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Le 1er Septembre 1889
Décembre 1880 Création de la Société
Générale des Téléphones (fusion de 3
Sociétés crées en 1878)
- 1885 L’état développe son propre réseau
- 1889 L’état reprend l’exploitation complète de
tous les réseaux1870 : Maxwell et la théorie de
l’électromagnétisme
1887 : Hertz démontre expérimentalement
l’existence des ondes électromagnétiques
1890 : Branly invente le premier “récepteur” (cohéreur)
Popov conçoit l’antenne radioélectrique
1895 : Marconi réalise les premières expériences radio et
invente la TSF
Divers - 1903 : Tour Eiffel, 1912 : Titanic, 1920 : Liaison TA -
Transmission Radio1904DiodedeJ.Fleming
1906 Lee de Forest Triode amplificateur
1933 E.H. Armstrong invente la FM
1947 Invention du transistor (Bell Lab)
1948 Publication de la Th de l’information C.Shannon
1953 NTSC Color System
1962 Télévision par satellite USA/Europe
1970 Première transmission numérique
de la voix (CNET)
1998 (Europe) Ouverture du marché des
télécommunicationsLe marché des
Télécommunications
Top 10
Source Idate   Cadran
                                  I0
                                     Microphone
            HP
                                                                    Sonnerie
                                                        Crochets
                 Bobine d’induction
dB300Hz 3400Hz
f
0
- Bande passante limitée
Exemple :
R S/N=60dB soit 103 !!
C = 61787 bits/s
- Centre de transit principal CTP (5)
- Centre de transit secondaire CTS (70)
-Centre à autonomie
d’acheminement CAA (1310)
- Centre local CL (9600)
- Abonné
Le Réseau Téléphonique
Commuté Public (PSTN)Transport de la voix
Les câbles sous-marins coaxiaux analogiques (1956-1986)
La fibre optique Liaison TAT Optique (1995):
500000 Liaisons TéléphoniquesLe satellite
Transmission de la voix en utilisant un satellite
géostationnaire (36000km) :
- Telecom 1 (8 canaux TV, 40000circuits Tél)
- Temps de propagation A/R = 0,25s !
Transmission avec des constellation de satellites à
orbites basses
Inconvénient :
- Qualité de transmission
- Le produit Bande passante x Délai
est trop grandIntroduction
Années 70  2 Réseaux séparés:
- TELEX
- TELEPHONE
- Télématique (modems)
- Liaisons numériques
- Vidéocommunications
- Coûts       :  Multiplication des coûts
- Efficacité :  Nivellement par le bas
Apparition des premiers commutateurs
temporels numériques
Possibilité de réaliser un réseau multi-servicesStructure Générale
Codage de la parole - Numérisation des signaux
- Fe=8kHz, 8bits IT=125µ µ µ µs
- Trame MIC (PCM:G.711)
- D=64kbit/s
Codage de l ’image
- Numérisation des signaux
- D=216Mbits/s
- Compression : 140-34Mbits/sContraintes de la transmission numérique
- Affaiblissement du signal
- Récupération de l ’horloge
- Transfert d ’énergie
- Format du signal adapté au canal
- Surveillance de la qualité de la transmission
- Possibilité de multiplexage temporel
Structure GénéraleCaractéristiques
- RNIS (ISDN)
FT : Numéris
- Normalisation à l ’ITU en 1984
- Série I
- http://www.itu.ch
- Modèle de Référence 7 couches
OSI (Open System Interconnection), ISO.
Couches
Applications
Couches
Réseaux
Application
Présentation
Session
Transport
Réseaux
Liaison
Physique
Téléservices
Service supportLes points de référence
TE TNA TNR
Terminal RNIS Terminaison
Numérique
d’Abonné
Terminaison
Numérique
de Réseau
LigneAccès de Base
S0, T0 Du=144kbits/s
Dr=192kbits/s
2 canaux de transmission B1, B2
D=64kbits/s
Voix, télétex, vidéotex
1 canal D
Signalisation
Norme I.430
48 bits / 250µ µ µ µsAlimentation
                     Source
                    d’énergie
                                                           ém ission/réception
                                                           réception/ém ission
                   Collecteur                                                                                      Source
                   d’énergie                                                                                      d‘énergie
              TERM INAL (TE)                                                         TERM INAISON NUMERIQUE
                                                                                                               DE RESEAUX (TNR)
48V<U<56,5V
Alimentation
Fantôme F L           B1              E  D  A Fa N        B2            E D  M          B1                E  D  S    B2               E  D   F L
TNR                                                          TE
F L          B1                L  D L Fa L            B2              L  D  L             B1           L  D  L           B2               L D  L F L
TNR                                                          TE
48 bits en 250 µs
Trame RNISCodage du signal
0,5V<V0<0,75V
0 10 11 0
Câble d ’impédance de 50 à 400Ω Ω Ω ΩMnémonique Définition Sens
INFO 0
INFO 1
INFO 2
INFO 3
INFO 4
   Pas de signal en ligne
                                     6 x ‘ 1 ‘
Trame normale - tous les canaux sont remis
à zéro
Trame normale - données quelconques dans
les canaux
Trame normale - données quelconques dans
les canaux sauf le canal A=1 (bit
d’activation)
TNR !" TE
   TE " TNR
   TNR"TE
   TE " TNR
   TNR" TE
Phase d ’activationCollisions
TA
TB
Signal
résultantSynchronisation de bit
- Récupération de l ’horloge
- Gigue de phase (+-7%Tb)
- Retard max (8%Tb)
- Retard / TE : 0,0875µ µ µ µs
Exemple Distance entre TE et TNR
d=100m. ∆ ∆ ∆ ∆t=?Drapeau Adresse Commande Information Mot de
Contrôle
Drapeau
01111110 1 octet 1 octet n octets   2 octets   01111110
Trame HDLC / Protocole LAP-D
I.440/441
- Détection d ’erreur
- Correction d ’erreur par transmission répétitives
- contrôle de flux
- 2 modes d ’échanges : - mode connecté ABM
- mode non-connecté UI
Couche LiaisonLa détection d'erreurs par clé calculée s'applique aux procédures de transmissions de
bits. Les données sont regroupées en trames. La clé qui est envoyée au récepteur (FCS)
est le reste de la division de la trame par un polynôme générateur :
Pg=x16+x12+x5+1
La procédure à suivre est la suivante :
On réalise la somme des octets de la trame sans les fanions,
c'est-à-dire Adresse+Commande+Information. On multiplie ce résultat par l'ordre
le plus élevé du polynôme (x16) c'est-à-dire 216=65536. On réalise maintenant la
division de cette nouvelle valeur par le polynôme générateur, c'est-à-dire
216+212+25+1=69665.
Le reste R est envoyé dans le FCS.
Calculer la valeur du FCS lorsque :
Adresse      =  01H | Commande =  11H
|   Information = 2A F1 50 80 3B 25H
Détectiond’erreursLe SAPI est constitué de 6 bits qui permet d’identifier le service fourni par l’entité de liaison à la
couche 3.
SAPI Fonctions
0
16
32-47
48-62
63
contrôle des appels (établissement et fermeture de connexion)
transfert de données en mode paquet
réservé pour un usage réglementé
extensions futures
procédures de gestion (allocation d’identificateur)
Le TEI possède 7 bits. Il doit être unique pour chaque terminal et son affectation peut être
manuelle ou automatique.
