Architecture Des Réseaux Télécoms (ART) : Telecoms Techniques [PDF]

Zitiervorschau

Ingénieur des Travaux Télécoms (IGTT) TELECOMS TECHNIQUES

Architecture des Réseaux Télécoms (ART)

Document Etudiant IGTT1-T

Liste des Figures Figure 1 : La chaine de communication .............................................................. 12 Figure 2 : Réseau local du RTC .......................................................................... 13 Figure 3 : Types de connexions et types d appels .............................................. 14 Figure 4 : Structure poste à poste ........................................................................ 15 Figure 5 : Structure point de commutation ......................................................... 15 Figure 6 : Réseau maillé ...................................................................................... 16 Figure 7 : Réseau étoilé ....................................................................................... 17 Figure 8 : Réseau mixte....................................................................................... 17 Figure 9 : Schéma général du RTC ..................................................................... 18 Figure 10 : Système d abonné et système terminal............................................. 25 Figure 11 : Système interurbain .......................................................................... 26 Figure 12 : Hiérarchie des centraux .................................................................... 26 Figure 13 : Structure strictement hiérarchisée .................................................... 27 Figure 14 : Structure hiérarchisée en arrivé seulement ....................................... 27 Figure 15 : Structure hiérarchisée en départ seulement ...................................... 28 Figure 16 : Faisceaux transversaux ..................................................................... 29 Figure 17 : Communication internationale ......................................................... 29 Figure 18 : Faisceaux de débordement................................................................ 32 Figure 19 : Réseau de signalisation SS7 ............................................................. 44 Figure 20 : Signalisation voie par voie ............................................................... 44 Figure 21 : Signalisation par canal sémaphore ................................................... 45 Figure 22 : Installations chez l abonné avant le RNIS........................................ 45

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Figure 23 : Installation chez l abonné avec le RNIS .......................................... 45 Figure 24 : Accès de base RNIS.......................................................................... 48 Figure 25 : Débits des interfaces de l accès de base ........................................... 48 Figure 26 : Accès primaire RNIS ........................................................................ 49 Figure 27 : Architecture générale GSM .............................................................. 51 Figure 28 : Composants du Sous-Système Radio ............................................... 51 Figure 29 : Les composants du sous-système réseau .......................................... 52 Figure 30 : Architecture GPRS ........................................................................... 56 Figure 31 : Architecture d un réseau UMTS....................................................... 58 Figure 32 : Commutateur et plateforme de services dans le RI .......................... 60 Figure 33 : Architecture d un réseau intelligent ................................................. 61 Figure 34 : Les grandes tendances des réseaux................................................... 64 Figure 35 : Principe général d architecture en couches d un réseau NGN ......... 65 Figure 36 : Architecture générale NGN .............................................................. 66

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Sommaire Liste des Figures.................................................................................................... ii CHAPITRE I : HISTORIQUE DES TELECOMMUNICATIONS ..................... 1 I-1 La communication ................................................................................... 1 I-2 Les télécommunications ........................................................................... 1 I-3 La transmission de la voie ......................................................................... 2 I-4 Le télégraphe optique ................................................................................ 2 I-5 Le télégraphe électrique............................................................................. 2 I-6 Le téléphone............................................................................................... 4 I-7 Les centraux téléphoniques ....................................................................... 8 CHAPITRE II : LES RESEAUX DE TELECOMMUNICATION FIXES ....... 10 II-1 Introduction ............................................................................................. 10 II-2 Le réseau téléphonique commute .......................................................... 11 II-3 Le Réseau Numérique à Intégration de Services .................................... 42 CHAPITRE III : LES RESEAUX DE TELECOMMUNICATIONS MOBILES ............................................................................................................................. 50 III-1 Réseaux mobiles de première génération (1 G)..................................... 50 III-2 Réseaux mobiles de deuxième génération (2 G) ................................... 50 CHAPITRE VI : LE RESEAU INTELLIGENT ................................................ 60 VI-1 Concept du RI ........................................................................................ 60 VI-2 Architecture d un réseau RI................................................................... 61 Chapitre V : Architecture des Réseaux de Nouvelles Générations NGN ........... 63 V-I Concept des réseaux de nouvelles générations............................................. 63 V-2 Architecture des NGN.................................................................................. 64 44

CHAPITRE I : HISTORIQUE DES TELECOMMUNICATIONS De tous temps et dans tous les pays, les hommes ont éprouvé le besoin d échanger leurs pensées à distance. Les premières transmissions furent réalisées dès l antiquité par des signaux optiques ou sonores très simples (feux, fumées, etc que l il ou l oreille interprétaient. Plus tard, les chercheurs s ssayèrent à transmettre la parole par le moyen de l électricité, mais il a fallu attendre la mise au point du téléphone, inventé en 1876, pour que le langage articulé soit transmis à distance dans des conditions satisfaisantes.

I-1

La communication

Communication : action de communiquer Communiquer : être en relation avec, transmettre. Pour communiquer, il faut : - Etre au moins à deux - S entendre (dans les deux sens du mot : se mettre d accord). - Se comprendre (parler le même langage). Exemples de communications : La lettre, le discours, le geste (mime), le journal, la radio, la télévision, le téléphone,

I-2 Les télécommunications Une télécommunication est une communication à distance à temps réel. Les télécommunications se caractérisent par le fait que seule l information utile est transmise aux usagers, le support étant utilisable par différentes communications soit en même temps soit à des temps différents. On peut classer les télécommunications en 4 types : - télécommunications orales : téléphone, radio, - télécommunications écrites : télex, - télécommunications visuelles : télévision, télécopie,

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- télécommunications informatiques : transmission de données, télétexte, télématique, NOTA : La littérature, le cinéma, la peinture, etc, sont aussi des moyens de communications, mais indirects. Ils ne sont donc pas classés dans les télécommunications.

I-3 La transmission de la voie A l air libre, la parole n est intelligible qu à une distance de quelques dizaines de mètres. Les cris ont une portée bien plus grande. D où l idée des Perses d échelonner sur certains itinéraires des postes de crieurs qui se répétaient les appels les uns aux autres, grâce à quoi les nouvelles pouvaient être transmises en une journée dans des relations où le voyage durait trente jours. Plus près de nous, les tubes acoustiques permirent également de communiquer par la parole en canalisant les vibrations de l air, mais sur des distances extrêmement faibles.

I-4 Le télégraphe optique C est à Claude CHAPPE que devait revenir l honneur de découvrir, ou plutôt de mettre au point, le système de télégraphe optique qui porte son nom, et qui commence à fonctionner sur une ligne expérimentale en 1793. L efficacité du procédé étant démontrée, de nouvelles lignes furent crées. En 1844, le réseau français comportait 5000 kilomètres de lignes, et 534 stations desservaient 29 villes.

I-5 Le télégraphe électrique En 1774, le français LESAGE avait imaginé de relier 24 balles de sureau, représentant chacune une lettre de l alphabet, par des fils métalliques d une certaine longueur à une machine produisant des décharges d électricité statique. Une décharge envoyée dans un des fils provoquait le déplacement de la balle correspondante. COXE en 1810 et SOEMMERING en 1811 emploient non plus l électricité statique mais le courant fourni par des piles : ils relient 24 piles à 24 voltamètres (un par lettre), la fermeture de l interrupteur d un des fils provoquant, à distance, la décomposition de l eau du tube correspondant à la lettre dans lequel le courant est envoyé.

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En 1820, AMPERE reprend le même dispositif, mais remplace les voltamètres par des aiguilles aimantées : la déviation d'une aiguille indique le fil correspondant toujours à une lettre dans lequel le courant est envoyé. Puis, en octobre 1832, AMPERE et ARAGO découvrent l électroaimant qui devait permettre par la suite de résoudre la plupart des problèmes posés par l émission, la transmission et la réception des signaux télégraphiques et conduire à l invention du téléphone. Dès la même année, aux Etats-Unis, Samuel MORSE pose les grands principes de son système dont les premières démonstrations ont lieu en 1837. Un brevet lui est délivré en 1840 et il obtint en 1843 les crédits nécessaires à la construction de la première ligne Washington - Baltimore qui est mise en service le 24 mai 1844. En France, ARAGO présente en 1845 un rapport à la Chambre des Députés tendant à l adoption du télégraphe électrique. Les crédits permettant l établissement d une ligne PARIS-ROUEN sont votés. Mais rapidement le système Morse est écarté au profit des appareils présentés par BREGUET. Le premier qui, composé de petites barrettes mobiles imitant les signaux chappe, permettait une substitution progressive du télégraphe électrique au télégraphe aérien dans le réseau général existant. Le second, à cadran, où la lettre transmise était désignée par l arrêt d une aiguille dont les mouvements étaient commandés par le poste émetteur, était réservé au service des Chemins de Fer, alors en plein développement. Cependant, le télégraphe Morse présentait le grand avantage de laisser une preuve écrite de l existence et du contenu des messages. Aussi ce système fut-il finalement adopté en France en 1856. Par la suite, de nombreuses améliorations sont apportées à la télégraphie. Il convient à ce sujet de signaler la mise au point des appareils HUGES, BAUDOT et des téléimprimeurs et arythmiques. L'appareil HUGUES comporte un clavier de 28 touches, correspondant chacune à un signe et actionnant un goujon destiné à établir un courant dans la ligne au moment précis où un contact, en rotation parfaitement régulière, se trouve en face de lui. L'appareil récepteur comporte essentiellement une roue des types, cylindre sur le pourtour duquel sont gravés les lettres et chiffres, animée d'un mouvement rigoureusement synchronisé à celui du contact mobile de l'appareil émetteur. A l'instant où le courant est envoyé sur la ligne, une bande de papier est projetée contre cette roue des types et le signe correspondant à la roue abaissée se trouve ainsi imprimé. 3

Dans le système BAUDOT, le clavier est réduit à cinq touches. A chaque lettre, chiffre ou signe à transmettre correspond une combinaison de ses touches. C'est donc cette fois cinq indications (présence ou absence de courant) qui sont transmises vers le récepteur, et l'opérateur est obligé de respecter la cadence de transmission imposée par la vitesse de rotation des appareils. En revanche, il est possible de n'utiliser qu'une seule ligne pour desservir 3 à 4 liaisons : le temps nécessaire à l'appareil pour recueillir et transmettre les 5 indications correspondant à un signe étant inférieur à celui utilisé par l'opérateur pour modifier l'état de son clavier, la ligne peut donc être attribuée à tour de rôle à chacun des postes. Cependant, la double sujétion imposée par le système BAUDOT : maintien du synchronisme des appareils et respect de la cadence de transmission, entraînant à la fois la nécessité d'un entretien constant, une formation assez longue pour des opérateurs et un rendement relativement faible de ces derniers. Ces inconvénients ont été palliés par la mise en service des téléimprimeurs arythmiques, véritables machines à écrire à distance, si la transmission s'effectue comme pour le système BAUDOT. Par un code à 5 moments, cette modification est faite mécaniquement par l'appareil lui même. De plus, les organes tournants, au lieu de devoir être maintenus en synchronisme, ne sont mis en mouvement qu'au début de la transmission de chaque caractère. L'opérateur n'a donc qu'à taper le texte du message, exactement dans les mêmes conditions que s'il se servait d'une machine à écrire ordinaire. Entre temps, la loi du 29 novembre 1850 avait admis la transmission de la correspondance privée sur les lignes télégraphiques, non sans assortir cette autorisation de nombreuses conditions, en particulier en ce qui concerne la vérification de l'identité de l'expéditeur, et en posant le principe de l'irresponsabilité de l'état dont le monopole, établi par un décret de 1793 et une loi de 1837, sera confirmé en 1851.

I-6 Le téléphone Avant le téléphone : L'apparition du téléphone fut précédée de nombreuses recherches sur des appareils permettant de transmettre des sons musicaux (téléphones musicaux).

