Evolution des Réseaux Mobiles
Khalil ABOUTAMMAMIngénieur Maroc TelecomDoctorant FSR [email protected]
Sommaire
Evolution des générations vers la 3G
Description des Réseaux 3G
Evolution des releases de la 3G
Réseaux Mobiles au Maroc
Perspectives des Réseaux Mobiles
Sommaire
Evolution des générations vers la 3G
Description des RDescription des RDescription des Réééseaux 3Gseaux 3Gseaux 3G
Evolution des releases de la 3GEvolution des releases de la 3GEvolution des releases de la 3G
RRRéééseaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc
Perspectives des RPerspectives des RPerspectives des Réééseaux Mobilesseaux Mobilesseaux Mobiles
La migration vers 3G
CDMA
GSM
TDMA
PHS(IP-Based)
64 Kbps
GPRS
115 Kbps
CDMA 1xRTT
144 Kbps
EDGE
384 Kbps
cdma20001X-EV-DV
Over 2.4 Mbps
W-CDMA(UMTS)
Up to 2 Mbps
2G2.5G
2.75G 3G
1992 - 2000+2001+
2003+
1G
1984 - 1996+
2003 - 2004+
TACS
NMT
AMPS
GSM/GPRS
(Overlay) 115 Kbps
9.6 Kbps
9.6 Kbps
14.4 Kbps/ 64 Kbps
9.6 Kbps
PDC
Voix analogique
Voix numériqueDonnées Packet
Pré-Multimédia
Multimedia
PHS
TD-SCDMA
2 Mbps?
9.6 Kbps
iDEN(Overlay)
iDEN
Source: U.S. Bancorp Piper Jaffray
BTS — Base Transceiver Station BSC — Base Station Controller
Architecture typique 2G
MSC — Mobile Switching CenterVLR — Visitor Location RegisterHLR — Home Location Register
BTS
BSCMSC/VLR
HLRBSC
GMSC
CO
BSC
BSCMSC/VLR
COPSTN
PLMN
CO
Tandem Tandem
SMS-SC
PSDN
SS7BTS
BSC MSCVLR
HLR AuC
GMSC
BSS
PSTN
NSS
AE
CD
PSTNAbis
B
H
MS
BSS — Base Station System
BTS — Base Transceiver Station
BSC — Base Station Controller
NSS — Network Sub-System
MSC — Mobile-service Switching Controller
VLR — Visitor Location Register
HLR — Home Location Register
AuC — Authentication Server
GMSC — Gateway MSC
Architecture typique 2.5G / 2.75G
SGSN — Serving GPRS Support Node
GGSN — Gateway GPRS Support Node
GPRS — General Packet Radio Service
IP
2G+ MS (voice & data)
PSDNGi
SGSN
Gr
Gb
Gs
GGSN
Gc
Gn
2G MS (voice only)
Comparaison entre les technologies
10 ms (16 Time Slots)
4.615 ms (8 Time Slots)
4.615 ms (8 Time Slots)
4.615 ms (8 Time Slots)
Intervalle entre trames
5000 KHz200 KHz200 KHz200 KHzEspace porteuses RF
Uplink 1920-1980 Downlink
2110-2170
Uplink 890-915 Downlink
935-960
Uplink890-915 Downlink
935-960
Uplink 890-915 Downlink
935-960
Bandes de fréquence (MHz)
Direct Sequence CDMA
TDMA/FDMATDMA/FDMATDMA/FDMAMéthode d’accès multiple
QPSKGMSK8PSK
GMSKGMSKModulation
2 Mbps384 kbps171.2 kbps9.6 kbpsDébit de données
UMTS/WCDMAEDGEGPRSGSM
TechnologieCaractéristiques
Sommaire
Evolution des gEvolution des gEvolution des gééénnnééérations vers la 3Grations vers la 3Grations vers la 3G
Description des Réseaux 3G
Evolution des releases de la 3GEvolution des releases de la 3GEvolution des releases de la 3G
RRRéééseaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc
Perspectives des RPerspectives des RPerspectives des Réééseaux Mobilesseaux Mobilesseaux Mobiles
Architecture Générale UMTS
RNC
RNC
MGW
MGW
MSC/VLRServer
MSC/VLRServer
GMSC
HLR
SGSN GGSN
IU-CS
IU-CS
IU-PS
IU-PS
Réseau d’accès radio UTRAN Réseau cœur
CS
PS
Répond :
à la saturation prévue des réseaux 2G existants,
au besoin de nouveaux services avec une QoS renforcée,
à l’adoption de l’Internet et des technologies de l’information,
à la généralisation de la mobilité,
aux limitations de GPRS.