TEI Signification
0
1-63
64-126
127
Identificateur d’un équipement terminal point-à-point
Allocation manuelle des TE
Allocations automatiques des TE (la TNR vérifie l’unicité)
diffusion à l’ensemble des TE
  Le mode de fonctionnement à trames multiples est similaire, dans son principe, à celui du
LAP-B (X25).
Application Format Commandes Réponses Codage
1  2  3  4  5  6  7  8
Information I          N(S)             0
         N( R)           P
RR (prêt à
recevoir)
RR  0  0  0  0  0  0  0  1
          N(R )       P/F
Supervision RNR (non-prêt à
recevoir)
RNR  0  0  0  0  0  0  0  1
          N(R )       P/F
REJ (rejet) REJ  0  0  0  0  0  0  0  1
          N(R )       P/F
Transfert
d’information
SABME (mettre
en mode asyn.
équilibré étendu)
0  1  1  P  1  1  1  1
à trames
multiples avec
DM (mode
déconnexion)
0  0   0  F 1  1  1  1
accusé de
réception et sans
Non numéroté UI (informations
non mumérotées)
0  0   0  P 1  1  1  1
accusé de
réception
DISC
deconnexion
0  1  0  P 1  1  1  1
UA (accusé de
réception)
0  1  1  F  0  0  1  1
FRMR (rejet de
trame)
1  0  0  F  0  1  1  1
XID (échange
d’identificateur)
XID 1  0 1 P/F  1  1  1  112/03/97 10:57:15:33 R:INFO 0  U:INFO 1
12/03/97 10:57:15:33 R:INFO 2  U:INFO 1
12/03/97 10:57:15:33 R:INFO 2  U:INFO 3
12/03/97 10:57:15:34 R:INFO 4  U:INFO 3
U: 12/03/97 10:57:15:36 00 076 0 SABME 1 ... ...
R: 12/03/97 10:57:15:39 00 076 0 UA    1 ... ...
U: 12/03/97 10:57:15:41 00 076 0 I     0 000 000 08 01   36 0 ETABLISSEM       
Mode fonct support 02 88 90
Inf numerique sans restriction
Identif. canal     01 83
n'importe quel canal
Numero d'origine   05 00 80 31 31 38
118
Num‚ro destination 04 80 31 32 30
120
R: 12/03/97 10:57:15:44 00 076 0 RR    0 ... 001
U: 12/03/97 10:57:15:46 00 076 0 I     0 001 000 08 01   37 0 ETABLISSEM
ExempledetrameApplications
Sélection Directe à l’Arrivée (SDA)
PABX
TE1
TE2
TE3 0467118050
- - 8055
1T0RNIS
LAN : 194.199.229.0
HUB
LAN : 172.18.17.0
Routeur 1
IP : 172.18.17.9
IP RNIS : 10.48.125.7
Routeur 2
IP : 194.199.229.152
IP RNIS : 10.48.125.4
PC
IP : 172.18.17.47
RNIS : 0467118051
RNIS : 04671118050
Encapsulation PPP
RFC 1661
Interconnexion de réseauxTable de routage
• Utilisée par un routeur ou un hôte
• Un ensemble d’entrées
– routage par défaut
– entrées normales
• Pour chaque entrée normale
(Destination finale, prochain destinataire (, info))
• Exemple
A BC
D E
1 2
5
6
3
TablederoutagedeD
de D à Liaison Coût
Dloc0
A31
E61
C62
B32Adressage IP et routage
• Chaque réseau a une adresse IP unique ex. 194.199 .229.0
• Chaque machine a une adresse réseau qui est le préfixe de sa propre
adresse IP ex. 194.229.199.34
• Table de routage
– Chaque entrée:
(Destination finale, action de routage)
• Différents codage de destination
Destination Action
– (réseau, 0) envoyer au  prochain routeur rx
– (ce réseau, sous-réseau, 0) mettre sur l’interface i
– (ce réseau, sous-réseau, hôte) remettre au logiciel x
– (0) routage par défaut : r
R1 R2
HLesprotocolesderoutage
• Propriétés
– Correction
– Simplicité        -> ressources mises en œuvre
– Robustesse     -> absorber chang.topologie et traffic sans
rebooter
– Stabilité  -> convergence en un temps raisonnable
– Equité  -> partager l'accès à la bande passante
– Optimalité   -> dépend des métriques
• Optimalité
– > découvrir et utiliser les "sink trees" pour tous les routeurs
– sink tree= ens de routes optimales jusqu'à un destinataire
– Différents critères d'optimalité
A B
DE
C
Arbre couvrant optimal• set system aaaaa
• set multidestination on
• cd LAN
• set ip address xxx.xxx.xxx.xxx
• set ip netmask nnn.nnn.nnn.nnn
• set ip routing on
• set ip rip update periodic
• set user bbbbb
• set ip address yyy.yyy.yyy.yyy
• set ip netmask nnn.nnn.nnn.nnn
• set ip routing on
• set ip rip update demand
• set ip route destination zzz.zzz.zzz.0/0 gateway www.www.www.www prop on
• set 1 number ccc
• set 2 number ddd
• set timeout 360
• set active
•cd
• reboot
aaaaa et bbbbb sont les noms respectif des deux routeurs connectés par RNIS. L’adresse
xxx.xxx.xxx.xxx correspond à la partie locale du réseau (connexion en bleu). L’adresse
yyy.yyy.yyy.yyy correspond à la partie RNIS du réseau (connexion en orange). La table de
routage fait corespondre l’adresse LAN zzz.zzz.zzz.0 à la passerelle (routeur)
www.www.www.www. Les numéros ccc et ddd correspondent aux numéros RNIS que le système
aaaaa doit composer pour atteindre bbbbb.Internet avec IP fonctionne sur le principe
du « Best Effort »
Qos
Best Effort
- Web
- Email, etc..
- Voix, Images (Téléphonie)
Temps-réel (commande)
TCP/IP RTCP/TCP/IP
QoS sur réseau IPX . Digital Subscriber Line
- Voix (3,3kHz) + Données (1,54 à 25,92 Mbits/sec)
- ADSL : Asymmetric DSL ANSI T1.413
- Voie montante 16kbits/sec à 800 kbits/sec
- Voie descendante 1,5 à 7,9Mbits/sec
- Spectre divisé en 3 régions :
1)  Téléphone (300-3400Hz)
2)  canaux montants (~30*4kHz, 8bits/Hz)
3) Canaux descendants (256*4kHz, 8bits/Hz)
Modulation DMT : Discrete Multitone
Protocole utilisé : IP/PPP/ATM/ADSLSystèmes radio-mobiles et concepts
cellulaires
# Stations mobiles et stations de base radio
(accès au réseau téléphonique, puissance , BS, cellule,
réutilisation des fréquences, MS)
# Interface Radio
- mobilité
- médium de transmission :
$ commun à tous les utilisateurs
$ perturbé par des interférences
$ non-confidentiel
$ fréquences radio limitées
- mise en oeuvre de techniques de modulation, de codage,
d’accès multiple, etc…
- spécification des bandes utilisées, débits binaires,
puissances émises, procédure d’accès et de transmissionSystèmes radio-mobiles et concepts
cellulaires
# Itinérance et handover
- pourvoir appeler et être appelé (itinérance ou roaming)
- transfert inter-cellulaire
# Systèmes cellulaires et systèmes « sans cordon »
- téléphonie cellulaire assure l’itinérance et le handover
-systèmes«sanscordon» :
$ portée de 100 à 200 mètres
$ zone et borne / cellule et station de base
$ Bi-Bop : pas d’appel entrant, pas de changement de
borne pendant la communication
$ DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications)
# Déploiement cellulaire
- zone urbaine dense : micro-cellules (~100 mètres de rayon)
- zone rurale : macro-cellules (jusqu’à 30km de rayon)Historique de la norme GSM
Conférence administrative mondiale des
Radiocommunications alloue une plage de fréquences
voisine de 900 MHz aux radiocommunications mobiles
1979
1982
1984-
86
Projet MARATHON (CNET)
La Conférence Européenne des Postes et
Télécommunications (CEPT) définit les sous-bandes 890-
915 MHz (sens montant) et 935-960 MHz (sens descendant)
Création du Groupe Spécial Mobile (GSM) par la CEPT.