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En1837, deux physiciens américains, HENRY et PAGE, découvrirent qu'une tige métallique soumise à des aimantations et des désaimantations successives très rapides pouvait émettre des sons, lesquels étaient en rapport avec la fréquence des émissions de courant qui les provoquaient (musique galvanique). A leur suite, de nombreux chercheurs essayèrent de produire des sons musicaux par le courant électrique, notamment FORMENT et PETRINA qui construisirent en 1847 et 1852 des vibrateurs électriques. En 1854, un fonctionnaire de l'administration française des télégraphes, Charles BOURSEUL, publia dans la revue "l'Illustration" (numéro du 26 août 1854), une note sur la possibilité de transmettre la parole à distance au moyen de l'électricité. Cette idée fut accueillie avec le plus grand scepticisme car personne n'imaginait qu'elle put prendre corps un jour. Cependant, bien que la suggestion de BOURSEUL fut imparfaite puisqu'il imaginait de faire valoir le courant par tout ou rien au lieu de le moduler, il est permis de croire qu'elle aurait entraîné l'invention du téléphone si des expériences suffisamment poussées avaient été entreprises. Malheureusement, l'auteur ne put aboutir à aucun résultat pratique satisfaisant. L'invention de Graham BELL : Le 14 février 1876, deux demandes de brevets étaient déposées l'une à Boston par Graham BELL pour un appareil dit "Télégraphe harmonique", l'autre à Chicago par Elisha GRAY. Le 7 mars de cette année là, Alexande Graham BELL obtenait le brevet n°174465 qui lui donnait pratiquement le monopole pour la transmission de la parole par téléphone. Cette attribution donna lieu à un long procès qui ne se termina qu'en 1880, à l'issue duquel le brevet et les droits d'invention furent attribués à BELL. Des recherches approfondies ayant établi que sa demande avait été déposée deux heures avant celle de GRAY. En 1876, BELL réalisa une première expérience de transmission à distance entre Boston et Malden (9 km) en utilisant les fils du télégraphe électrique : "des conversations s'échangèrent avec la plus grande facilité d'un poste à l'autre. Un pianiste exécuta à Malden un morceau qui fut l'auditoire". De nouvelles expériences se déroulèrent ensuite, notamment entre Salem et Boston (22 km) et entre New-York et Northconway (plus de 230 km). BELL forma alors une société pour l'exploitation du téléphone, et le premier réseau fut constitué à New-York en 1877. Le développement véritable du téléphone ne date cependant que de 1878, époque à laquelle l'appareil de BELL fut présenté à l'Exposition Universelle de Paris. 5

Les premiers appareils téléphoniques : La réalisation initiale de BELL comprenait un transmetteur et un récepteur distincts mais, par la suite, l'inventeur mit au point un appareil réversible remplissant indifféremment l'un ou l'autre rôle. Il s'agissait d'appareils magnétiques constitués par une bobine entourant un aimant permanent en face duquel pouvait vibrer une membrane en fer doux : les vibrations de la membrane du transmetteur provoquées par la parole entraînaient des vibrations de flux magnétique du barreau aimanté. Il en résultait des courants d'induction très faibles qui, recueillis dans la bobine du récepteur, modifiait le champ créé par l'aimant permanent et faisait ainsi vibrer la membrane du récepteur en accord avec celle de l'émetteur lorsqu'ils ne se trouvaient pas à une distance trop grande l'un de l'autre. C'est pourquoi, malgré divers perfectionnements, ce téléphone ne put autoriser des transmissions à grande distance. Les forces électromotrices induites étant trop faibles. En 1877, un autre constructeur américain, Thomas EDISON, fit breveter un nouveau téléphone comprenant un transmetteur et un récepteur spécialisés où les vibrations de courant étaient provoquées non pas en agissant sur un champ magnétique, mais sur la résistance d'un circuit parcouru en permanence par le courant électrique d'une pile. Malheureusement, ce nouveau téléphone ne pouvait toujours pas servir pour les transmissions à grande distance. L'invention du microphone : C'est l'invention du microphone par un physicien anglais, D.E. HUGUES, qui permit au téléphone de devenir, en 1878, un moyen de communication véritablement utilisable. Mis au point pour accroître l'intensité des sons, l'appareil était formé d'un crayon de charbon enchâssé dans deux blocs de même matière susceptibles de vibrer sous l'action des ondes sonores. Les contacts crayon - blocs étant imparfaits, la résistance électrique du système variait selon les vibrations de la voix. L'ensemble était intercalé dans un circuit électrique alimenté par une pile. L'intensité du courant circulant dans le circuit variait donc en fonction des fluctuations de la résistance.

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CHRONOLOGIE DE QUELQUES POSTES TELEPHONIQUES

Année

Désignation

Nationalité

1876

BELL

(USA)

1877

Edison

(USA)

1878

Hugues

(GB)

1879

Ader

( F)

1893

Berthon - Ader

(F)

1910

Marty

(F)

1924

BC - Auto (type 1924)

(F)

1943

U 43

(F)

1963

S 63

(F)

1975

T 75

(F)

1980

Digitel 2000

(USA)

1983

T 83

(F)

Tableau1 : Chronologie de quelques postes téléphoniques

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I-7 Les centraux téléphoniques Les centraux manuels : Le premier central téléphonique digne de ce nom vit le jour à Newhaven (USA) en 1878. Paris fut la première ville d'Europe à bénéficier de ce nouveau mode de transmission : un réseau urbain y fut établi dès 1879. Mais l'état français, craignant l'indifférence du public et reculant devant les dépenses à engager, en confia la réalisation à trois sociétés concessionnaires qui fusionnèrent en 1880, puis furent rachetées par l'état en 1889. Les centraux automatiques : Toutes charmantes qu'elles fussent, on ne pouvait envisager de multiplier les demoiselles du téléphone aussi vite que l'on multipliait les abonnés, et les centraux, surchargés, menaçaient le développement de cette industrie naissante. C'est pourquoi, dès 1881, de nombreux chercheurs travaillèrent sur la question. En fin de compte, dix ans plus tard, c'est un système appelé STROWGER qui est le plus généralement retenu. M. STROWGER, de son métier, était entrepreneur de pompes funèbres dans une petite localité du centre des Etats Unis. La légende veut qu'il se soit intéressé à l'automatisation du réseau dans le seul but de se débarrasser d'une demoiselle du téléphone qui lui causait les pires ennuis. La téléphoniste de la petite localité était en effet la femme de son concurrent, et il la soupçonnait non seulement de passer à son époux des appels destinés à sa propre entreprise, mais aussi d'espionner les décès de la ville. Son central allait contribuer lentement mais efficacement à réduire au silence toutes les demoiselles du téléphone Panorama de quelques systèmes téléphoniques - Systèmes électroniques rotatifs : 1891 : Strowger

USA

1897 : Rotary

USA

1915 : Semi auto LMT

France

1922 : Automatique rural 1929 : R6 1948 : L43

France

France France

1950 Rotary 7B1

USA 8

- Systèmes électromécaniques CROSSBAR : 1960 : CP400

Suède

1960 : Pentaconta USA - Systèmes semi électroniques CROSSBAR : 1975 JANUS (CIT ALCATEL)

France

- Systèmes électroniques spatiaux : 1978 : Métaconta 11F 1978 AXE

USA

Suède

- Systèmes électroniques temporels 1973 : E10

France

1975 : D10

Japon

1977 : MT20/25

France

1978 : EWSD (Sèmens) 1978 : E12 1978 : AXE10 1990 : OCB283

RFA

France Suède France

et L avenir semble appartenir aux systèmes temporels (conférence d ATLANTA en 1977). En effet, associés à un réseau numérique, ils forment un ensemble homogène parfaitement adapté aux exigences modernes (télématique, visiophone, tout en restant compétitifs grâce à la baisse spectaculaire des coûts de fabrication des circuits électriques et au développement des microprocesseurs.

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CHAPITRE II : LES RESEAUX DE TELECOMMUNICATION FIXES II-1 Introduction On peut définir un réseau d une façon générale comme étant un ensemble d éléments interconnectés rendant un service particulier. Exemples : Transmission de la voie (réseau téléphonique), Transmission de textes (réseau télex) Les réseaux sont donc caractérisés par le service qu ils rendent, mais aussi par leur exploitation : * interactivité : l échange d information se fait dans les deux sens, de façon conversationnelle. Exemples : réseau Télétel, réseau téléphonique commuté * à commutation de paquets : le chemin de la mise en relation est virtuel, c est-à-dire que l information, envoyée sous forme de paquets, est acheminée par le réseau de façon optimale. La gestion de l itinéraire étant dynamique, ce dernier peut varier au cours de la communication, suivant le trafic. Exemples : réseau Senpac, réseau Transpac * à commutation de circuits : le chemin de la mise en relation est fixé dans le début de la communication par un processus de réservation, dit: signalisation téléphonique. Pendant toute la durée de la communication le circuit est à la disposition du même utilisateur. Exemples : réseau téléphonique commuté. * de type ouvert : Il peut s'interconnecter à plusieurs autres réseaux. Exemples : réseau télex, réseau téléphonique commuté, internet. * de type fermé : les utilisateurs n ont la possibilité de communiquer qu avec ceux faisant partie de la même entité juridique, bien que les ressources techniques : matériel, logiciels puissent être communes à plusieurs entités. Exemples : réseau Télécom 1 (RTC), réseau Colisée. * à caractère public : le raccordement au réseau est géré par l organisme de service public des Télécommunications : Office National, administration. Exemple : réseau téléphonique commuté, réseau Senpac * à caractère privé : le raccordement au réseau est géré par un organisme privé, qui peut introduire des conditions restrictives d accès. Exemple : réseau de la Régie de Chemin de fer, réseau bancaire (Swift)

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Tous ces critères influent donc sur les moyens mis en oeuvre et surtout sur le matériel utilisé.

II-2 Le réseau téléphonique commute Le Réseau Téléphonique Commuté est conçu pour permettre la mise en relation temporaire d installations d abonnés de façon automatique et universelle, sans restriction d accès afin de permettre l échange de conversation. Cela signifie qu il s agit d un réseau de type ouvert, et à caractère public. La technique employée repose sur le principe de la commutation de circuits, et l exploitation en est interactive.

II-2-1 Les fonctions de base du RTC La fonction de base d un réseau téléphonique commuté est bien entendu de mettre en relation deux postes d abonnés. Pour cela, il faut établir la communication en utilisant les renseignements fournis par l abonné demandeur (numérotation), la maintenir pendant toute la durée de la communication, avec une qualité d écoute suffisante, tout en supervisant pour détecter le raccrochage. On voit apparaître donc trois fonctions. Il s agit : -

interconnexion des abonnés: c est leur fournir temporairement le support qui permet aux extrémités de correspondre, et plus précisément d assurer la transmission des signaux dont la fréquence est comprise entre 300 et 3400Hz. - La signalisation des abonnés et du réseau: c est la numérotation d abord, puis les échanges internes au réseau qui permettent l établissement, la supervision et la rupture de la communication. xploitation du réseau : qui concerne l échange des informations et des commandes permettant de gérer le réseau (mesures de trafic, reconfiguration en cas de panne. Ces différentes fonctions sont réalisées au travers de 3 réseaux plus ou mois liés.

II-2-2 Organisation technique du réseau RTC L organisation technique est une image que doit parcourir une communication pour relier deux postes téléphoniques et des équipements qu elle met en uvre. Le réseau RTC est structuré en trois grandes parties : le réseau local ou distribution, le réseau de commutation et le réseau de transmission.

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Figure 1 : La chaine de communication

II-2-2-1 La distribution ou réseau local C est la partie du réseau qui se trouve entre le poste téléphonique et son commutateur de rattachement. On y rencontre successivement, dans le cas usuel: - Le poste d abonné : c est l équipement terminal qui permet à l usager d accéder au service téléphonique, - Le câble de branchement : c est une bifilaire qui permet de raccorder un et un seul abonné, - Le point de concentration : c est un mini répartiteur permettant de regrouper les lignes individuelles dans un câble de distribution. Il peut être sous forme de PC sur poteau, de réglette d immeuble ou de borne pavillonnaire avec des capacités de 8, 14 ou 28 paires, - Le câble de distribution : c est un câble de quelques dizaines de paires aérien ou posé en plein terre. Sa capacité peut être 14, 28, 56, 448 paires, - Le sous-répartiteur : c est un bâti sur le trottoir permettant de relier les câbles de distribution avec les câbles de transport, - Le câble de transport : c est un câble de quelques centaines de paires placés dans des caniveaux non inondables avec regards de visite et ont des capacités variant de 112 à 2688 paires,

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- Un répartiteur général : qui est l interface entre le câble de transport et le commutateur.

