qui détenait le monopole avant
l'ouverture des marchés (France Telecom) Last Mile (dernier kilomètre): portion de réseau entre le NRA
et l'abonné. C'est la boucle locale
Pierre PARREND 76 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : xDSL Dégroupage
Dégroupage partiel Les FAI louent un accès aux NRAs de l'opérateur historique Intégrent le prix de cette location dans leur abonnement Dégroupage total Les FAI sont responsables des lignes 'Last Mile' (dernier kilo-
mètre) Plus d'intervention de l'opérateur historique Concrètement, plus d'abonnement France Télecom nécessaire
Pierre PARREND 77 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public Modems et PPP ADSL Liaison Satellite Courants porteurs PAN (Pesonal Area Network)
Pierre PARREND 78 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : Liaison Satellite Couche physique
Lien descendant : Satellite Réception : parabole Lien montant : RTC Usage : à sens unique (consultation de don-
nées, peu d'upload) Régions rurales
Pierre PARREND 79 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public Modems et PPP ADSL Liaison Satellite Courants porteurs PAN (Pesonal Area Network)
Pierre PARREND 80 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : Courants porteurs Couche physique
CPL (Courants porteurs en ligne) Histoire
1950 : commandes électriques (relais, lumières urbaines) 1980's : recherche sur la transmission de données, unidirec-
tionnelles 1997 : recherches, communications bidirectionnelles 2000 : premières expérimentations en france
Pierre PARREND 81 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : Courants porteurs Pb de qualité du signal
QoS de livraison d'énergie impropre à la transmission d'infos Rapport signal/bruit faible Déphasage
Indoor Réseau personnel Mise en place simple Cryptage et Firewall nécessaire pour la sécurité
Outdoor Accès haut débit par le réseau électrique Boucle locale électrique Pas de standardisation
Pierre PARREND 82 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public Modems et PPP ADSL Liaison Satellite Courants porteurs PAN (Pesonal Area Network)
Pierre PARREND 83 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : PAN Personal Area Network Ethernet
Couche liaison de données 10 Mbps 100 Mbps 1000 Mbps (Gigabit Ethernet) 10 Gigabit Ethernet IEEE 802.3, 1985
Pierre PARREND 84 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : PAN Architecture d'ethernet
DTE : Data terminal equipment (Terminaux d'utilisateurs ou serveurs)
DCE : Data communication equipment (répéteurs, switch, rou-teurs)
Support : paire torsadée protégée ou non, fibres optiques Topologie : point-à-point, bus, étoile
Pierre PARREND 85 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : PAN Architecture d'ethernet
Pierre PARREND 86 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : PAN Relation au modèle ISO
Pierre PARREND 87 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : PAN Détail de la couche physique
Pierre PARREND 88 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : PAN 802.3 : couche MAC
Medium Access Control Trame 802.3
Pierre PARREND 89 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : PAN 802.3 : couche MAC
Accès au support de communication Méthode CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access / Collision
Detection Carrier Sense – détection de porteuse : écoute du support
avant émission Multiple Access – accès multiple : toutes les stations peuvent
tenter d'émettre quand le support est silencieux Collision Detection : algorithme de rétablissement si une colli-
sion entre trames est détecté
Pierre PARREND 90 Télécoms - Octobre 2004
Réseaux de communication
Internet grand public : PAN 802.3 : Cablage
Pour relier deux machines directement entre elles, il faut crois-er les fils de la paire torsadée
Emission -> Réception Réception -> Emission
Pierre PARREND 91 Télécoms - Octobre 2004
Conclusion
Réseaux de Distribution Réseaux de Communication
Voix Données