Coopération franco-allemande
Développement de prototypes du Sous-Système RadioHistorique de la norme GSM
Appui de la Commission des Communautés Européennes 1985
1987
1988
1990
La réunion du GSM à Bruxelles entérine les choix techniques
Protocole d’accord (MOU) pour l’ouverture du GSM en 1991
dans treize pays européens.
Appel d’offres pour la réalisation de réseaux pilotes
En France, deux consortiums sont choisis (Matra-Ericsson et
Alcatel-Aeg-Nokia)
Le GSM rejoint l’ETSI (European Telecommunications
Standards Institute) et débute le travail de normalisation
décomposé en plusieurs phases.Historique de la norme GSM
Première communications entre un abonné du réseau
téléphonique et un terminal GSM de laboratoire est
effectué (juillet).
1991
1992
1995
Ouverture commerciale officielle des deux opérateurs
français (France Telecom et SFR) dans la bande des 900
MHz.
Ouverture dans toute l’Europe de réseaux GSM qui devient
Global System for Mobile communications.
Adaptation des spécifications GSM pour développer des
systèmes dans la bande des 1800 MHz (DCS 1800) plus
ciblés pour des environnements urbains.
Phase 2 des recommandations GSM : unification du GSM et
du DCS 1800.Norme GSM dans le monde
0
50
100
150
200
250
300
1995 1996 1997 1998 1999
MOU GSM regroupe 239
membres dans 109 pays
différents.
(Afrique, Australie, Chine,
Inde, Asie…)
350 réseaux opérationnels
avec plus de 300
Millions d’abonnés (70%
de taux de pénétration
des mobiles pour la
Finlande) Evolution du nombre d’abonnés GSM dans le monde
(en millions)
1997
Mars
2000
Octobre 2001
En France, le nombre de mobiles dépasse le nombre de
téléphones fixes (environ 25 millions)Normes existantes
de téléphonie mobile
NMT TACS
GSM
(GPRS)
EDGE
ETSI (Eu)
UMTS
TDMA
IS 136
PHS
J-TACS
PDC
ARIB (Japan)
W-CDMA
AMPS
CDMA
IS-95A
CDMA
IS-95B
Qualcomm (USA)
CDMA2000
ITU
IMT2000
3GPP 3GPP2
3G Standards
D-AMPS
Allocation des
FréquencesAllocation des Fréquences
PDC
810-
956
AMPS/
NAMPS
TDMA/
CDMA
810-
956
J-TACS/
N-TACS
843-
925
CDMA
872-
950
TACS/
E-TACS
880-
950
GSM
890-
960
PDC
1429-
1513
DCS
1800
1710-
1880
CDMA/
GSM
1850-
1990
800
MHz
900
MHz
1,0
GHz
1,4
GHz
1,5
GHz
1,7
GHz
1,8
GHz
1,9
GHz
2,0
GHz
1900-1980 MHz
2010-2025 MHz
2110-2170 MHz
IMT 2000
MBS 30 GHz ?Public Land Mobile Network (PLMN)
Réseau d’accès au réseau téléphonique public
# Handover, itinérance impliquent des équipements particuliers
$ naissance d’un réseau particulier le PLMN
# PLMN = système assurant un accès radio au RTCP.
# PLMN composé de deux parties :
$ sous-système radio (BSS Base Station Sub-System) qui
assure les transmission radioélectriques et gère la
ressource radio.
$ sous-système réseau (NSS Network Sub-System) qui
comprend l’ensemble des fonctions nécessaires aux
appels et à la mobilité.
Signalisation importante
# Routage, adressage, localisation, base de données…
$ signalisation échangée gratuite, indépendante des appelsPrincipales caractéristiques GSM
Approche Réseau
# Diversité de Services : voix, données, fax, messagerie, SMS…
# Architecture matérielle d’un PLMN spécifiée complètement
Interface Radio élaborée  GSM DCS
Bande de fréquence  890-915 MHz
935-960 MHz
1710-1785 MHz
1805-1880 MHz
Nombre d’intervalles de temps par
trame TDMA
8
Ecart Duplex  45 MHz  95 MHz
Rapidité de modulation  271 kbit/s
Débit de la parole  13 kbit/s (5,6 kbit/s)
Débit maximal des données  12 kbit/s
Accès multiple  Multiplexage fréquentiel et temporel
Rayon des cellules  0,3 à 30 km  0,1 à 4 km
Puissances des terminaux  2 W (8 W)  1 W
Principales caractéristiques GSM
GSM 900 et DCS 1800
# Inter-opérabilité totale entre GSM 900 et DCS 1800 n’introduit
aucun nouveau problème au niveau technique
# Atténuation en f-2 " " " "densité plus importante de stations de base
pour le DCS 1800
Interface Radio élaborée
# Spécification d’ensemble (BSS et NSS)
# Interconnexion des différents réseaux GSM d’Europe et d’Afrique
du Nord
Recommandations GSM en pleine évolution : nouveaux
services en cours de spécifications
" " " " évolution vers le GPRS puis l’UMTS(Global System for Mobile communications)
(ETSI)
VLR
VLR
RTCP
BSC
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
MSC
MSC
NSS BSS
PLMN
MS
GMSC
EIR
AUC
HLR
Architecture GSMBSC
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BSS
MS
Architecture GSM
MS (Mobile Station)
- équipement terminal muni d’une carte SIM
- identité de chaque MS : numéro IMEI
- classes de puissance des MS
- sensibilité des terminaux : -102 dBm
GSM 900 DCS 1800
Numéro de classe Puissance Maximale
(W)
Puissance Maximale
(W)
1- 1
2 8 0,25
35 4
42
50,8
BSC
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BSS
MS
Architecture GSM
BTS (Base Transceiver Station)
- ensemble d’émetteurs-récepteurs (TRX)
- à la charge de la transmission radio
(modulation, démodulation, égalisation,
codage correcteur d’erreur)
- gère toute la couche physique :
multiplexage TDMA, chiffrement, saut de
fréquence…
- réalise l’ensemble des mesures radio
nécessaires pour vérifier qu’une
communication se déroule normalement.