Limitations de GPRS :
débit de transmission sur l’interface radio très en dessous de la
théorie (<< 170 kbps),
gestion des ressources non-optimale,
restrictions dans la garantie de la QoS dues aux limitations radio
interface entre le réseau radio et le réseau cœur non optimisée
pour des trafics multimédias. 05
Pourquoi l’UMTS ?
Téléservices. Les mêmes qu’en GSM/GPRS (voix, fax, SMS, MMS…) + visiophonie.
Services supplémentaires. Les mêmes qu’en GSM/GPRS (renvoi d’appel, double appel, conférence…)
Services support ou bearer services. C’est la principale différence avec le GSM/GPRS!! L’opérateur va louer aux usager de « tuyaux »avec une QoS UMTS à la demande. Des tiers (des fournisseurs de service) pourront utiliser ces tuyaux pour développer eux-mêmes leurs propres services.
TCH : canal de trafic SDCCH : canal de signalisation06
Les services offerts par un réseau UMTS
Sommaire
Evolution des gEvolution des gEvolution des gééénnnééérations vers la 3Grations vers la 3Grations vers la 3G
Description des RDescription des RDescription des Réééseaux 3Gseaux 3Gseaux 3G
Evolution des releases de la 3G
RRRéééseaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc
Perspectives des RPerspectives des RPerspectives des Réééseaux Mobilesseaux Mobilesseaux Mobiles
Architecture 3GPP R99 — 3G Radios
SS7
IP
BTSBSC MSC
VLR
HLR AuC
GMSC
BSS
SGSN GGSN
PSTN
PSDN
CN
CD
GcGr
Gn Gi
Abis
Gs
B
H
BSS — Base Station System
BTS — Base Transceiver Station
BSC — Base Station Controller
RNS — Radio Network System
RNC — Radio Network Controller
CN — Core Network
MSC — Mobile-service Switching Controller
VLR — Visitor Location Register
HLR — Home Location Register
AuC — Authentication Server
GMSC — Gateway MSC
SGSN — Serving GPRS Support Node
GGSN — Gateway GPRS Support Node
AE PSTN
2G MS (voice only)
2G+ MS (voice & data)
UMTS — Universal Mobile Telecommunication System
Gb
3G UE (voice & data)
Node BRNC
RNS
Iub
IuCS
ATMIuPS
MSC = MSC Server MGW+
Trafic et Signalisation Signalisation Trafic
Séparation entre le plan de signalisation et le plan de trafic
Plan de signalisation Plan de Trafic
Architecture 3GPP R4 — Soft Switching
Architecture 3GPP R4 — Soft Switching
SS7
IP/ATM
BTSBSC MSC Server
VLR
HLR AuC
GMSC server
BSS
SGSN GGSN
PSTN
PSDN
CN
CD
GcGr
Gn Gi
Gb
Abis
Gs
B
H
BSS — Base Station System
BTS — Base Transceiver Station
BSC — Base Station Controller
RNS — Radio Network System
RNC — Radio Network Controller
CN — Core Network
MSC — Mobile-service Switching Controller
VLR — Visitor Location Register
HLR — Home Location Register
AuC — Authentication Server
GMSC — Gateway MSC
SGSN — Serving GPRS Support Node
GGSN — Gateway GPRS Support Node
A Nc
2G MS (voice only)
2G+ MS (voice & data)
Node BRNC
RNS
Iub
IuCS
IuPS
3G UE (voice & data)
Mc
CS-MGW
CS-MGWNb
PSTNMc
ATM
Architecture 3GPP R5 — IP Multimedia
Gb/IuPS
A/IuCS
SS7
IP/ATM
BTSBSC MSC Server
VLR
HSS AuC
GMSC server
BSS
SGSN GGSN
PSTN
CN
CD
GcGr
Gn Gi
Abis
Gs
B
H
IM — IP Multimedia sub-system
MRF — Media Resource Function
CSCF — Call State Control Function
MGCF — Media Gateway Control Function (Mc=H248,Mg=SIP)
IM-MGW — IP Multimedia-MGW
Nc
2G MS (voice only)