Figure 2 : Réseau local du RTC

II-2-2-2 La commutation La commutation est la partie intelligente du réseau, celle qui permet de réunir temporairement la ligne de l abonné demandeur à celle de l abonné demandé (s il est raccordé au même commutateur) ou à un circuit aboutissant à un autre commutateur. On peut avoir trois types de connexion au niveau des commutateurs correspondant à des catégories d appels bien définis.

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Figure 3 : Types de connexions et types

appels

II-2-2-3 La transmission La transmission est la partie du réseau qui permet de relier les autocommutateurs entre eux à travers des circuits. Ces circuits peuvent être cuivriques, optiques ou hertziens.

II-2-3 LES DIFFERENTES STRUCTURES DU RESEAU Le RTC repose sur son réseau dorsal qui peut prendre des structures très variées.

II-2-3-1 Poste à poste Dans une telle structure tous les postes sont reliés deux à deux. De chaque poste nous aurons (Nbre de postes 1) liaisons et le nombre de liaisons (N) est égal à :

(Nbre de poste) x (Nbre de poste N = 2

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1)

Figure 4 : Structure poste à poste Il n est guère possible économiquement de raccorder plus d une dizaine de lignes dans de telle condition.

II-2-3-2 Point de commutation Pour pouvoir raccorder un grand nombre d abonnée, on met en commun une partie du réseau (circuits, commutateurs, etc ). Pour que n importe quel abonné puisse communiquer avec n importe quel autre, les lignes sont groupées en des points de commutation permettant l interconnexion à la demande.

Point de Commutation

Figure 5 : Structure point de commutation Chaque abonné est raccordé par une ligne téléphonique sur un commutateur (analogique) qui lui permet d exprimer son besoin au niveau du commutateur. Ainsi l opératrice présente dans le central prend la demande et essaie de trouver le correspondant sollicité et établit la liaison entre l entrée et la sortie concernée.

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Le nombre d abonnés croissant et les pertes en ligne (une ligne d abonné ne peut pas dépasser une certaine longueur en fonction du type de ligne et du diamètre des conducteurs), il devient indispensable de disposer dans un même réseau téléphonique plusieurs commutateurs. Pour assurer le service universel, c est à dire que tous les abonnés reliés à différents commutateurs puissent communiquer, il faudra alors établir un « chemin » entre les commutateurs deux à deux.

II-2-3-3 Structure maillée Elle consiste à relier deux à deux tous les commutateurs qui raccordent des abonnés afin que tous puissent être capables de se joindre au besoin. Le nombre de relations téléphoniques entre tous les commutateurs serait dans ce cas égal à : (nbre centraux) * (nbre de centraux - 1) Nbre de relations = 2

Figure 6 : Réseau maillé La plupart des pays ayant considérablement développé leur réseau de télécommunications au cours de la dernière décennie, la densité téléphonique est tel qu il est impossible de raccorder tous les commutateurs du pays deux à deux. Il a donc fallu donner aux matériels des fonctionnalités différentes, et certaines installations appelées : « Centre de Transit (régional ou national)» assurent l aiguillage du trafic entre les commutateurs recevant des lignes d abonnés. 16

II-2-3-4 Réseau étoilée

Figure 7 : Réseau étoilé Il permet de moins surcharger certains commutateurs et permet plus économiquement de relié tous les commutateurs du réseau. Chaque commutateur ne dispose que d une possibilité pour communiquer avec les autres d où le risque énorme d isolement lorsque cette liaison est interrompue.

II-2-3-5 Le réseau mixte

Figure 8 : Réseau mixte Dans un tel réseau il existe au moins deux « chemins » distincts entre deux commutateurs. Ils sont plus sûrs mais aussi plus onéreux. 17

II-2-4 Les contraintes des réseaux téléphoniques Un abonné quelconque du territoire doit pouvoir communiquer avec n importe quel autre abonné du territoire national ou international, tout en respectant de courts délais d établissement de la communication et une bonne qualité de l audition. Quand il est possible d établir dans des telles conditions une liaison entre deux points quelconques, on dit que le service universel est assuré. La qualité de ce service est fonction de plusieurs contraintes : - organisation rationnelle du réseau téléphonique; - Les plans techniques fondamentaux: le plan d acheminement, le plan de transmission, le plan de numérotage, le plan de taxation, le plan de signalisation, le plan de signalisation et le plan de synchronisation. A ces six plans fondamentaux on peux ajouter ceux de la maintenance et de la qualité.

II-2-4-1 Organisation rationnelle d un réseau téléphonique II-2-4-1-1 généralités Pour assurer le service universel, le réseau téléphonique est constitué de commutateurs et de liaisons entre ces commutateurs appelées circuits. Les abonnés sont raccordés aux commutateurs par le système d abonné (ligne d abonné).

Telephone

Telephone Public switch

Public switch

Circuits

Systéme Commutateur

Systéme Commutateur

Figure 9 : Schéma général du RTC

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II-2-4-1-2 les différentes classes de commutateur Les autocommutateurs sont classés suivant leurs fonctionnalités comme vu plus haut (transit ou abonnés), mais également en fonction de leur importance : II-2-4-1-2-1 Les centres à autonomi

acheminement (CAA)

Les centres à autonomie d acheminement sont appelés ainsi parce que leurs organes de commande sont capables d analyser la numérotation reçue et de sélectionner une jonction vers le demandé (suivant les règles décrites précédemment). II-2-4-1-2-2 Les centres locaux (CL) Les centres locaux, généralement implantés dans des zones de faible densité téléphonique, doivent retransmettre tous les chiffres émis par les abonnés vers l autocommutateur hiérarchique de rattachement (le plus souvent un C.A.A), lequel écoulera leur trafic ; toutefois, certains CL sont capables de traiter leur trafic local (entre deux équipements de ce même centre). Leur capacité peut varier de quelques lignes en zones rurales à plusieurs milliers de lignes en zones urbaines. II-2-4-1-2-3 Les centres de transit (CT) Un centre de transit est un n ud de commutation des circuits écoulant le trafic entre les différents centraux téléphoniques d'un réseau. On peut avoir trois classes de centre de transit (transit régional, national, international). Le centre international est un centre de transit particulier qui assure écoulement du trafic entre le réseau national et le réseau international. Il peut être sous forme d un seul commutateur qui assure le trafic arrivé et départ du réseau national. On peut avoir aussi des centres internationaux (CI) dont la fonction d écoulement du trafic est réalisée dans un seul sens (départ ou arrivé). Dans ce cas on aura besoin des deux centres pour assurer tous les types de trafic en provenance ou à destination du réseau national. Toutefois, il peut exister dans les zones frontalières des chaînes locales internationales (C L I) écoulant du trafic de part et d autre de la frontière, sans transiter par le CTI principal.

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II-2-4-1-3 Les zones de desserte des différents centraux

Fig. répartition zonale d un RTC - la Zone Locale (Z.L) : à l intérieur de laquelle tous les abonnés sont raccordés sur le même autocommutateur, ou sur plusieurs commutateurs situés dans la même zone (les limitations de capacité matérielles et logicielles des centraux conduisent parfois à avoir plusieurs centraux couvrant la même zone). -

l a Zon e à Aut ono mi e d Ach emi n emen t (Z.A.A ) : est une entité servant d unité de gestion et de planification du réseau ; le trafic à l intérieur d une telle zone est traité différemment du trafic local et du trafic interurbain. En principe, une Z.A.A. contient un ou plusieurs C.A.A. Ces derniers peuvent être interconnectés, mais l ensemble du trafic hors zone (entrant ou sortant de la Z.A.A.) doit être traité par le même centre de transit.

- La zone de transit régionale (Z.T.R) : c est une zone à l intérieure de laquelle on peut retrouver plusieurs zones à autonomie d acheminement. Elle permet faciliter l exploitation et la maintenance du réseau. En effet les zones de transit régionales définissent un certain niveau de la répartition géographique des points de présence de l opérateur téléphonique. Dans une pareil zone, le trafic départ et arrivé doivent être gérer par un centre de transit généralement appelé centre de transit régional CTR ou centre de transit Secondaire CTS.

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Il peut servir de centre de transit aussi pour les trafics entre les différentes ZAA qu il abrite. - La zone de transit principale (ZTP) : c est la plus grande entité de répartition du trafic national d un RTC. Elle permet de faciliter l échange de trafic entre les extrémités du réseau de l opérateur. Son trafic départ et arrivé doit transité par le centre de transit primaire ou national (CTP ou CTN) qui est le commutateur de niveau hiérarchique le plus élevé dans le réseau national d un opérateur. II-2-4-1-4 L nvironnement du commutateur d abonnés. II-2-4-1-4-1 Les lignes d abonnés Les câbles utilisés pour desservir le réseau local (celui formé par les abonnés et leur centre de rattachement) ont un nombre de paires qui décroît en se rapprochant des installations d abonnés. Un câble dit « de transport », ayant une capacité de 112, 224 ou 448 paires, etc au départ du central permet de desservir un quartier en zone urbaine, où un « sous-répartiteur » assure la « distribution » vers des « points de concentration » représentant des groupes d habitations. De là se fait le « branchement » vers ces dernières. La longueur totale d une telle liaison (transport + distribution + branchement) est bien sûr très variable suivant que l on soit en zone rurale ou en ville. A titre d exemple, pour un pays à 30% de population en zone rurale, la longueur moyenne est de l ordre de 3,200 km. Les lignes d abonnés sont individuelles, il en va de même pour les signaux qui les parcourent ; ce sont : - l alimentation microphonique de l abonné, par un courant continu de quelques dizaines de milliampères, - la signalisation de l autocommutateur, destinée à informer l abonné, sous forme de tonalités, - La signalisation émise par l abonné (numérotation), sous forme de ruptures de boucle ou de fréquences codées, - Les signaux électriques véhiculant la parole de façon bidirectionnelle. Ces signaux sont généralement analogiques, mais aussi numériques dans le cas du RNIS, - Dans certains cas des signaux particuliers, tels que la retransmission de taxe par une fréquence hors bande.

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II-2-4-1-4-2 Les circuits Contrairement aux lignes, l utilisation des circuits est collective à l ensemble des abonnés d un central. Leur occupation est gérée en temps réel, par les ressources des autocommutateurs d extrémités, et le trafic qu ils écoulent est beaucoup plus important que celui de la plupart des lignes d abonnés qui restent de longs moments inactifs. De plus, la longueur des circuits est également beaucoup plus importante (plusieurs dizaines, voire centaines de kilomètres). On les regroupe donc par faisceaux sur des supports, afin d abaisser le coût des liaisons, et d en faciliter la maintenance. Ces supports sont en général des multiplex analogiques (systèmes à courants porteurs), ou temporels (Modulation par Impulsions Codées). - Les codes de signalisation : La signalisation circulant sur les circuits diffère également de celle des lignes d abonnés, car les procédures d établissement et de rupture nécessitent un vocabulaire de signalisation plus étendu, permettant de transmettre à l autre extrémité un grand nombre de commandes, de comptes rendus, et de signaux de contrôle et d asservissement. Les codes utilisés sont très variés suivant les pays, mais on rencontre très fréquemment le code R2 et le code CCITT n°5 dans la sous- région. Avec l évolution des réseaux, presque tous ces codes sont remplacés par la CCITT n° 7 (Signalisation Sémaphore 7 ou SS7) pour un meilleur temps de traitement des communications. - Gestion des échanges de signaux inter centraux : Le Réseau Téléphonique Commuté est, comme nous l avons vu, un réseau à commutation de circuits, c est-à-dire qu un circuit est attribué à l usager pendant toute la durée de la communication. L échange de signalisation relatif à cette communication peut également se faire sur le même circuit ; on aura donc à faire à une gestion : « voie par voie », ce qui signifie que chaque voie téléphonique véhicule sa propre signalisation. C est le cas du code R2, cité plus haut. Dans le but d optimiser la gestion de l acheminement des communications, la signalisation a été dissociée du circuit de parole, de façon à être traitée par des ressources spécifiques et transmise sur des liaisons de données. C est la signalisation sur « voie commune » encore appelée par « canal sémaphore ». Dans chaque commutateur, l unité de commande chargée du traitement est dédiée et centralisée, ce qui permet un investissement plus important en ce qui concerne les performances : utilisation d un code aux possibilités accrues (code SS7), ce qui permet l introduction de nouveaux services pour les usagers,

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traitement d un grand nombre de paramètres rendant possible la gestion en temps réel de tout le réseau d un pays, d où meilleur contrôle du trafic. Par ailleurs, l utilisation de liaisons de données augmente la rapidité des phases transitoires (temps d établissement plus court, perçu de l usager). NOTA : - Il existe un type particulier de commutateur appelé commutateur auxiliaire (CA) qui ne fait qu établir une liaison temporaire entre un abonné et son centre local de rattachement sans aucune analyse. Il fait partie intégrante du système d abonné. - Un même centre simultanément.

peut

jouer

plusieurs

rôles

cités

précédemment

Exemple - Abonné + Transit

- Transit secondaire + transit principal - Transit principal + transit international II-2-4-2 Plans techniques fondamentaux II-2-4-2-1 Plan d acheminement II-2-4-2-1-1Objectifs du plan et définitions des terminologies II-2-4-2-1-1-1Objectifs Dans un réseau qui comporte un grand nombre de commutateurs, il n est pas rentable de les relier deux à deux par des circuits de jonction ; en outre l écoulement du trafic est d autant plus efficace que les faisceaux de circuits constituant ces jonctions sont plus gros. D où la nécessité de hiérarchiser les voies d acheminement du trafic, afin de pouvoir concentrer son écoulement à travers certains n ds du réseau c est le plan d acheminement.