- gère la couche liaison de données pour
l ’échange de signalisation entre les
mobiles et l’infrastructure.BSC
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BSS
MS
Architecture GSM
BTS (Base Transceiver Station)
- capacité maximale : 16 porteuses (~100
communications simultanées
- classes de puissance des BTS
GSM 900 DCS 1800
Numéro de classe Puissance Maximale
(W)
Puissance Maximale
(W)
1 320 20
2 160 10
3805
4402,5
520
610
75
82,5
BSC
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
BSS
MS
Architecture GSM
BSC (Base Station Controller)
- organe ‘intelligent’ du BSS : gère la
ressource radio
- commande l’allocation des canaux
- utilise les mesures effectuées par la BTS
pour contrôler les puissances d’émission
du mobile et/ou de la BTS
- prend la décision de l’exécution d’un
handover.
- la BSC contrôle plusieurs BTS
- liaison BTS-BSC similaire au RNIS
" " " " Paris intra-muros 150 BTS et 12 BSCVLR
VLR
MSC
MSC
NSS
GMSC
EIR
AUC
HLR
Architecture GSM
MSC (Mobile-services Switching
Center)
- centre de commutation des mobiles
- gère l’établissement des
communications entre un mobile et
un autre MSC
- transmission des messages courts
- exécution du handover
- dialogue avec le VLR pour gérer la
mobilité des usagers
- sert de passerelle active lors
d’appels d’abonné fixe vers un
mobile (Gateway MSC)VLR
VLR
MSC
MSC
NSS
GMSC
EIR
AUC
HLR
Architecture GSM
VLR (Visitor Location Register)
- enregistreur de localisation
d’accueil
- base de données qui mémorise les
données d’abonnement des
abonnés présents dans une zone
- même données que dans le HLR
mais concerne seulement les
abonnés mobiles présents dans la
zone considérée (seule donnée
supplémentaire l’identité
temporaire TMSI)
- séparation matérielle entre MSC et
VLR rarement respectéeVLR
VLR
MSC
MSC
NSS
GMSC
EIR
AUC
HLR
Architecture GSM
HLR (Home Location Register)
- enregistreur de localisation nominal
- base de données qui gère les
abonnés d’un PLMN donné
- mémorise les caractéristiques :
identité nationale de l’abonné IMSI
numéro d’annuaire MSISDN
profil de l’abonnement
- base de données de localisation :
mémorise pour chaque abonné le
numéro de VLR où il est enregistréVLR
VLR
MSC
MSC
NSS
GMSC
EIR
AUC
HLR
Architecture GSM
EIR (Equipment Identity Register)
- base de données annexe contenant
les identités des terminaux IMEI
- peut refuser l’accès au réseau parce
que le terminal n’est pas homologué
ou qu’il a fait l’objet d’une
déclaration de vol
AUC (Authentification Center)
- mémorise pour chaque abonné une
clé secrète utilisée pour authentifier
les demandes de services et pour
chiffrer les communications
" " " " Souvent considérés dans le sous-
système d’exploitation et de
maintenanceUm
VLR
VLR
RTCP
BSC
BSC
BSC
BTS
BTS
BTS
BTS
BTS
MSC
MSC
MS
GMSC
EIR
AUC
HLR
Interfaces GSM
Abis A
F
B
D
G
B
E
E
E
D
H
CInterfaces GSM
Nom Localisation Utilisation
Um MS – BTS Interface Radio
Abis BTS–BSC Divers
A BSC – MSC Divers
BMSC–VLRDivers
C GMSC – HLR Interrogation HLR pour appel entrant
D VLR – HLR Gestion des informations d’abonnés
MSC – MSC Exécution des handover E
MSC – GMSC Transport des messages courts
F MSC – EIR Vérification de l’identité du terminal
G VLR – VLR Gestion des informations d’abonnés
H HLR – AUC Echange des données d’authentification
Architecture en couches dans le BSS
CM
MM
RR
LAPDm
Physique
MS

RR’ BTSM
LAPDm LAPD
Physique Physique
BTS

BSSAP RR
SCCP
BTSM MTP3
LAPD MTP2
Physique MTP1
BSC

CM
MM
BSSAP
SCCP
MTP3
MTP2
MTP1
MSC 
Um A bis A
Couche 1 ou Physique définit l’ensemble des moyens de transmission et
de réception physique de l’information (A bis : MIC, Um gestion du
multiplexage, codage correcteur d’erreur, mesures radio)
Couche 2 ou Liaison de données fiabilise la transmission entre deux
équipements par un protocole (protocole LAPD et LAPmobile)
Couche 3 ou Réseau établit, maintient et libère des circuits commutés
avec un abonné du réseau fixe et est divisée en 3 sous-couches (Radio
Ressource RR, Mobility Management MM, Connection Manag CM)Découpage cellulaire
zone urbaine
zone
péri-urbaine
zone rurale
# Macro-cellules de 1 à 35 Km.
# Micro-cellules de 100 à 1 Km.
# Pico-cellules de 10 à 100 m.
# Pavage régulier sous forme d’un
hexagone pour permettre une
réutilisation régulière des
fréquences (motifs à 7 ou 4
cellules).
# Sectorisation : illuminer une cellule
d’un point situé au bord de la
cellule, permet de grouper les
émetteurs récepteurs en un même
site (position des antennes sur les
BTS)Découpage géographico-administratif
Cellule (Cell)
aire géographique couverte par une antenne radio
Zone de localisation (Location Area)
ensemble de cellules dans lequel l’abonné est localisé
Zone de commutation (Communication Area)
ensemble de zones de localisation qui dépendent d’un même centre de
commutation
Réseau terrestre mobile (Public Land Mobile Network PLMN)
ensemble des zones de commutation sous la responsabilité d’un
opérateur
" " " " une BTS par cellule
" " " " 1àn BSCparzonedelocalisationet1àpzonesdelocparBSC
" " " " un MSC par zone de commutationExemples de BTSIdentification de l’abonné mobile
GSM utilise 4 types d’adressages liés à l’abonné :
IMSI (Identité invariante de l’abonné)
- connu uniquement à l’intérieur du réseau GSM, cette identité doit rester
secrète autant que possible " " " " Recours au TMSI
TMSI (temporaire)
- utilisée pour identifier le mobile lors des interactions Station Mobile-
Réseau.
MSISDN (Numéro de l’abonné)
- seul identifiant de l’abonné mobile connu à l’extérieur du réseau GSM.
MSRN (Numéro attribué lors d’un établissement d’appel)
- sa fonction est de permettre l’acheminement des appels par les
commutateurs (MSC et GMSC)
" " " " + contrôle du numéro IMEI de l’équipement par l’EIR.Identifiants de localisation
LAI (Localisation Area Identification)
- utilisée pour localiser les abonnés
- structure : Code du pays (208 pour la France) + Code du réseau dans le
pays (10 pour SFR) + Code de la zone de localisation dans le réseau
CGI (Cell Global Identification)
- identification globale de cellule
- structure : LAI + Identification de cellule
BSIC (Base Station Identity Code)
- code d’identification de BTS
- permet à une MS de distinguer localement les BTS qu’il entend
- structure : Code couleur du PLMN + Code couleur de la BTS
" " " " + HLR Number, VLR Number, MSC Number.Exemple de mise en œuvre des
différents numéros
(1) MSISDN est numéroté par l’appelant. Appel routé par le réseau fixe
vers le MSC le plus proche qui agit en GMSC.