2G+ MS (voice & data)
Node BRNC
RNS
Iub
3G UE (voice & data)
Mc
CS-MGW
CS-MGWNb
PSTNMc
IuCS
IuPS
ATM
IM
IPPSTN
Mc
MGCF
IM-MGW
MRF
CSCF
Mg
Gs
IP Network
Release de 3GPP R6
IMS (IP Multimedia Services), phase 2Messagerie IMS
Interconnexion avec les WLANReconnaissance distribuée de la voix (DSR)Portabilité de numérosAutres améliorations
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Evolution des gEvolution des gEvolution des gééénnnééérations vers la 3Grations vers la 3Grations vers la 3G
Description des RDescription des RDescription des Réééseaux 3Gseaux 3Gseaux 3G
Evolution des releases de la 3G
RRRéééseaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc
Perspectives des RPerspectives des RPerspectives des Réééseaux Mobilesseaux Mobilesseaux Mobiles
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Evolution des gEvolution des gEvolution des gééénnnééérations vers la 3Grations vers la 3Grations vers la 3G
Description des RDescription des RDescription des Réééseaux 3Gseaux 3Gseaux 3G
Evolution des releases de la 3GEvolution des releases de la 3GEvolution des releases de la 3G
RRRéééseaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc seaux Mobiles au Maroc
Perspectives des Réseaux Mobiles
Perspectives des réseaux mobiles
Raodamap des technologies émergentes
Migration et convergence des technologies
3G LTE
C’est une étape d’amélioration des performance et des facilités :Débits atteignant jusqu’à 100 Mbps dans une zone localeLatence inférieure à 10 msEfficience du spectreOptimisation IPBroadcastingFlexilibilté du spectre
BandeBande passantepassante large large basbasééee sursur AMLAML--OFDM OFDM (20 MHz) (20 MHz)
HSDPA Enhanced ULWCDMA evolvedWCDMA evolved 4G4G
≈2013≈2006
3G3G ”Super 3G”
≈2009
4G Spectre2G / 3G Spectre
Roaming WiFi/GSM
Unlicenced Mobile Access (UMA)Ajout de cellules radio basées sur WiFi aux cellules du réseau 2G
IP Centrex avec roaming “WiFi/GSM”Application IP Centrex avec gestion de mobilité WiFiSolution permettant le roaming et le handover au réseau GSM
WiFi basé sur IMS avec le roaming GSMConvergence du “IP Multimedia Subsytem” avec le support de la gestion de mobilité et le roaming basé sur MAP avec GSM
Conclusion
* Orienté consomateur : Plus de performances en débit, QoS, ….* Integration WLAN et fixe/mobile* OFDM (Mmodulation multi-porteuse) : Orthogonal Frequency Division Multiplexing
R74 G
* Introduction du HSUPA (High Speed Uplink Packet Access) : Internet Haut Débit Mobile
* Introduction de services Multimedia Broadcast / Multicast* Interopérabilité avec des réseaux locaux large bande* Extended IMS (Définition de la phase 2 de l'IMS)
R63,75G
* Introduction du codec AMR large bande* Introduction du HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)* Proposition d'un transport IP dans l'UTRAN
* Définition du sous-système (IMS) : Introduction de nouveaux services(Intégration Coix/Vidéo/Données)
R53,5G
* Nouveaux protocoles de signalisation et de transport
* Nouveaux élements dans le domaine CS et proposition d'un transport IP àl'intérieur du réseau coeur
* Nouvelle architecture du CN-CS
R4
* Ajout du Radio 3GR 99
3G