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II-2-4-2-1-1-2 Définitions des terminologies Ces différentes définitions intéressent surtout les services de planifications pour mieux cibler leurs domaines d actions. - Catégories des circuits : Les circuits sont distingués selon la nature des commutateurs qu ils relient. Le circuit local : relie le CL à son CAA La jonction locale : relie deux CAA d une même zone (entre deux centres dépendant d une même région par exemple). La jonction urbaine : c est une jonction locale à l intérieur d une zone urbaine. Le circuit interurbain : relie deux autocommutateurs appartenant à deux villes situées dans différentes zones de transit régional (centres situés dans deux ART par exemple). Le circuit international (intercontinental) : circuit dont les deux extrémités appartiennent à différents pays (continent). Le faisceau de circuits : l ensemble des circuits dont les extrémités de départ appartiennent à un même commutateur et les extrémités d arrivée à un même et autre commutateurs. - Catégories de réseaux Le résea u d a bo nnés (système abonnés) : comprend l ensemble des moyens de transmission et de commutation auxiliaires nécessaires pour relier un poste à son commutateur principal de rattachement. Le réseau urbain : comprend l ensemble des jonctions urbaines et les centres d abonnés et de transit urbains (CU/CTU) appartenant à une même zone urbaine. Le réseau interurbain : comprend l ensemble des circuits interurbains et commutateurs de transit nécessaires pour relier deux CAA n appartenant pas à une même ZAA.

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- Catégorie de trafic Le trafic interne : c est le trafic écoulé entre deux abonnés desservis par un même commutateur principal (non compris les unités éclatés pouvant écouler du trafic sans passer par le c ur de chaîne). Le trafic urbain : c est le trafic écoulé entre deux abonnés desservis par des CL, CAA, CU de la même ZU. Le trafic régional : c est le trafic écoulé entre deux abonnés rattachés à deux différents centres d une même région administrative des télécommunications (exemple ART). Le trafic inter - régional : c est le trafic écoulé entre deux abonnés n appartenant pas à une même zone de transit régional (trafic écoulé entre des commutateurs de deux ART). Le trafic international (intercontinental) : c est le trafic écoulé entre deux abonnés n appartenant pas au même réseau national. - Systèmes mis en jeu dans une liaison téléphonique nationale Le s ys tème bonnés : constitué de l ensemble des installations comprises entre le répartiteur principal du centre téléphonique et le poste de l abonné. Le système terminal : comprend l ensemble des installations allant du poste d abonné jusqu à l entrée du commutateur principal de rattachement (y compris le centre local s il existe). Il se confond avec le système d abonnés pour les commutateurs à autonomie d acheminement.

Figure 10 : Système d abonné et système terminal

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Le système interurbain : intègre les deux CAA d extrémités (s ils appartiennent à différentes ART) et tous les équipements (circuits et commutateurs) qui les relient.

Figure 11 : Système interurbain II-2-4-2-2 Hiérarchisation des centres de commutation II-2-4-2-2-1Communication national Un centre local n ayant pas d autonomie d acheminement, le problème consiste à pouvoir faire communiquer n importe quel centre primaire avec n importe quel autre, soit directement soit par l intermédiaire d un ou de plusieurs centres de transit nationaux ou internationaux. Chaque centre primaire est donc relié à un autre centre plus important, appelé centre secondaire, celui-ci étant lui-même relié à un centre encore plus important, le centre tertiaire etc... C est la hiérarchisation du réseau. Cette hiérarchisation désigne sans ambiguïté les centres de transit intervenant dans l établissement de la communication. Le chemin ainsi établi est dit chemin « normal ».

Figure 12 : Hiérarchie des centraux 26

II-2-4-2-2-2 Hiérarchisation d

éseau de type urbain

- La structure strictement hiérarchisée

Figure 13 : Structure strictement hiérarchisée Les commutateurs d abonnés dépendent d un et d un seul commutateur de transit pour les appels en départ et en arrivée. Les inconvénients majeurs de cette structure sont le risque d isolement en cas de rupture d une liaison et l encombrement de certains commutateurs. - La structure hiérarchisée en arrivée

Figure 14 : Structure hiérarchisée en arrivé seulement Les commutateurs d une même zone dépendent d un et d un seul commutateur de transit pour le trafic arrivée. En cas de rupture d une liaison, toute la zone est perturbée du fait que les liaisons départ sont très petites.

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- La structure hiérarchisée en départ

Figure 15 : Structure hiérarchisée en départ seulement Les commutateurs d une même zone dépendent d un et d un seul commutateur de transit pour les communications départ. Pour plus de sécurité, la liaison départ est partagée entre deux centres de transit. La tendance actuelle est de tirer les faisceaux départ vers deux centres de transit distincts. Ceci permet d assurer la continuité de l écoulement du trafic en cas de saturation ou de dérangement d un des faisceaux. - Les faisceaux transversaux En réalité, on trouve rarement dans les grands réseaux la structure précédemment décrite, puisque le trafic entre certains centres d abonnés (centres de transit) est tel qu il est souvent plus rationnel d ouvrir des faisceaux directs entre ceux-ci, plutôt que de contribuer à l engorgement des centres de transit qui forment un goulot d étranglement. Les faisceaux directs ainsi créés se nomment aussi : « faisceaux transversaux ».

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Figure 16 : Faisceaux transversaux II-2-4-2-2-3 Communication internationale Le CCITT avait proposé la hiérarchisation suivante pour l écoulement du trafic international :

Figure 17 : Communication internationale 29

CTI centre de transit international qui relie les pays. CTN ou CTP centre de transit national qui relie les CTS ou CTR. CTS ou CTR centre de transit secondaire ou régional qui relie les CAA d une région. II-2-4-2-3 Règles d acheminement On appelle acheminement, le choix par un commutateur A de départ, des directions (faisceaux de circuits) à prendre pour atteindre un autre commutateur B d arrivée. Pour qu il ait choix, il faut : - Que le commutateur de départ soit capable d effectuer un choix (CAA) ; - Qu il existe des faisceaux transversaux (s il n y a qu une possibilité, il n y a pas de choix). Actuellement, quatre principes régissent l acheminement des communications vers l autocommutateur du destinataire : II-2-4-2-3-1 le principe du « pas à pas » Ainsi appelé parce que la traversée de plusieurs centres est souvent nécessaire pour atteindre l abonné demandé. Cela impose un échange de signalisation entre ces différents autocommutateurs. Chaque commutateur, en fonction des chiffres reçus fait un choix de chemin parmi tous les faisceaux (faisceaux transversaux ou normaux) donnant accès directement au commutateur l abonné ou via un centre de transit et établit la connexion sans connaître l état d encombrement de l aval. Chaque fois que l on aboutit à un centre de transit, le processus se répète identique à lui-même à partir de ce commutateur de transit. La vision globale du réseau national déterminant en temps réel les différents itinéraires constitue l évolution rendue possible par l utilisation du code C.C.T.T. N°7 ou SS7. II-2-4-2-3-2 «

indépendance de l amont »,

Ici l origine de l appel n est pas prise en compte dans la détermination de l acheminement. Chaque fois qu un commutateur veut traiter une communication il se comporte comme si l appel prenait naissance chez lui et donc ne prend pas en compte la source en effectuant ces choix.

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II-2-4-2-3-3 La règle des « trois choix » La présente règle, en cas de saturation du faisceau habituel (généralement un faisceau transversal), un acheminement dit de : « 2eme choix » (par exemple le faisceau normal vers le centre de transit, lequel a peut être des jonctions disponibles vers le commutateur du demandé). Si aucun autre chemin ne peut être trouvé, l appel est aiguillé vers un dispositif d nnonces parlées informant le demandeur de l encombrement des circuits (ceci constitue en fait le « 3eme choix »). II-2-4-2-3-4 L acheminement « au plus loin » Lorsqu on dispose, comme vu plus haut, de plusieurs faisceaux possibles pour écouler un appel, le 1er choix sera toujours celui permettant d atteindre directement l autocommutateur le plus proche de celui de l abonné demandé (c est-à-dire entraînant la traversée du moins de centres possibles), le dernier choix étant le faisceau normal. Remarques : - Dans la pratique, tous les faisceaux transversaux ne sont pas construits (raisons économiques) ; - C est un acheminement pas à pas - Pour des raisons techniques, afin de faciliter l exploitation du réseau, dans la plupart des commutateurs, la règle des « trois choix » est appliquée. - L acheminement n est pas réciproque c est-à-dire que le chemin de A vers B n est pas forcément le même que celui de B vers A. La notion de débordement Les faisceaux normaux sont des faisceaux généraux puisqu ils permettent d accéder à n importe quel point du réseau. Ils sont suffisamment dimensionnés pour que le taux de perte (nombre d appels perdus pour 100 appels présentés) soit très faible (moins de 1%). Au contraire les faisceaux transversaux écoulent un trafic destiné à un commutateur spécifique. En cas d encombrement de ce faisceau il sera toujours possible d acheminer les appels via le normal (débordement). Le trafic de débordement sur le faisceau de premier choix peut atteindre 30% du trafic total écoulé dans cette direction (taux de perte très élevé).

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Figure 18 : Faisceaux de débordement II-2-4-2-2 PLAN DE TRANSMISSION II-2-4-2-2-1Objectifs du plan de transmission Lors de la transmission de la conversation, le signal téléphonique transmis subit toujours un affaiblissement plus ou moins important suivant le type de support utilisé et la distance de transmission. Cet affaiblissement ne doit pas dépasser une certaine valeur au-delà de laquelle la communication devient inaudible. Le plan de transmission a pour but de définir les valeurs maximales des affaiblissements admissibles sur les différents tronçons de la liaison téléphonique, afin que même dans les pires des cas cette limite ne soit pas atteinte. II-2-4-2-2-2 Définitions des terminologies - Communication nationale : une communication téléphonique interurbaine établie entre deux abonnés peut se décomposer en trois tronçons : le système terminal du demandeur, la chaine interurbaine, le système terminal du demandé.