MS MSC/VLR HLR GMSC Poste appelant
(2) Le GMSC interroge le HLR pour connaître le MSC vers lequel l’appel
doit être routé.
(2)
MSISDN
MSISDN (1)
(3)
IMSI
(3) Le HLR traduit le MSISDN en IMSI et interroge le VLR du mobile en
utilisant l’IMSI.Exemple de mise en œuvre des
différents numéros
(4) Le VLR du mobile attribue un MSRN au mobile et transmet ce numéro
au HLR.
MS MSC/VLR HLR GMSC Poste appelant
(2)
MSISDN
MSISDN (1)
(3)
IMSI
(5) Le HLR en recevant le MSRN le transmet au GMSC.
(4)
MSRN
(5)
MSRN
(6)
MSRN
(6) Le GMSC établit l’appel vers le MSC courant du mobile comme un
appel téléphonique normal vers un abonné dont le numéro est le
MSRN.Exemple de mise en œuvre des
différents numéros
(6)
MS MSC/VLR HLR GMSC Poste appelant
(2)
MSISDN
MSISDN (1)
(3)
IMSI
(4)
MSRN
(5)
MSRN
MSRN
(7) Le MSC va enfin appeler le mobile en utilisant l’identité temporaire,
TMSI qui a été attribuée au mobile lors de la mise à jour de localisation
ou lors de l’inscription du mobile.
(7)
TMSI ou IMSIGénéralités
Interface Radio
La transmission Radio est assurée par l’interface Radio (Um) partie la
plus complexe et sophistiquée dans le système.
# méthode d’accès multiple (TDMA avec saut de fréquence)
# largeur des canaux fréquentiels
# nombre d’utilisateurs par porteuse
# éléments de la chaîne de transmission (modulation, codage,
entrelacement…)
" " " " fréquences utilisées GSM DCS 1800 DECT
Bandes de
fréquences
(MHz)
890-915 (⇑)
935-960 (⇓)
1710-1785(⇑)
1805-1880(⇓)
1880-1900
Largeur
simplex
2*25 MHz 2*75 MHz 20 MHz
Ecart duplex 45 MHz 95 MHz 0
Généralités
Trame TDMA
$ Partage de la bande de 25 MHz en canaux fréquentiels de 200 KHz
" " " " 124 canaux fréquentiels (porteuses) disponibles
$ Division en intervalles de temps IT (ou slots).
" " " " Tslot
= 0.5769 ms
$ Regroupement des slots par paquets de 8
" " " " trame TDMA et TTDMA =8Tslot
= 4.6152 ms
$ Chaque utilisateur utilise 1 slot par trame TDMA.
" " " " «canal physique» : répétition périodique d ’un slot dans la trame
TDMA sur une fréquence particulière.
$ Possibilité de n’allouer qu’un slot toutes les 2 trames TDMA (canal
physique demi-débit pour la parole)Généralités
Trame TDMA
0 1 2 3 4 5 6 7
Slot : 156,25 bits (577 us)
Bits de données
chiffrés et encodés
Séquence
d’apprentissage
Bits de données
chiffrés et encodés
3 bits 58 bits 58 bits 26 bits 3 bits
8,25 bits (30,46 us)
Format du burst normal
" " " " Slot = Burst + Période de garde (30,46 us)Partage temps/fréquence
Canaux Physiques (partage en temps/fréquence)
sans saut de fréquence
0 1 2 3 4 5 6 7
Porteuse 3
Porteuse 2
Porteuse 1
Porteuse 0
Canal physique plein-débit
Canal physique demi-débit
Trame TDMA
fréquences
tempsPartage temps/fréquence
Canaux Physiques (partage en temps/fréquence)
avec saut de fréquence
0 1 2 3 4 5 6 7
Porteuse 3
Porteuse 2
Porteuse 1
Porteuse 0
Canal physique plein-débit
Canal physique demi-débit
Trame TDMA
fréquences
tempsPartage temps/fréquence
Techniques de multiplexages
Multiplexage Systèmes Avantages Inconvénients
FDMA Analogiques
de 1ère
génération
Simplicité -sensible aux
évanouissements
- rigidité
TDMA GSM
DECT
IS-54
- plus souple
- gain en capacité /
FDMA
-égalisation
nécessaire
-synchronisation
CDMA IS-95 - pas d’évanouissement
- capacité théorique
plus grande
- pas de planification
fréquentielle
- traitement du
signal complexe
- contrôle de
puissance délicat
Duplexage
Canal physique duplex
$ Le duplexage se fait en fréquence FDD (Frequency Division Duplex).
$ Le mobile émet et reçoit à des instants différents.
" " " " décalage de 3 slots entre émission et réception
$ Numérotation des porteuses.
GSM : pour 1 ≤ ≤ ≤ ≤ n ≤ ≤ ≤ ≤ 124  fd = 935 +(0,2 x n)
DCS : pour 512 ≤ ≤ ≤ ≤ n ≤ ≤ ≤ ≤ 885  fd = 1805,2 +(0,2 x (n - 512))
GSM " " " " 124 paires de porteuses
DCS " " " " 374 paires de porteuses
$ Canal ?
$ canal de transmission : physique de transmission
$ canal physique : un slot par trame TDMA sur une (ou plusieurs)
porteuse.
$ canal fréquentiel : porteuse modulée qui occupe 200 KHz.Duplexage
Canal physique duplex
$ Compensation du temps de propagation aller-retour.
30 km
0 1 2 3 4 5 6 7
2
2
1
1
τ τ τ τ
τ τ τ τ : temps de propagation aller-retour ( 30 km " " " " 100 us)Duplexage
Canal physique duplex
$ Compensation du temps de propagation aller-retour.
# augmenter le temps de garde , temps de silence entre la fin d’un
burst synchronisé et la fin d’un slot pendant lequel il n’y a pas
transmission (temps de garde nécessaire de 200 us au lieu des
30,5 us)
" " " " solution non retenue
# compenser en gérant un paramètre TA (Time Advance)
correspondant au temps de propagation aller-retour. Le mobile doit
avancer l’émission de chacun de ses slots d’une durée τ τ τ τ par
rapport à l’instant nominal de début de slot.
" " " " gestion du paramètre TA pour compenser le délai de propagationCodec
(codage de la parole)
Codeur Canal
(protection des erreurs)
Entrelacement
Multiplexage
Chiffrement
Modulation
Codec
(reconstitution du signal)
Décodeur Canal
(correction des erreurs)
Désentrelacement
Démultiplexage
Déchiffrement
Démodulation et
égalisation
Signal de parole Signal de parole
trame de parole
analogique (20ms)
parole non protégée (13 kbit/s)
parole  protégée (22.8 kbit/s)
Codage de la parole
Chaîne de transmissionCodage de la parole
Codec de parole
Codage de canal
entrelacement
trame de parole analogique (20 ms)
260 bits
parole non protégée
13 kbit/s (= 260 bits / 20 ms)
456 bits
parole protégée
22,8 kbit/s (= 456 bits / 20 ms)
0 1 2 3 4 5 6 7 8 demi-bursts (8 x 114/2 bits)
               
8 trames TDMACodage de la parole
               
trame de parole analogique (20 ms)
slot (577 us)
trame TDMA (environ 5ms)
8 trames TDMA (environ 40 ms) : durée de transmission d’une trame de parole analogique
Transmission de la parole paquétisée
" " " " paquétisation introduit donc un délai de 20 msCodage de la parole
0 1 2 3 4 5 6 7
               
trame de parole analogique i
8 demi-bursts (8 x 114/2 bits)
8 trames TDMA
trame de parole analogique i+1 trame de parole analogique i-1
0 1 2 3 4 5 6 7
8 demi-bursts (8 x 114/2 bits)
0 1 2 3 4 5 6 7
8 demi-bursts (8 x 114/2 bits)
           
Transmission de la parole paquétiséeCodage de la parole
Codage de la parole
$ Codecs de parole dans le GSM travaillent sur des trames de 20 ms.