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- Communication internationale : Une communication internationale se compose de trois grandes parties : deux systèmes nationaux (un système à chaque extrémité), un système international composé d un ou plusieurs centres de transit internationaux interconnectés par des circuits internationaux. II-2-4-2-2-3 Répartition des équivalents - Equivalent de référence : c est la valeur maximale d affaiblissement autorisée sur un signal lors de sa traversée à un point donné du réseau. Le CCITT a limité à 36 db la valeur maximale de l affaiblissement du signal transmis pour les communications établies par voies automatiques, et à 40 db pour les communications établies par une opératrice, comme valeurs de référence. - Equivalent de référence pour le système terminal : Cet équivalent est différent selon le sens de transmission : à l émission 16 dB (abonné vers CL) à la réception 07 dB (CL vers abonné) Il faut ajouter à ces valeurs 1,5 dB éventuellement pour un poste supplémentaire. Ce qui fait pour l ensemble du système terminal (2 extrémités) un total de 26 db. Soit : Emission (16 + 1,5 = 17,5 dB) + Réception (7 + 1,5 = 8,5 dB) - Equivalents nominaux sur la chaîne interurbaine : Il reste pour la chaîne interurbaine (36 26) = 10 db ou (33 26) = 7 db selon la valeur choisie dans le plan de transmission national. Il convient de retenir les valeurs suivantes : traversée d un centre 2 fils : 1 dB traversée d un centre 4 fils

: 0 dB

circuit 4 fils

: 0 dB

circuits 4 fils terminé par 2 fils : 2,5 dB Ainsi quel que soit le nombre de centres de transit 4 fils intermédiaires, l équivalent entre deux terminaisons 2 fils est toujours de 5 db.

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II-2-4-2-2-4 Nouvelles recommandations du CCITT - Communications internationales : Le plan de transmission international utilise les équivalents de référence corrigés : ceci en considérant que la chaîne à 4 fils d une liaison internationale comprend au plus 12 circuits nationaux à chaque extrémité et 4 circuits internationaux). Le CCITT fixe la valeur maximale des équivalents de référence corrigés des systèmes internationaux, pour toutes les communications à 25 dB à l émission et 14 dB à la réception. L équivalent de transmission de chaque circuit international analogique est limité à 0,5 dB entre ses extrémités virtuelles et celui de chaque circuit international numérique est réglé à 0 dB. -

Communications nationales : Le plan de transmission national utilise les équivalents de planification. Pour les systèmes nationaux à l émission et à la réception. Ces grandeurs sont numériquement égales aux équivalents de référence corrigés. Par analogie avec les avis du CCITT relatifs aux communications internationales, les valeurs des équivalents de planification des demi communications nationales seront limitées supérieurement à 25 dB à l émission et 14 dB à la réception

La répartition des équivalents de référence corrigée à l intérieur du réseau national est laissée à l initiative de chaque administration à condition de respecter les recommandations du CCITT ci-dessus. II-2-4-2-3 Plan de numérotage - Un numéro unique : Dans le monde entier, chaque abonné a un numéro significatif unique pour être identifié sans risque d erreur. Il a donc été nécessaire de planifier la numérotation, lors de l intégration des réseaux nationaux dans un réseau automatique mondial, afin de garantir l unicité du numéro d un abonné. - Le numérotage : est l attribution des numéros aux abonnés. - La numérotation est la composition, à partir d un clavier ou d un cadran du numéro permettant d atteindre un abonné ou un service. La numérotation peut se décomposer en deux parties : le préfixe et le numéro proprement dit.

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II-2-4-2-3-1 Le préfixe C est une commande à 1, 2 ou 3 chiffres qui indique à l autocommutateur à quel type de fonction s adresse la numérotation qui va suivre. (Exemple : 00 préfixe d accès à l international, 16 préfixe d accès à l interurbain en France) II-2-4-2-3-2 La numérotation La numérotation est définie par les avis E 160 à E 165 du CCITT. Le système de numérotation recommandé est le suivant : Préfixe interurbain

0

Préfixe international

00

Numéro d abonné

XN

Indicatifs interurbains YN Où N = un ou plusieurs chiffres quelconques X = un chiffre autre que 0 et 1 Y = un chiffre autre que 0 Le numéro d abonné se compose d autant de chiffres que nécessaire. Dans un pays le numéro de l abonné peut être de longueur fixe dans ce cas on dit que le plan de numérotage du pays est fermé ou de longueur variable dans ce cas on dit que le plan de numérotage est ouvert. Chacun de ces deux plans de numérotage porte des caractéristiques bien spécifiques. - Plan de la numérotation fermée : Le commutateur reconnaît facilement par comptage des chiffres au fur et à mesure de leur réception, la fonction que chacun d entre eux (les chiffres) exerce dans la numérotation, ainsi que la fin de la numérotation après le dernier chiffre. Ce centre peut donc vérifier avant la prise d un circuit départ vers le centre distant que le numéro composé par l abonné demandeur est valide, ce qui évite de lancer dans le réseau une communication dont le numéro n a pas tous les chiffres requis ou que le demandeur a abandonné. Toutefois ce réseau se prête mal à la modification du plan de numérotage.

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-

Plan de la numérotation ouverte : Un numéro de longueur variable offre l intérêt, pour le plan de numérotage, d une grande économie dans la numérotation et d une grande adaptabilité à l augmentation du nombre de numéros à contenir. Par contre une numérotation ouverte coûte beaucoup plus cher (enregistreurs plus complexes) et risque de perdre des appels valides par libération prématurée en cas d hésitation lors de la composition du numéro par le demandeur. En effet le centre ne connaissant pas la longueur du numéro, considère que la numérotation est terminée lorsqu il s écoule un certain délai (3 à 20 sec) après la réception du dernier chiffre composé.

II-2-4-2-3-2-1 La numérotation nationale Quelque soit le système de numérotation adopté, il est préférable qu il soit uniforme pour tout le pays. Les numéros d abonné sont généralement composés : - d un numéro identifiant le réseau (dans les grands pays) - d un numéro identifiant le central (ex : PQ) de 1, 2 ou 3 chiffres - d un numéro à 3 ou 4 chiffres identifiant l abonné dans le central (ex : MCDU). Les deux dernières parties constituent le numéro local de l abonné. NOTA : La notation de PQ du central est surtout lié au fait que les centraux électromécaniques avaient une capacité maximale de 10.000 abonnés. Actuellement avec l apparition des centraux électroniques, un même central peut avoir plusieurs PQ. Exemple du réseau fixe d

range Sénégal:

339 51 5816 N° de l'abonné Central de Thiès Province

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338 25 1922 N° de l'abonné Central de Dakar Province

II-2-4-2-3-2-2 La numérotation internationale Le plan de numérotage international qui met en cause des millions d abonnés à travers le monde entier a été défini par l vis Q10 du CCITT. - Le préfixe international de 1 à 3 chiffres selon les pays et les systèmes, donnant accès au réseau international. Le CCITT recommande le « 00 » comme préfixe international. - Le numéro international (maximum 12 chiffres) comprenant : le numéro du pays ou indicatif du pays (1 à 3 chiffres) le numéro national de l abonné. Exemple de numéros internationaux : Sénégal : 221 824 98 06 (ESMT), France : 33 2 56 70 07 07 (IRET Pessac à Bordeaux - France) II-2-4-2-3-3 Les autres services - Les services spéciaux : Ce sont des services d urgence ou de renseignements dont le numéro est unique quelque soit l endroit où l on se trouve dans un pays. Les indicatifs associés à ces services doivent être courts et commencer par le chiffre « 1 » (recommandation du CCITT). Par conséquent aucun autre PQ ne doit avoir comme premier chiffre le « 1 ». De plus on n utilise pas les symboles tels que * ou . - Les services supplémentaires : Ce sont des services tels que le réveil automatique, la conférence, le renvoi d ppel, la numérotation abrégée, etc. Chaque fois que cela est possible, l usager doit lui-même pouvoir commander l accès aux services téléphoniques supplémentaires, ce qui lui est plus commode et évite au service des télécommunications de mettre en uvre du matériel et du personnel pour répondre à ces besoins.

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L accès à chacun de ces services supplémentaires nécessite un schéma de codage d une capacité suffisante pour pouvoir satisfaire à tous les besoins raisonnables et prévisibles pour l avenir. Les postes à clavier permettent d utiliser à cet effet, en plus des chiffres décimaux (1 à 0), des symboles *, et le bouton de rappel. II-2-4-2-3-3 Le plan de numérotage national Eut égard à l équipement de commutation, un plan de numérotage doit satisfaire aux deux exigences suivantes : - que le numéro de l bonné soit le plus court possible, tout en répondant aux besoins présentes et futurs (à terme d au moins quelques dizaines d années) en capacité de numérotage, compte tenu des besoins dus à l intégration des services particuliers (services mobile maritime et terrestre, recherche de personne, libre appel, etc). - que la connaissance du ou des premiers chiffres permette à la commande de savoir s il s agit d un appel adressé à un abonné de la même zone de numérotage ou d une autre zone dans le même pays, d un appel international ou d un accès à un service spécial. Le plan de numérotage étant défini, il doit être spécifié dans les cahiers de charges pour la fourniture de nouveaux centres de commutation. La modification d un plan de numérotage est très coûteuse, très difficile et très mal aperçue par les abonnés. Il convient alors de bien veiller, lors de son établissement, à ce qu il soit adapté aux besoins des décennies à venir (30 à 50 ans). Dans le cas d un réseau jeune et qui se développe très rapidement, il est préférable de faire la modification du plan de numérotage le plus tôt possible. Cela permettra de réduire le coût de la modification car peu de centraux automatiques seront concernés et le nombre d abonnés en service est moins élevé d où une plus grande possibilité de sensibilisation et d information. Cela est d autant plus valable s il s agit de centraux électromécaniques. Les centraux électroniques sont pratiquement indépendants du plan de numérotage. En effet ces centraux disposent de tables de correspondances (entre un numéro d équipement et un numéro d annuaire quelconque) facilement modifiables par Relations Homme Machine (RHM).

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II-2-4-2-4 Le plan de taxation II-2-4-2-4-1 Généralité sur la taxation Le téléphone est un service public mis à la disposition du client. Celui-ci participe à l amortissement des équipements de deux manières : - par des redevances fixes : abonnement, raccordement, transfert, travaux, avances remboursables, etc. - par des redevances d usage qui sont proportionnelles à l usage du téléphone (communications, renseignements, services utilisés, etc). II-2-4-2-4-2 Les différents modes de taxation Les principales modes de taxation sont les suivantes : - Redevances périodiques forfaitaires : Chaque abonné paye une redevance fixe pour une période d abonnement donnée. C est le mode de taxation le plus simple. Il présente aussi l avantage de ne pas nécessiter un appareillage de taxation. Mais son inconvénient est que l administration des télécommunications ne dispose d aucune indication d ordre monétaire sur le nombre et la durée des communications. On pourra aussi lui reprocher, en cas d encombrement du réseau, de ne pas adapter ses installations au trafic écoulé et de ne pas se soucier de la qualité du service fourni. Inversement si le réseau est utilisé par les abonnés pour la transmission de données, il y a risque d occupation d une ligne pendant très longtemps sans qu elle ne soit taxée davantage. - Taxe forfaitaire unique à la conversation : Dans ce mode de taxation, une seule taxe unitaire est perçue pour toute communication taxable indépendamment de la durée et de la destination. Son application se limite généralement à la zone locale. Ici les télécommunications ont l idée du nombre de communications écoulées mais l usager est toujours tenté de prolonger sa communication car la taxe est toujours la même. - Taxation en fonction de la durée : Dans ce mode de taxation, la taxe est fonction de la distance et de la durée de la communication. La période de temps est fixe (par exemple 3 mn) et le prix de cette unité dépend de la distance. Ce mode de taxation est le plus souvent utilisé pour les communications manuelles.

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- Taxation par impulsions périodiques : C est le système le plus souvent utilisé aujourd hui pour les communications automatiques. Dans ce type de taxation, le prix de la taxe de base (TB) est fixe (55 CFA par exemple), et cette taxe de base autorise une durée de communication inversement proportionnelle à la distance. Cette durée variable correspondant à une TB qui s appelle le pallier de taxe. - Tarifs multiples : Quand les communications sont taxées à la durée, on peut moduler le tarif de ces communications en fonction de l'heure de la journée, voire du jour, de manière à obtenir une répartition des appels dans le temps. La modulation du tarif dépend des administrations et de l objectif fixé. - Taxation des services : Dans le cadre de sa politique tarifaire les services des télécommunications peuvent décider des tarifs applicables aux services qu ils rendent (Renseignement, Réveil automatique, conférence, et Ces tarifs dépendront d une administration à l autre. II-2-4-2-4-3 Les problèmes liés à la taxation La taxation est le lien le plus sensible avec la clientèle. Le fait qu elle soit un paiement différé du service rendu, qu il y ait un monopole ressenti parfois comme arbitraire, qu elle soit la plupart du temps présentée sous forme globale sans justificatifs détaillés, que les compteurs ne soient pas chez l abonné, tout ceci fait que la moindre erreur est aussitôt amplifiée et jette un discrédit coûteux sur le service téléphonique. Coûteux : - car il décourage des clients potentiels à s abonner au téléphone (perte de recette) - par les retards de paiement, le temps perdu et le personnel affecté au traitement des contestations de taxes. C est donc le point sur lequel doit porter l effort maximum, et qui doit être le plus fiable de tout le système, tant du point de vue technique que commercial. II-2-4-2-4-4 Caractéristiques du plan de taxation Il est établi dans le cadre d une politique tarifaire globale des télécommunications et élaboré le plus souvent sous le contrôle de l état (Ministre des Finances, de l Information, etc maintenant des opérateurs privés).