LTP LPC
Filtrage linéaire
(filtres numériques)
D/A
Conversion
Num./anal.
(RPE)
Signal numérique
d’excitation Parole
numérique
synthétisée
Signal de
parole
$ Système RPE-LTP (Regular Pulse Excitation – Long Term Prediction)
- boite noire : segments de 20 ms " " " " blocs de 260 bits.
- LPC : corrélations à court terme (36 bits)
- LTP : corrélation à long terme (36 bits)
- RPE : détermine le signal d’excitation pour reproduire le signal de
parole (4 groupes de 15 paramètres(47 bits) = 188 bits)Codage de la parole
Protection du signal de parole
$ Classement des 260 bits selon leur importance :
- classe I.a : 50 bits (notés1à4)trèssensiblesauxerreurs " " " "
technique de masquage lorsqu’une erreur non corrigible est
détectée.
- classe I.b : 132 bits (notés de4à5)sensiblesauxerreurs.
- classe II : 78 bits (notés 6) moins sensibles aux erreurs.
" " " " 50 bits classe I.a protégés par un CRC de 3 bits = 53 bits
" " " " 53 bits + 132 bits + 4 bits de trainée (servant à purger le registre à
décalage du codeur) = 189 bits
" " " " 189 bits à l’entrée du codeur convolutionnel de taux ½ (2 x 189 bits)
= 378 bits
" " " " 378 bits + 78 bits de classe II = 456 bits
" " " " parole protégée de 256 bitsContrôle d’erreurs
Contrôle d’erreurs
$ 2 techniques complémentaires de contrôle d’erreurs :
- écarter les trames reçues en erreurs et demander éventuellement
leur retransmission (ARQ Automatic Repeat Request).
- correction d’erreurs qui exploite la redondance des messages
transmis (FEC Forward Error Correction).
" " " " codes en blocs cycliques (CRC) utilisés en détection simple
" " " " codes convolutionnels qui assurent une correction efficace
d’erreurs.Contrôle d’erreurs
Détection d’erreurs par CRC
$ CRC (Cyclic Redundant Check) sont introduits d’une manière quasi
universelle dans les réseaux pour détecter les erreurs de transmission
(liaison RS232 par exemple).
" " " " codes cycliques spécifié par un polynôme générateur g(D) dont le
degré r correspond à la taille du CRC
Soit un mot d’information : (u0,u1,.…,uk-1) représenté par :
on adjoint un CRCconstitué par le reste v(D) de la division polynomiale de
Dr
u(D) par g(D)
Exemple : bits de parole I.a
taille r du CRC = 3,
taille K du champ d’information = 50
polynôme g(D) = D3 +D+1
∑ ∑ ∑ ∑
− − − −
= = = =
= = = =
1 k
0 i
i
i
D u ) D ( u
) D ( v ) D ( q ) D ( g ) D ( u D r
+ + + + = = = =Contrôle d’erreurs
Encodage convolutionnel
$ Codage qui permet d’abaisser du seuil C/I (porteuse sur interférences)
" décodage du type « maximum de vraisemblance » selon
l’algorithme de Viterbi
- registre à décalage
- portes « ou exclusif » (additionneurs modulo 2)
- polynôme g’(D) = D4 +D3 +1;g’’(D)4 +D3 +D+1
u(D)
G0
G1
c’’
c(D)
c’Contrôle d’erreurs
0 0 0 0
0
G0
G1
0
c(D)
0 1 0 1 1 0 1
0
0
0
0
0
0
0
0
0
1
1
1
1
1
1
0
0
0
0
1
0
1
1
1 0 1 0 1 1
0 1
0
" " " " séquenced’entrée u=0000110100
c’ = 1 0 1 1 0 1 0 1 0 0
c’’ = 1 0 1 0 1 1 1 1 0 0
X = c’ + c’’  X=0001101000
u=0000110100
" " " " somme des deux bits c’ et c’’ redonne bien à un
décalage près à la suite d’information uContrôle d’erreurs
Encodage convolutionnel
$ capacité de correction d’un code convolutionnel = paramètre de
distance de Hamming minimale.
" " " " correction de 3 erreurs ou de 6 effacements
$ nécessité de bits de trainée.
" " " " terminaison convenable du processus de codage : 4 bits de trainée
servant à purger le registre à décalage du codeur.
$ décodage correcteur d’erreurs par décodage de Viterbi.
" " " " fonction beaucoup plus complexe que le codage : pas d’algorithme
générique permettant de décoder de façon optimale.
" " " " algorithme de Viterbi : complexité en 2µ µ µ µ avec µ µ µ µ : longueur du
registre à décalage (µ µ µ µ = 4 dans GSM, µ µ µ µ = 8 dans le CDMA IS 95).
" " " " programmation dynamique : modélisation canal, maximum de
vraisemblance, treillis de codage…Entrelacement
Entrelacement
$ rendre plus aléatoire les positions des erreurs qui arrivent
généralement en salves dans le contexte radio.
" " " " mélanger les symboles codés avant leur transmission pour
augmenter en réception les performances de correction des codes
correcteurs d’erreurs (FEC)
$ influence d’un bit d’information sur 10 bits de sortie (n x (µ µ µ µ +1))
" " " " capacités de correction d’un code limitées en ce qui concerne
les erreurs groupées : code convolutionnel ne peut corriger des
paquets d’erreurs > 8 (n x µ µ µ µ)
" " " " mélange de bits constituant un bloc
+
répartition des symboles sur un certain nombre de burstsEntrelacement
$ permutation du bloc codé de 456 bits (8 x 57 bits) :
b0 b1 b2 b3 b4 b5 b6 b7
b8 b9 b10 b11 b12 b13 b14 b15
b440 b441 b442 b443 b444 b445 b446 b447
b448 b449 b450 b451 b452 b453 b454 b455
1
2
56
57
Ecriture
3
Lecture
A0 A1 A2 A3 A4 A5 A6 A7 8 sous-blocs
$ association de chaque sous-bloc avec la trame précédente ou suivante
$ mélange à l’intérieur d’un burst des 2 sous-blocs :
" " " " bits pairs du burst : trame de parole la plus récente.