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Le plan de taxation doit être cohérent, équitable, suffisamment simple pour être compris des clients et permettre, à l administration des télécommunications de percevoir des recettes d un montant sans causer une concurrence préjudiciable à d autres services des télécommunications. Il doit être enfin conçu de telle sorte qu il puisse être réajusté périodiquement sans que sa structure soit remise en cause. II-2-4-2-5 Plan de signalisation La mise en vre d un réseau téléphonique implique l existence d un moyen d échange d informations, d une part entre terminaux et autocommutateurs, d autre part entre autocommutateurs. Ce moyen d échange et l ensemble des procédures associées constituent la signalisation téléphonique. On distingue en général deux types de signalisation : - la signalisation terminale, échangée entre les postes d bonnés et les autocommutateurs. - La signalisation inter- automatique, échangée entre les autocommutateurs. Ce sont notamment les codes de signalisation dont le plus utilisé de nos jours dans les réseaux traditionnels est la signalisation sémaphore 7 (SS7) Le plan de signalisation détermine pour chaque réseau le (s) système(s) de signalisation utilisé (s) (ou à utiliser à long terme). Les systèmes de signalisation seront plus détaillés ultérieurement dans le module signalisation téléphonique. II-2-4-2-6 Plan de synchronisation II-2-4-2-6-1 Objectifs Le plan de synchronisation a vu le jour avec l apparition des systèmes numériques. Les problèmes de synchronisation se posent dès le moment où des systèmes numériques coexistant dans les réseaux de télécommunications. En effet, tout écart excessif entre fréquences des horloges de systèmes électroniques interconnectés entre eux est source d altération des informations véhiculées par le réseau. L objectif du plan de synchronisation est de fixer les limites du taux de glissement et de déterminer les méthodes de synchronisation des réseaux international et national.

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II-2-4-2-6-1 Modes de synchronisation Du point de vue de la synchronisation, l exploitation d un réseau numérique peut se faire de deux manières : - exploitation plésiochrone : dans ce type d exploitation, les horloges des centraux numériques fonctionnent indépendamment les unes des autres ; par contre elles ont la même fréquence nominale et leur précision est très grande (seules les horloges atomiques au césium répondent à ce critère). - exploitation synchrone : tous les centraux d un réseau numérique sont directement ou indirectement liés pour permettre un fonctionnement au même rythme. Deux méthodes sont utilisés dans le cas de l exploitation synchrone (synchronisation maître/esclave et synchronisation mutuelle).

II-3 Le Réseau Numérique à Intégration de Services II-3-1 les limites du RTC LE RTC est un réseau téléphonique qui comporte un certains nombre de limites très contraignant pour la satisfaction effective et durable du client final. De sa structure et son fonctionnement ressortent les limites suivantes : - intelligence concentrée dans les commutateurs : en effet dans le RTC, toutes les décisions sont prises au niveau du commutateur par son organe de commande. Ainsi tout réseau dépend du bon fonctionnement de ces derniers - réseau local analogique : toutes les informations circulant (signalisation et communication son analogique ce qui consomme énormément de ressources - un réseau mono service qui ne fournit que le service voix, - utilise uniquement la commutation de circuits : il y a une réservation non optimale des ressources sans possibilité d une gestion dynamique de ces dernières.

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De ces différentes limites découlent les conséquences qui peuvent se résumer comme suit : - une évolution par paliers (ensemble d évolutions fonctionnelles et matérielles) ; - évolutions qui s appliquent à l nsemble des autocommutateurs du réseau CAA et CT) ; - complexité élevée : génération des équipements et constructeurs différents ; - développements (volume de travail) et coûts importants ; - délais importants pour le développement des services (2 à 3 ans).

II-3-2 Caractéristiques du RNIS II-3-2-1 Définition Le RNIS (Réseau Numérique à Intégration de Services), est un réseau développé en général à partir d'un réseau téléphonique numérisé, qui autorise une connectivité numérique de bout en bout assurant une large palette de services: voie, donnés, images, auxquels les usagers ont accès par un ensemble limité d'interfaces polyvalentes. Le RNIS est plutôt un accès universel aux réseaux téléphoniques traditionnels, ou plus exactement à ces services supports. Cela implique donc une signalisation "intelligente" : la signalisation par canal sémaphore.

II-3-2-2 Signalisation hors bande et

ntégration des services

Une des fonctions majeures de la téléphonie consiste à acheminer, entre les dispositifs de commutation publics ou privés, des indications concernant la destination, le succès ou non d'un appel, la facturation, le routage... Différents modes d'acheminements ont ainsi vu le jour : circulation de tonalité dans la bande de base, usage d'un canal dédié pour ces messages, usage d'un code multifréquence...

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Figure 19 : Réseau de signalisation SS7 Dans le cadre du RNIS, deux types de signalisation ont été normalisés. Ils sont tous les deux basés sur les concepts de transmission de données informatiques. Il s agit : - La signalisation interne au réseau relève d'une norme CCITT dite "numéro 7", intitulée SS7 - La signalisation externe au réseau, c'est-à-dire la signalisation à laquelle l'usager a accès, est dite "protocole D" ou encore RNIS, et sera détaillée plus loin. Ainsi, la signalisation est véhiculée par un réseau de transmission de données (réseau sémaphore) qui s'apparente à un réseau de datagrammes et qui est distinct du réseau de circuits téléphoniques.

Figure 20 : Signalisation voie par voie

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Figure 21 : Signalisation par canal sémaphore

II-3-2-3 Concept du RNIS Le Réseau Numérique à Intégration de Services (RNIS) offre la possibilité de faire passer tous les types d information à savoir : voix, écrit, données, Images sur une même installation. Cela à pour conséquences immédiats : une grande souplesse au niveau de l installation. Lors de reconfigurations des locaux, le câblage demeure, seuls les terminaux sont à déplacer.

Figure 22 : Installations chez l abonné avant le RNIS Avant l intégration apportée par le RNIS, chez l abonné, on avait autant de raccordements et de câblages que de services demandés.

Figure 23 : Installation chez l abonné avec le RNIS

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Avec le RNIS, grâce à une seule prise de raccordement on a : -

Un seul accès

-

Un seul câblage

-

Une seule facture

-

Un seul numéro

uaire

Ce qui confère au RNIS le concept des « 5 SEUL »

II-3-2-4 les Avantages pour l utilisateur Avec la souplesse apportée par l intégration des services, les répercutions positives sont assez considérable pour le client. En réalité on a : - Réduction des coûts : la notion de raccordements physiques particuliers et de terminaux spécifiques à chaque réseau disparaît. - Meilleure efficacité : on évite ainsi l interfonctionnement des réseaux qui conduit fréquemment à niveler par le bas les possibilités offertes et cumule les défauts de chacun des réseaux concernés. - Commodité d ilisation : l utilisateur n a plus à se soucier des différentes procédures d accès particulières à chaque réseau qui sont source de fausses man uvres. - Relations commerciales simplifiées : l utilisateur n a plus, en ce qui concerne la facturation et la maintenance, des interlocuteurs différents. En effet si le RNIS se veut un réseau universel, et si en réalité il n intègre pas tous les services, il supporte un grand nombre. Par ailleurs, un abonné RNIS peut non seulement communiquer avec un autre abonné RNIS, mais aussi avec tout abonné sur le RTC. Le RNIS repose sur des concepts qui lui permettent des améliorations importantes au cours du temps. Ainsi il pourra intégrer de plus en plus de services.

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II-3-2-5 Les contraintes du RNIS Pour pourvoir assurer ces différents avantages énumérés le réseau doit répondre à un certains nombres de contraintes. En effet la structure du réseau doit être basée sur : - Des commutateurs temporels ou numériques - Des artères de transmission numériques - Des URA pour abonnés RNIS - Des lignes d abonnés numériques - Des installations d abonnés numériques - Une signalisation en mode message - Un réseau synchronisé Par ailleurs, le réseau doit disposer des services supports, des téléservices et des compléments de services et des applications afin que l tégration puisse être effective.

II-3-2-6 Les accès RNIS Le terme accès remplace celui de ligne d abonné. Le terme accès évoque plus un système de raccordement multiservice et multi-terminal. Il existe deux types d accès RNIS : - Accès de Base, - Accès Primaire. II-3-2-6-1 Accès de Base L accès de base est supporté par la traditionnelle paire bifilaire et est structurée en 2 canaux B à 64 kbits/s pour le transport de la parole et des données en mode circuits et un canal D à 16 kbits/s pour la signalisation et le transport de données en mode paquet.

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Figure 24 : Accès de base RNIS Les différentes interfaces de l accès de base ont des débits de fonctionnement différents.

Figure 25 : Débits des interfaces de l accès de base Remarques : - Le débit réel à l interface U des systèmes 4 fils et 2 fils à annulation d écho (AE) est de 160 kbits/s et permet d assurer le débit utile de 144 kbits/s. Les 16 kbits/s supplémentaires servent à la synchronisation, à la gestion et à la surveillance de la ligne d abonné. -

débits réels aux interfaces S, T (192 kbits/s) ou V (256 kbits/s) sont, de même, différents des débits utiles. Ils incluent, en effet, des besoins supplémentaires liés à : La surveillance de la liaison, La synchronisation des informations, La gestion de l ITA (interfaces S, T).

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II-3-2-6-2 Accès Primaire L accès primaire est supporté par un MIC (recommandation G703) structuré en 32 IT dont 30 canaux B à 64 kbits/s pour le transport de la parole et des données en mode circuits et un canal D à 64 kbits/s pour transmettre la signalisation et les données en mode paquet X25 (accès direct au réseau X25). Le débit total est de 2048 kbits/s.

Figure 26 : Accès primaire RNIS II-3-2-6-3 Terminologies - TNR : Terminaison Numérique de Réseau, interface de ligne côté installation d abonné, - TNA : Terminaison Numérique d Abonné, interface privée d bonné, intégrant généralement une fonction commutation (PABX RNIS), - TL : Terminaison de Ligne, interface de ligne côté réseau, - AT : Adaptateur de Terminal, permet de raccorder les anciens terminaux sur la nouvelle prise S, - TC : Terminal de Commutation, interface avec le réseau de commutation, - TE : TErminal d abonné, TE1 s il est directement sur la prise S et TE2 ou TE3 s il est connecté via un adaptateur.

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CHAPITRE III : LES RESEAUX DE TELECOMMUNICATIONS MOBILES III-1 Réseaux mobiles de première génération (1 G) Les réseaux de télécommunications mobiles sont des réseaux dont les architectures sont basées sur des principes de mobilité de l abonné qui a souscrit aux services voix et données. Les premiers réseaux mobiles qui ont vu le jour étaient tous basés sur le principe de l analogie avec des concepts non rationnels d utilisation des fréquences radio. Parmi ces réseaux mobiles de première génération on peut retenir l AMPS, le TACS et l ETACS. - AMPS (Advanced Mobile Phone System), apparu en 1976 aux Etats-Unis, constitue le premier standard de réseau cellulaire. Utilisé principalement OutreAtlantique, en Russie et en Asie, ce réseau analogique de première génération possédait de faibles mécanismes de sécurité rendant possible le piratage de lignes téléphoniques. - TACS (Total Access Communication System) est la version européenne du modèle AMPS. Utilisant la bande de fréquence de 900 MHz, ce système fut notamment largement utilisé en Angleterre, puis en Asie (Hong-Kong et Japon). - ETACS (Extended Total Access Communication System) est une version améliorée du standard TACS développé au Royaume-Uni utilisant un nombre plus important de canaux de communication. Il intègre une gestion des ressources radio, sélection de la meilleure fréquence, réalisation des transferts inter-cellulaires (handover).

III-2 Réseaux mobiles de deuxième génération (2 G) En 1990, le passage au monde numérique a apporté de nouvelles améliorations et performance dans le monde des télécommunications. Entre autres on a : une meilleure restitution de la parole, une optimisation des ressources radio, de nouveaux services (données) et un cryptage de l information. Tout ceci a favorisé l émergence des réseaux mobiles 2G. Les différentes normes qui ont émergées sont : le GSM (Global System for Mobiles Communications), IS-95 ((InterimStandard 95) et le PDC (Personal Digital Cellular). Le GSM est une norme européenne des réseaux mobiles 2G.

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Dans la suite nous aborderont les composants d une architecture 2G suivant les spécifications de la norme GSM.

III-2-1 Architecture d un réseau GSM Dans le GSM, on appelle station mobile (MS) l ensemble formé par l équipement mobile et la carte SIM comportant toutes les caractéristiques de l abonnement auquel un usager a Souscrit.

Radio Sub-System

Network Sub-System

Figure 27 : Architecture générale GSM Un réseau mobile GSM est composé de trois grandes parties : - Sous-Système Radio BSS, - Sous-Système Réseau NSS - Sous-Système d Exploitation et de Maintenance OSS

III-2-1-1 le Sous-Système Radio

Figure 28 : Composants du Sous-Système Radio 51

Le sous-système radio d un réseau GSM est composé de deux (2) grands éléments à savoir : les stations de base BTS (Base Transceiver Station) et les contrôleurs de station de base BSC (Base station Controller). III-2-1-1-1 BTS Base Transceiver Station Les BTS servent de relais d information entre la station mobile et le réseau. Entre autres, elle assure la couverture radio, fait des mesures sur la qualité des communications qu elle transmet directement au BSC et gère la liaison de trafic et de signalisation avec la BSC. III-2-1-1-2 BSC Base Station Controller La BSC est une entité qui gère les ressources radio. Entre autres, elle constitue des points de concentration de plusieurs BTS, contrôle la puissance et la qualité des communications, gère les appels (établissement, supervision, libération) sous l ordre du MSC, Ils assurent l allocation de ressources radio (interprète les messages de signalisation), gère les BTS à travers l interface Abis;

III-2-1-2 NSS Network SubSystèm

Figure 29 : Les composants du sous-système réseau C est le c ur du réseau GSM. Il est composé de la MSC et des bases de données de gestions des abonnés notamment VLR, HLR, AuC, EIR.

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III-2-1-2-1 MSC Mobile Switching Center C est l élément intelligent du réseau GSM, il est centre de prise de toutes les décisions relatives aux communications. Entre autres, elle Oriente les signaux vers les BSC, elle établi la communication en s appuyant sur les BD et assure l interconnexion avec les réseaux téléphoniques fixes (RTC, RNIS), les réseaux de données ou les autres PLMN (Public Land Mobile Network). La MSC assure aussi la cohésion des BD du réseau (HLR, VLR) et participe à la gestion de la mobilité des abonnés. III-2-1-2-2 VLR Visitor Location Register C est la base de données locale pour une MSC. Elle contient les mêmes informations que dans le HLR, avec en outre l'identité temporaire de l'utilisateur, ou TMSI, et sa zone de localisation LA, qui n'est autre qu'un sous-ensemble de cellules dans lequel se trouve l'utilisateur. III-2-1-2-3 HLR Home Location Register C est la base de données contenant toutes les informations relatives aux abonnés du réseau (données statiques: IMSI, no d appel, type abonnement ; données dynamiques: localisation, état du terminal Elle Dialogue permanemment avec les VLR et leurs sert de référentiel pour la mise à jour du profil des abonnées et leur authentification. III-2-1-2-4 EIR Equipement Identity Register Il empêche l accès au réseau à tous les terminaux non autorisés (terminaux volés). Chaque terminal possède un numéro d identification IMEI (International Mobile Equipment Identity) que la MSC utilise pour contacter l EIR durant un appel pour en vérifier la validité. III-2-1-2-5 AuC Authentication center L AUC est associé au HLR (et généralement intégré au HLR). Elle Sauvegarde une clé d identification pour chaque abonné mobile enregistré au HLR. Cette clé est utilisée pour fabriquer : - Les données nécessaires à authentification de l abonné dans le réseau, - Une clé de chiffrement de la parole sur la voix radio.

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III-2-1-3 OSS Operation Subsystem L administration du réseau comprend toutes les activités qui permettent de mémoriser et de contrôler les performances et l utilisation de ressources de façon à offrir un certain niveau de qualité de service aux usagers. Les activités réalisées au niveau de l OMC peuvent se résumer comme suit : - administration commerciale (déclaration des abonnés, des terminaux, facturation, statistiques); - gestion de la sécurité (détection d intrusion, niveau d habilitation); - exploitation et gestion des performances (observations du trafic et de la qualité, changement de configuration pour adapter la charge du réseau, surveillance des mobiles; - contrôle de la configuration du système (mise à niveau et logiciel, introduction de nouveaux équipements et de nouvelles fonctionnalités); - la maintenance (détection des défauts, tests d équipements) Le système d administration a pour but de rationaliser l organisation des opérations de maintenance et de définir les conditions techniques d une supervision efficace et économique de la qualité de service. Il est conçu selon le concept TMN (Télécommunications Management Network). Il existe deux niveaux d administration: - Les OMC, (Operations and Maintenance Center - R ou S pour Radio ou Switch), permettent une supervision locale des équipements du réseau; - Le NMC, (Network Management center), permet l administration générale de l ensemble du réseau et un contrôle centralisé.

III-2-2 Architecture d un réseau GPRS III-2-2-1 Introduction Le GSM (Global System for Mobile communications) est conçu pour de la téléphonie mobile, donc pour des communications en mode circuit à faible débit. Certains choix techniques du GSM sont faits en conséquence, notamment en matière d'architecture réseau et de mise en forme des ondes (modulation, codage, etc.). Ces choix se révèlent toutefois contraignants pour les services de données (transfert de fichier, vidéo, etc.) Pour pallier ces limitations, dans un premier temps, le GSM a standardisé des règles pour réaliser du transfert de données en utilisant les circuits de voix. 54

Avec le HSCSD (High Speed Circuit Switched Data), on assiste à un premier développement du standard vers des débits supérieurs jusqu à 4 canaux par trame c est à dire 57,6 kbit/s, mais toujours en mode circuit. Pour améliorer encore l'efficacité du transfert de données, une évolution majeure du GSM est normalisée sous le nom de GPRS (General Packet Radio Service). Fondée sur l'interface radio du GSM, mais développant un partage de ressources dynamique adapté au trafic sporadique, le GPRS introduit une architecture réseau en mode paquet. Enfin, EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution) propose des débits supérieurs par l'introduction d'une modulation plus efficace, applicable à la fois au HSCSD et au GPRS. L'association du GPRS et d'EDGE est souvent considérée comme un système 2,5 G, intermédiaire entre les systèmes 2 G (GSM, etc.) et 3 G (UMTS, etc.). Le GPRS introduit dans le GSM le monde paquet (Accès plus large et plus rapide à de nombreux services multimédias, accessibles en WEB ou en WAP). Il assure une souplesse pour l allocation de ressources indépendamment dans les sens montant et descendant (communication asymétrique).

III-2-2-2 Architecture et rôle des entités Le GPRS introduit dans le GSM le monde paquet (Accès plus large et plus rapide à de nombreux services multimédias, accessibles en WEB ou en WAP ). Il assure une souplesse pour l allocation de ressources indépendamment dans les sens montant et descendant (communication asymétrique). Entre autres, il apporte de nouvelles entités matérielles dans le réseau d accès radio et dans le c ur : PCU, SGSN, GGSN, et de nouvelles interfaces d interfonctionnement entres les entités.

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Figure 30 : Architecture GPRS III-2-2-2-1 SGSN Serving Gprs Support Node Il est relié par des liens fonctionnant en mode paquet avec le sous-système radio GSM, est connecté à plusieurs BSC et présent dans le site d un MSC. Le SGSN a pour rôle aussi d authentifier les stations mobiles GPRS, de prendre en charge leur enregistrement et de gérer leur mobilité. Il collecte les données de taxation de l interface air et S interface à d autres n ds tels que : HLR, MSC, BSC, SMSC, GGSN, CGF. III-2-2-2-2 GGSN Gateway Gprs Support Node Il sert d interface entre le réseau de mobile et les réseaux de données externes (X.25, IP). Le GGSN est généralement présent dans le site d un MSC. Entre autres, le GGSN joue le rôle d interface aux réseaux externes de type IP ou X.25 et relaie les paquets aux stations mobiles à travers un SGSN. Il route aussi les paquets émis par la station mobile à la destination approprié et Filtre le trafic usager. III-2-2-2-3 PCU Packet Control Unit Pour déployer le GPRS dans les réseaux d'accès GSM, on réutilise les infrastructures et les systèmes existants. Il faut leur rajouter une entité responsable du partage des ressources et de la retransmission des données erronées, l'unité de contrôle de paquets par une mise à jour matérielle et logicielle dans les BSCs.

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III-2-2-2-4 CGF Charging Gateway Function C est la passerelle de taxation qui permet le transfert des informations de taxation du SGSN et du GGSN au système de facturation (BS, Billing System). L'entité CGF peut être implantée de façon centralisée ou de manière distribuée en étant intégrée aux n ds SGSN et GGSN.

III-3 Réseaux mobiles de troisième génération (3 G) III-3-1 Introduction Il existe plusieurs technologies 3G dans le monde; Suivant les continents, la norme utilisée est différente : - Europe : UMTS (Universal Mobile Telecommunications System); - Amérique : CDMA-2000; - Japon et Corée : W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access); - Chine : TD-SCDMA. Ces normes permettent de transporter les données sans-fil à haut-débit sur la même connexion. La particularité des technologies 3G est d avoir un réseau c ur IP. L UMTS est donc la norme de télécommunications de troisième génération utilisée en Europe et basée sur la technologie W-CDMA (utilisée au Japon et Corée). Elle a été développée à partir de 2004 avec la Release 99 (R99). Les spécifications techniques de cette norme sont développées au sein de l organisme 3GPP (3rd Generation Partnership Project).

III-3-2 Architecture d un réseau 3G : UMTS Le réseau UMTS vient se combiner aux réseaux déjà existants. Les réseaux existants GSM et GPRS apportent des fonctionnalités respectives de Voix et de Données ; le réseau UMTS apporte ensuite les fonctionnalités Multimédia. La mise en place d'un réseau UMTS va permettre à un opérateur de compléter son offre existante par l'apport de nouveaux services en mode paquet complétant ainsi les réseaux GSM et GPRS.

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Figure 31 : Architec

réseau UMTS

L infrastructure réseau de l UMTS est constituée d une partie radio appelée RNS (Radio Network Subsystem) et d une partie réseau de base appelée CN (Core Network)

III-3-2-1 RNS Radio Network Subsystem Le sous-système radio se compose de deux éléments distincts, à savoir le noeud B (node B) et le contrôleur de réseau radio (RNC, Radio Network Controller). - Node B : Le principal rôle d un Node B est d assurer les fonctions de réception et de transmission radio. Il peut gérer une ou plusieurs cellules. Il inclut des éléments qui convertissent les signaux de l'interface Air en flux de données acheminés au RNC. - RNC Radio network Controller : il possède et contrôle les ressources radio des Node B auxquels il est connecté. Il assure aussi les mécanismes de transfert d une communication d une cellule à une autre.

III-3-2-1 NSS Network SubSystem (UMTS Core Network) Un opérateur de réseau disposant d un réseau GSM/GPRS et ayant obtenu une licence UMTS a deux approches possibles pour aborder le déploiement de son réseau UMTS : - approche intégrée ou - approche overlay (recouvrement).

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Avec l approche intégrée, le réseau de base GSM/GPRS est actualisé et réutilisé avec les mêmes entités de commutation (MSC) et routage (GSN) pour les deux interfaces radio GSM et UMTS. Avec l approche recouvrement (overlay), l opérateur utilise un autre réseau de base constitué de 3G MSCs et 3G SGSNs pour supporter l interface UTRAN. Cette solution permet un développement parallèle du réseau UMTS sans impact sur le réseau GSM/GPRS courant.