" " " " bits impairs du burst : trame de parole précédente.Synchronisation
Synchronisation
Bits de données
chiffrés et encodés
Séquence
d’apprentissage
Bits de données
chiffrés et encodés
3 bits 58 bits 58 bits 26 bits 3 bits
8,25 bits (30,46 us)
Format du burst normal
$ Séquence d’apprentissage formée de 16 symboles bordés par 2
champs de 5 bits qui la périodisent partiellement :
" " " " séquences CAZAC (Constant Amplitude Zero Autocorrelation) : pic
parfait de l’autocorrélation autour de l’origine
" " " " une des 8 séquences utilisées dans le GSM :
00100 1011100001000100 10111
où le noyau central est en rouge
" " " " permet de synchroniser finement chaque burst (midambule)Chiffrement
Chiffrement
$ se fait au niveau le plus bas de la chaîne de transmission
$ reprend un schéma classique de cryptographie
ou exclusif des 114 bits utiles par une séquence pseudo-aléatoire
générée à partir :
- du numéro de trame
- d’une clé de communication, pré-établie via la
signalisationModulation
Modulation numérique GMSK
$ modulation MSK avec filtrage gaussien.
VCO Signal numérique en
bande de base NRZ
0 --> -1 V 1--> 1V
Signal GMSK s(t)
Filtre gaussien
passe-bas h(t)
$ expression de la réponse impulsionnelle du filtre h(t)
1
22
( ) (2 ) exp( /(2 )) ht t πλ λ
−
=−
(ln(2)
/
2
b
b
T
BT
λ
π
= avec
B désigne la bande à 3dB du filtre h(t)
Tb la durée du bit
BTb=0,3 et Tb = 48/13 µ µ µ µs.
" " " " principal intérêt :
quasi inexistance de lobes secondaires dans la représentation spectraleFréquences (MHz)
fréquence porteuse
f f+0.2 f+0.4 f+0.6 f-0.2 f-0.4 f-0.6
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
-30 dB
0.5 dB
-60 dB
-66 dB
Gabarit spectral d ’un mobile GSM
(extrait de la norme GSM 05.05)
Spectre des modulations
GMSK et MSK
fréquence porteuse
f f+0.2 f+0.4 f-0.2 f-0.4
Fréquences (MHz)
0
-10
-20
-30
-40
-50
-60
-70
-80
MSK
GMSK
Modulation numérique GMSK
ModulationGSM
Services & Applications
- Transmission de la voix :  - Parole non protégée 260 bits / 20ms = 13 kbits/s
-SMS :
- Message courts 140 octets max ou 160 car.
- Gestion via SM-SC ou SC
- SM MT/PP , SM MO/PP, SM CB
- FAX : 2 modes
- Transmission des données :
- Données non-protégées : (48 bits de données + 12 bits de contrôle)*4 / 20ms = 12kbits/s
- Trame de signalisation : 184 bits / 20ms =9200 bits/s
Voix/Fax
(9600bits/s)
Fax (9600bits/s)
Analogique
Services supplémentaires :
- Conférence, Double appel, Facturation, Identification, Restriction d’appels ..GSM
- 2 Modes de transfert des données :
- Numérique de bout en bout (UDI) , PLMN relié à RNIS
- Numérique/Analogique dans la bande téléphonique
3,1 kHz (External to the PLMN) via l ’IWF (modem).
- Mode Numérique / Analogique :
- Mode Transparent, les données dont transmises
directement à l ’IWF (non connecté).
- Mode Non Transparent, utilisation du protocole RLP,
Fiabilisation de la transmission (connecté)
-SMS :
- Diffusion possible de messages non acquittés
- Concaténation de messages possibles (34170 octets)BSC
GPRS
(General Packet Radio Service), GSM Phase 2+
PSTN
GMSC
PDN
HLR
GGSN SGSN
MSC
VLRGPRS
SGSN GGSN
- Gestion des abonnés actifs
- Relais avec le PDN
- Routage des paquets vers PDN
- IPv6, IPv4, X25
- Interconnexion vers un autre PLMN
- TLLI
SMS-GMSC
SMS-IWMSC
- Connexion avec :
-MSC/VLR
-HLR
-SGSN
SM-SC
- Attachement du service
aux services GPRSEDGE? GPRS - 2001?
GPRS
Mode Paquet :
- Mode asynchrone jusqu’à 160kbits/s (session)
- Adresse IP statique ou dynamique pour la MS
Mode Circuit :
- Mode synchrone identique au GSM pour le transport de la voix
Qualité de service possible (Qos)
Nouveaux Protocoles :  GTP, OSP (Universal Mobile Telecommunication System) 3G
BSS
RNS
SGSN
MSC
VLR
Radio
UMTS
Radio
GSM
Architecture GPRS
UMTS
(TDMA / W-CDMA)
Uu
UmMultiplexage CDMA
• Modèle du cocktail à l ’ambassade
– Multiplexage FDMA : des petits groupes de personnes parlent chacun
dans des salles séparées en même temps.
– Multiplexage TDMA : tout le monde parle dans la même salle mais l’un
après l’autre
– Multiplexage CDMA : tout le monde parle dans la même salle en même
temps mais dans un langage différent.
D25
Temps
Fréquence
N usagers par canal à bande étroite
1,25 MHz
Figure 4.9
• Technique à étalement de spectre par séquence directe
Multiplexage CDMA dans le domaine fréquentiel et temporelMultiplexage CDMA
• Avantages
– pas de plan pour la réutilisation des fréquences
– nombre de canaux augmente
– protection contre le phénomène d ’évanouissement du signal
– meilleure protection contre les interférences
– utilisation de la bande optimale
– réduction de la possibilité de détecter le signal en le cachant dans le
bruit de fond
– confidentialité des communications accrue, les 2 correspondants sont
les seuls à connaître l ’algorithme de codage
• Inconvénients
– autres canaux sont des sources de bruit (tout le monde émet sur la
même bande de fréquence en même temps)
– réglage des puissances d ’émissions doit être fins (chaque émetteur
doit émettre avec la même puissance)UMTS
- Architecture réseau proche de GPRS dans le mode paquet
- Différence dans les piles de protocoles
- Débit plus élevé (ATM)
- Introduction d ’un nouveau mode circuit : HSCSD
- Interface radio très différente (UTRAN)
- GSM/UMTS bimode
- Accès terrestre ou satellite
-WCDMA (FDD), CDMA\TDMA (TDD) (15 slots/trame)
(Est-ce techniquement correct?)
- Amélioration efficacité spectrale, handover imperceptible,
meilleure gestion des services paquets.-Débits :
- zone rurale             144 kbits/s < D < 384 kbits/s
- espace urbain     384 kbits/s < D < 512 kbits/s
- immeuble D ~ 2 Mbits/s
1er Janvier 2002 ?
UMTS
- Services usager ?
- IP Mobile, Vidéo, Son ?
- Téléchargement de données?PDC
(Pacific Digital Communications) / TDMA
- Architecture basée sur la recommandation ITU-R M.1073.1
- Bande de fréquence 950 MHz et 1450  MHz
- Trame TDMA différente à GSM (3 slots)
- Transmission de la voix : D = 6,7 kbits/s
- Transmission des données : D = 4,8 kbits/s
- Autres services  :
- Fax/modem groupe 3
- Sous-débit RNIS 8 kbits/s
-SMS (TIA/EIA IS-95, ANSI J-STD-008)
CDMAOne / IS-95
- Architecture basée sur la recommandation TR-45/46 proche de
ITU-R M.1073.1.