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CHAPITRE VI : LE RESEAU INTELLIGENT VI-1 Concept du RI Le RI n est en réalité pas une technologie réseau mais une technique permettant l accès à une certaine catégorie de service. En effet, elle ne s adresse pas à n importe quel type de service, elle ne s adresse qu à des services qui ne peuvent être réalisés que par le réseau et plus précisément que par une séquence d actions élémentaires qu un commutateur peut réaliser. Le fondement de la technique RI se trouve dans la possibilité pour un commutateur de détecter des situations où il doit se débrancher de son traitement par défaut pour faire appel à une plateforme de service puis de pouvoir exécuter les commandes émises par cette plateforme. La mise en vre de cette technique n est pas donc immédiate, Elle suppose la mise à jour d un certain nombre de commutateurs du réseau pour les rendre compatible RI. Ces commutateurs ainsi adaptés sont appelés Services Switching Points SSP. Pour qu un commutateur soit compatible RI il faut qu il soit doté des possibilités suivantes: - Existence dans ces commutateurs SSP d un mécanisme de débranchement du traitement d appel (TAP) par défaut. - Possibilité pour ces commutateurs SSP d exécuter les commandes émises par la plateforme de service substitutif SCP La technique du RI est applicable aussi bien sur les réseaux fixes que sur les réseaux mobiles. La plateforme qui sert de substitution de services échange avec les commutateurs du réseau au travers d un réseau de signalisation par canal sémaphore : le réseau de signalisation SS7.

Figure 32 : Commutateur et plateforme de services dans le RI

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VI-2 Architecture d

eau RI

L architecture matérielle d un réseau RI se résume comme suit :

Figure 33 : Architec

éseau intelligent

Les différentes entités jouent chacun un rôle bien déterminé. - Le Call Control Agent Point Function (CCAP): il joue le rôle de d un commutateur local ou d un PABX RNIS qui traite la signalisation avec le CCF et assure le traitement d appel indépendant du RI. - Le Service Switching Point (SSP): c est l entité qui sert de passerelle entre la plate forme de service intelligent et le réseau classique. Il assure le traitement des appels classiques, détecte le besoin ou non du débranchement vers un service substitutif géré par la plateforme et interprète les commandes provenant de celle-ci. - Le Service Control Point (SCP): il réalise le traitement d appel substitutif pour les demandes de services RI. Il dispose de la logique et de la capacité nécessaire au traitement des services RI. - Le Service Data Point (SDP) : il regroupe les données utilisateurs et réseau auxquelles le SCP doit accéder en temps réel pour l exécution d un service RI.

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- Le Service Resource Point): il contrôle les ressources spécialisées (essentiellement des serveurs vocaux) nécessaires à l exécution des services assurés par le RI (réception chiffres, passerelles). - Le Service Management Ponit (SMP) : Permet l installation puis l exploitation et la surveillance de services RI. - Le Service Management Access Point (SMAP) : il assure l interface entre le personnel chargé de la gestion de services et l entité SMF c est-àdire joue le rôle de terminal qui fournit une interface utilisateur. - Le Service Creation Environnement Point (SCEP) : c est l une des entités les plus importantes du RI qui permet de définir, développer, tester un service du RI, puis de le transférer dans l entité SMP. Il s appuie sur l existence d interfaces de programmation. Son utilisation permet de développer la logique de service, les structures de données du service et les informations associés aux critères de déclenchement dans le commutateur.

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Chapitre V : Architecture des Réseaux de Nouvelles Générations NGN Depuis de nombreuses années, l industrie des télécommunications cherche à orienter sa technologie de manière à aider les opérateurs à demeurer compétitifs dans un environnement caractérisé par la concurrence et la déréglementation accrues. Les réseaux de nouvelles générations (NGN ou New Generation Network en anglais), avec leur architecture répartie, exploitent pleinement des technologies de pointe pour offrir de nouveaux services sophistiqués et augmenter les recettes des opérateurs tout en réduisant leurs dépenses d investissement et leurs coûts d exploitation.

V-I Concept des réseaux de nouvelles générations L évolution des réseaux vers les architectures de nouvelles générations est nourri par un certains nombre de limites, rencontrées dans le fonctionnement des réseaux traditionnels existants, auxquelles on veut apporter des solutions en vu de mieux répondre aux besoins du marché. Les NGN s appuient sur des technologies de départ obtenues à partir d une amélioration des normes des réseaux traditionnels. Définition de l UIT : les NGN sont des réseaux à commutation de paquet qui doivent être capable de fournir des services de télécommunication aux utilisateurs et d offrir des technologies de transport à large bande avec de la qualité de service. Les fonctions reliées aux services offerts sont indépendantes des technologies de transport sous-jacentes. Cela permet un accès libre aux réseaux : aux utilisateurs; aux services de fournisseurs de services concurrents. Les NGN supportent une mobilité généralisée, ce qui permet de fournir aux utilisateurs des services constants et omniprésents.

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Figure 34 : Les grandes tendances des réseaux

V-2 Architecture des NGN Pour obtenir une architecture pouvant permettre d atteindre ses objectifs, les NGN remettent en causes les principes fondamentaux des réseaux traditionnels : la matrice de connexion des commutateurs TDM est remplacée par un réseau paquet ; Les unités de raccordement des abonnés et des multiplexes sont remplacés par des passerelles médias ; Le bloc de commande est remplacé par un agent de contrôle d appel et de gestion des passerelles. Ces différentes fonctions qui étaient regroupées dans une seule entité sont désormais dissociées et répartis en plusieurs couches.

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V-2-1 Principe en couches des NGN

Figure 35 : Principe général d architecture en couches

réseau NGN

L architecture en couches des NGN présentent plusieurs niveaux qui peuvent être résumés comme suit : Couche Terminal : Elle contient tous les terminaux permettant d effectuer et de recevoir des appels et d accéder aux autres services du réseau ; Couche Accès : Elle relie les usagers au réseau ; Couche Transport : Elle transporte le trafic à destination ; Couche Adaptation : Elle conditionne le trafic pour son transport sur le réseau. Par exemple le trafic vocal est « conditionné » en cellules ATM ou en paquets IP ; Couche Contrôle : Elle contient l intelligence d appel. Cette couche décide quel service un usager va recevoir. Elle contrôle aussi d autres éléments de réseau des couches inférieures, leur indiquant quel traitement faire subir au trafic ; Couche Application : Elle fournit des services complémentaires et des services à valeur ajoutée ; Administration : La Gestion est transversale à l ensemble des couches. 65

V-2-2 Composants

réseau NGN

Figure 36 : Architecture générale NGN On retrouve plusieurs entités qui composent l architecture d un réseau NGN Les passerelles médias : La Media Gateway est située au niveau du transport des flux média entre le réseau RTC et les réseaux en mode paquet, ou entre le c ur de réseau NGN et les réseaux d accès. On a trois types de passerelles médias : - Trunking Gateway (TGW): raccordement des commutateurs TDM de l opérateur au réseau NGN pour les communications grande distance (NGN transit). - Access Gateway (AGW): c est un multiplexeur d accès abonnés, il autorise tout type d accès quelques soit le technologie d accès: analogique, RNIS, xDSL, data IP, AT - Signalling Gateway (SGW) : il assure l adaptation de la signalisation par rapport au protocole de transport utilisé (ex. : adaptation TDM - IP), mais sans l interpréter (ce rôle étant dévolu au Media Gateway Controller), Softswitch ou Media Gateway Controller (MGC): C est lui qui possède l intelligence dans le réseau, il est le serveur d appel. Il gère la logique de traitement des appels (routage), le choix du MGW de sortie selon l'adresse du destinataire, le type d'appel, la charge du réseau. Il assure aussi l échange des messages de signalisation transmis de part et d'autre avec 66

les passerelles de signalisation (SGW), et l interprétation de cette signalisation. Entre autres, il fait la réservation des ressources dans les MGW et le contrôle des connexions internes au MGW (commande des Media Gateways).

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Table des Matières Liste des Figures.................................................................................................... ii CHAPITRE I : HISTORIQUE DES TELECOMMUNICATIONS ..................... 1 I-1 La communication ........................................................................................ 1 I-2 Les télécommunications ................................................................................ 1 I-3 La transmission de la voie .............................................................................. 2 I-4 Le télégraphe optique ..................................................................................... 2 I-5 Le télégraphe électrique.................................................................................. 2 I-6 Le téléphone.................................................................................................... 4 I-7 Les centraux téléphoniques ............................................................................ 8 CHAPITRE II : LES RESEAUX DE TELECOMMUNICATION FIXES ....... 10 II-1 Introduction .................................................................................................. 10 II-2 Le réseau téléphonique commute ............................................................... 11 II-2-1 Les fonctions de base du RTC ............................................................. 11 II-2-2 Organisation technique du réseau RTC ............................................... 11 II-2-2-1 La distribution ou réseau local ...................................................... 12 II-2-2-2 La commutation ............................................................................. 13 II-2-2-3 La transmission .............................................................................. 14 II-2-3 LES DIFFERENTES STRUCTURES DU RESEAU ......................... 14 II-2-3-1 Poste à poste .................................................................................. 14 II-2-3-2 Point de commutation .................................................................... 15 II-2-3-3 Structure maillée............................................................................ 16 II-2-3-4 Réseau étoilée ................................................................................ 17 II-2-3-5 Le réseau mixte.............................................................................. 17 II-2-4 Les contraintes des réseaux téléphoniques ........................................... 18 68

II-2-4-1 Organisation rationnelle d un réseau téléphonique ....................... 18 II-2-4-2

Plans techniques fondamentaux ................................................. 23

II-3 Le Réseau Numérique à Intégration de Services ......................................... 42 II-3-1 les limites du RTC ................................................................................ 42 II-3-2 Caractéristiques du RNIS...................................................................... 43 II-3-2-1 Définition ....................................................................................... 43 II-3-2-2 Signalisation hors bande et l intégration des services................... 43 II-3-2-3 Concept du RNIS ........................................................................... 45 II-3-2-4 les Avantages pour l utilisateur ..................................................... 46 II-3-2-5 Les contraintes du RNIS................................................................ 47 II-3-2-6 Les accès RNIS.............................................................................. 47 CHAPITRE III : LES RESEAUX DE TELECOMMUNICATIONS MOBILES ............................................................................................................................. 50 III-1 Réseaux mobiles de première génération (1 G).......................................... 50 III-2 Réseaux mobiles de deuxième génération (2 G) ........................................ 50 III-2-1 Architecture

un réseau GSM ............................................................ 51

III-2-1-1 le Sous-Système Radio................................................................. 51 III-2-1-2 NSS Network SubSystèm ............................................................ 52 III-2-1-3 OSS Operation Subsystem ........................................................... 54 III-2-2 Architecture

un réseau GPRS........................................................... 54

III-2-2-1 Introduction .................................................................................. 54 III-2-2-2 Architecture et rôle des entités ..................................................... 55 III-3 Réseaux mobiles de troisième génération (3 G) ......................................... 57 III-3-1 Introduction ......................................................................................... 57 III-3-2 Architecture

un réseau 3G : UMTS ................................................. 57 69

III-3-2-1 RNS Radio Network Subsystem .................................................. 58 III-3-2-1 NSS Network SubSystem (UMTS Core Network)...................... 58 CHAPITRE VI : LE RESEAU INTELLIGENT ................................................ 60 VI-1 Concept du RI ............................................................................................. 60 VI-2 Architecture d un réseau RI........................................................................ 61 Chapitre V : Architecture des Réseaux de Nouvelles Générations NGN ........... 63 V-I Concept des réseaux de nouvelles générations............................................. 63 V-2 Architecture des NGN.................................................................................. 64 V-2-1 Principe en couches des NGN .............................................................. 65 V-2-2 Composants d un réseau NGN ............................................................. 66

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Terrain foyer, Rocade Fann Bel Air Dakar BP : 10 000 Dakar Liberté - Sénégal

(221) 33 869 03 00 (221) 33 824 68 90 [email protected] www.esmt.sn

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