(PCS 1800)
- Bande de fréquence 800 MHz et 1800 MHz (PCS)
- Trame CDMA IS-95A et WCDMA IS-95B
- Transmission de la voix : DA = 8,5 à 13,3 kbits/s , DB= 32 kbits/s
- Transmission des données : DA = 14,4 kbits/s , DB=64 kbits/s
- Autres services  :
- Fax/modem groupe 3
-SMS
- IS-95B (TCP/IP, PPP) (3GPP2-CDMA2000)
CDMA2000
- Architecture basée sur IS-95B avec une nouvelle Interface
Air 3G (cdma2000).
- Bande de fréquence  IMT - 2000
- Trame WCDMA compatible IS-95B
- Services de données (data, fax, SMS ) standards IS-95B
-TCP/IP
- Fax et Data RNIS (ISDN)
- Nouveau mode circuit haute vitesse pour la voix, l ’image
données.
- Débits des données :
- CDMA2000 Phase One : 144 kbits/s
- CDMA2000 Phase Two : 2Mbits/sVoix sur IP
Te t
S(t)
Ex: PCM, 8bits, 8kHz, Te=125µs
….
Te 2Te nTe
Te kTe (n+m)Te
Encapsulation IP
RNIS
∆ ∆ ∆ ∆tmoy=20ms!!
Ex : Montpellier-Béziers
Retard + Gigue de PhaseSolutions
Utilisation d’une pile (~ 50 échantillons)
Te
n n-1 .. .. .. .. ..
+ Réservation de service dans les systèmes
de commutation (RSVP)
Utilisation d’un protocole « temps-réel » (RTP: RFC1889)Voix sur IP : Architecture
RNIS T0/T2 Media Gateway
(H323)
Autocom RNIS/IP
10Base-T
100Base-T
Serveur
Call Manager
LAN1 LAN2
Internet
Routeur
RTP/UDP
SwitchReal Time Protocol RFC 1889
Horodatage (Timestamp)
Identificateur de la source de Synchro
Données
Identificateur de la (les) source(s) contributrice(s)
0 15 16 32
VPX CC MPT Numéro de séquence
V : version RTP (2)
P : Padding
X : Extension d’un en-tête supplémentaire
CC : Nombre CSRC : Nbre d’identificateurs de sources contributrices contenues
Dans le liste CSRC
M : Maker trace d’évènements particuliers
PT : Payload Type, type de contenu transporté (ex : G711 (PCM))
Horodatage : Horloge de l’émetteur
SSRC : Identifie l’émetteur source de synchronisation
CSRC : Liste des participants ayant apportés leur contribution (audio et vidéo)
aux donnéesReal Time Control Protocol RFC 1889
SSRC de l’émetteur
NTP MSW
Données
NTP LSW
0 15 16 32
VP RC PT longueur
Nbre Paquets envoyés
Nbre d’Octets envoyés
Frag perdus Nbre total de pertes
SSRCdelapremèresource
RTP Timestamp
Numéro de séquence étendue
Deltadegigue
Précédent SR + Temps avec le précédent SRReal Time Control Protocol RFC 1889
RC : Report Count
PT:PacketType
SR :Réponse d’envoi (200)
RR : Accusé de réception
SDES : Description de la source
BYE : Fin de session
APP : Fonction spécifique de l’application
Précédent SR + Temps avec le précédent SR
La précision de l’horodatage dépend du type de PT.
Pour une application audio l’incrément de base de l’horodatage
sera égal à la période d’échatillonnage fixée par la norme.
Ex : G711 = 125msDelta Gigue :
D(i,j)=(Rj-Ri)-(Sj-Si)=(Rj-Sj)-(Ri-Si)
Ri,j :Temps d’arrivée des paquets i et j
Si,j :Timestamp des paquets i et j
J=J+(|D(i-1,i)|-J)/16
Real Time Control Protocol RFC 1889
SSRC1 SSRC2
Si-1 Ri-1
Ri
SiAnalysedeProtocole
HUB
PC
LAN
10.255.255.2
10.255.255.3
33
32
Configuration :
RTP : Port UDP 4000
RTCP : Port UDP 4001
PT : G711AnalysedeProtocole
Ethernet
IP
UDP
RTP
G711
14
20
8
12
160 54 octets de protocoles
160 octets de données
Base de Temps du G711 :
Te=125ms
TT=0,125*160 = 20ms
Longueur du paquet :
214*0,0001=0,0214 ms !!AnalysedeProtocole
Norme G711 de l’ITU :
Echantillonnage de la voix
Binaire replié
Compression log (loi A ou µ µ µ µ)
Inversion des bits de rangs pairs
Te t
S(t)
PCM, 8bits, 8kHz, Te=125ms
Transmission/* Tableau statique définissant la compression inverse de la loi A à 13 segments du
CCITT*/
/* L'indice du tableau est le mot de 8 bits code en binaire replie */
static unsigned int loiAInv[]={
0,  1,  2,  3,  4,  5,  6,  7,  8,  9,  10,  11,  12,  13,  14,
15,  16,  17,  18,  19,  20,  21,  22,  23,  24,  25,  26,  27,  28,  29, 
30,  31,  33,  35,  37,  39,  41,  43,  45,  47,  49,  51,  53,  55,  57, 
59,  61,  63,  66,  70,  74,  78,  82,  86,  90,  94,  98,  102, 106,  110, 
114,  118,  122,  126,  132,  140,  148,  156,  164,  172,  180, 188,  196,  204,  212, 
220,  228,  236,  244,  252,  264,  280,  296,  312,  328,  344, 360,  376,  392,  408, 
424,  440,  456,  472,  488,  504,  528,  560,  592,  624,  656, 688,  720,  752,  784, 
816,  848,  880,  912,  944,  976,  1008,  1056,  1120,  1184,  1248,  1312,  1376,  1440,  1504, 
1568,  1632,  1696,  1760,  1824,  1888,  1952,  2016,  2048,  2049,  2050,  2051,  2052,  2053,  2054, 
2055,  2056,  2057,  2058,  2059,  2060,  2061,  2062,  2063,  2064,  2065,  2066,  2067,  2068,  2069, 
2070,  2071,  2072,  2073,  2074,  2075,  2076,  2077,  2078,  2079,  2081,  2083,  2085,  2087,  2089, 
2091,  2093,  2095,  2097,  2099,  2101,  2103,  2105,  2107,  2109,  2111,  2114,  2118,  2122,  2126, 
2130,  2134,  2138,  2142,  2146,  2150,  2154,  2158,  2162,  2166,  2170,  2174,  2180,  2188,  2196, 
2204,  2212,  2220,  2228,  2236,  2244,  2252,  2260,  2268,  2276,  2284,  2292,  2300,  2312,  2328, 
2344,  2360,  2376,  2392,  2408,  2424,  2440,  2456,  2472,  2488,  2504,  2520,  2536,  2552,  2576, 
2608,  2640,  2672,  2704,  2736,  2768,  2800,  2832,  2864,  2896,  2928,  2960,  2992,  3024,  3056, 
3104,  3168,  3232,  3296,  3360,  3424,  3488,  3552,  3616,  3680,  3744,  3808,  3872,  3936,  4000, 
4064 };Binaire replié : 4096 1
2048 2048
2047 -2048
1 -1
Inversion des bits de rangs pairs0 5000 10000 15000
-2500
-2000
-1500
-1000
-500
0
500
1000
1500
2000
2500
Signal Audio Reconstitué0 5000 10000 15000
-1
-0.8
-0.6
-0.4
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
Signal Audio Filtré (filtre passe-bas du 1er ordre)