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UMTS & WAN
Olivier ALLOVON
Dimitri FOSSIER
Florent GRATTA
Plan
Un bref historique
L’UMTS
Le réseau de cœur
Interopérabilité des réseaux
Vers la 4G…
Conclusion
Les premiers mobiles…
Introduits dans la fin des années 70, début 80
Services fournis : réseau analogique et mobilité limitée
Appelé 1G pour première génération
Le plus développé dans les pays scandinaves
Problèmes : Incompatibilité Capacité limitée
GSM
GSM : Global System for Mobile communications
Début de développement en 1982 Premier réseau en 1991, en Finlande Système numérique, depuis 1995 en
France/Europe Mobile 2G (Deuxième génération) Réseau cœur basé sur la commutation de circuits
(interfaçage avec RNIS et RTC) Près de 40 millions de portables en France (juillet
2003)
GPRS
GPRS : General Packet Radio Service Mobile 2G+ (ou 2.5G) Intermédiaire entre le GSM et l’UMTS Fondé sur l’interface radio du GSM, diffère par son
réseau de cœur (commutation de paquets) Optimisé pour du transfert de données
nouveaux services Lancement en France en 2002 (Orange) La QoS ne peut pas être assurée
L’UMTSUMTS : Universal Mobile Telecommunication System.Promu par l’UIT (normalisation mondiale programme IMT2000)3GPP en charge de la normalisation (Danemark, 3rd Generation Partnership Project, Déc. 1998)
Réseau de 3° génération (3G)Intégrer et promouvoir les systèmes existants (GSM/GPRS), avec une nouvelle interface radio : l’UTRA
L’UMTS : les objectifs
Principal objectif : harmoniser les techniques de communications mobiles au niveau mondial.Nouvelle technologie d’accès radio pour des débits plus importants et une densité supérieure d’abonnésConvergence des réseaux fixes & mobiles, public & privésArchitecture souple permettant aux opérateurs d’offrir des nouveaux services
Le réseau ne doit pas être une limite pour les services proposés
L’UMTS : quelques services
TéléphonieEmail, FaxSMS, MMSServices multimédias :Web Clips vidéosVidéoconférence
QoS
Comparaison (théorique) GSM/GPRS/UMTS
Systèmes GSM GPRS UMTS
Débit 9.6 kb/s 120 kb/s 2 Mb/s
Email (10ko) 8 s. 0.8 s. 0.004 s
Fichier (40 ko) 33 s. 3 s. 0.2 s
Photo (100 ko) 83 s. 7 s. 0.4 s.
Clip vidéo (4 Mo) 48 min. 4 min. 14 s.
L’UMTS : Les zones
Source : Forum UMTS
Zone 1 : Intérieur
Zone composée de
pico-cellules
Portée de l’ordre de ~ 10 m.
10 utilisateurs max., à 10km/h
Débit ~ 2Mbits/s max
Source : Forum UMTS
Zone 2 : Urbaine
Zone composée de micro-cellules pour les « points chauds » aéroports, gares
Portée de plusieurs centaines de m.
256 utilisateurs max., à 120km/h
Débit ~ 384 kbits/s max
Zone 3 : Rurale
Appelée aussi zone« suburbaine »
Zone composée de macro-cellules
Rayon de portée de plusieurs km.
512 utilisateurs max., à 500 km/h
Débit ~ 144 kbits/s max
Source : Forum UMTS
Zone 4 : Globale
Couvre les zones àfaible densité de population
Débit ~ 144 kbits/s max
Mobilité : 1000km/h
Grande couverture service universel
Infrastructure satellitaire
Uniquement au stade de prévision
Source : Forum UMTS
L’UMTS : quelques dates par le 3GPP (1998)
Première normalisation : 1999Fonctionnement en releases
Intégration, déploiement : 2000/2001
Mise en service définie pour fin 2002… pas encore en service en France.
UMTS : les releases
Vision européenne de l’UMTS
R99 de mars 2000
R4 de mars 2001
R5 de mars/juin 2002
R6 prévue pour décembre 2003
Evolution de l’architecture réseau
Le réseau de départ (R99)
Un réseau intermédiaire (R5)
Vers le « all IP »(R6)
Le core network
Le réseau de cœur dans les releases récentes implémente différents protocoles ATMATM-SVC (Transport) Internet Telecom IP Mobile
ATM (1)
UMTS «1° version»Choisi pour ses possibilités en terme de QoSCommutation de cellule de taille fixe.Taille limitée utile pour la téléphonie (parole :
1 octet toute les 125 µs)
Utilisation de la signalisation pour réserver les ressources
ATM : QoS (2)
5 Classes de services définies : CBR (constant bit rate) : BP fixe (voix, vidéo
temps réelle)VBR (variable bit rate) : Intensité de trafic
variable dans le temps, contraintes temporelles fortes (parole, vidéo compressée)
ABR (available bit rate) : BP restante avec un débit minimum
GFR (guaranted frame rate) : ABR simplifiéUBR (unspecified bit rate) : best effort
ATM-SVC
Grande flexibilité exigée pour les différentes fonctions dans l’UMTS (Contrôle de Session, de QoS,…)Commutation en mode non connecté : Pas de négociation Pas de contrôle de QoS (dépend du réseau)
Commutation en mode connecté : Négociation usager réseau Scrutation de l’état du trafic, et empêche l’accès pendant
la transmission de données si besoin
Internet Telecom
Principe : avoir une QoS.
Utilisation du protocole RSVP :Avertir les nœuds de la QoS à appliquer
Internet TelecomCOPS
UMTS «2° version»L’utilisateur fait une demande de ressources
auprès d’un serveur central qui se charge de la gestion de la QoS sur le réseau.
IP MobileObjectif : remplacer les techniques de gestion de mobilité du GSM/GPRS.Permettrait aux opérateurs d’utiliser IP à grande échelle : Réduire les coûts de déploiement Faciliter la maintenance des réseaux
Problèmes Sécurité Micromobilité : Changement d’adresse long et risques
de perte de paquets Radio : erreurs reconnues comme problèmes de
congestions par la couche TCP…
Atouts IPv6
Grand nombre d’adresses disponibles
Meilleure gestion de la mobilité
Sécurité intégrées
QoS
Interopérabilité avec les réseaux WLAN
Utiliser le réseau WLAN par substitution au réseau de cœur UMTS
Utiliser les avantages du WLAN pour l’UMTS
UMTS :
Mobilité
Accessibilité
WLAN :
Prix
BP
Largement utilisé
WLAN
WLAN : Wireless Local Area Network
Réseau Hertzien, complément à un réseau Ethernet (802.11b, HiperLAN)
Périmètre d’un réseau local défini permettant aux terminaux situés sur la zone de couverture de s’y connecter.
WLAN ≠ Technologie sans-fil employée
Le projet EVOLUTE
sEamless multimedia serVices Over alL IP-based infrastrUcTurEs.
Concevoir, spécifier une infrastructure réseau basée sur IP qui offre des services multimédias aux utilisateurs accédant au réseau via différentes technologies wireless.
Le projet EVOLUTE
UMTS/WLAN : combat ou complémentarité ??
Coût WLAN et des communications réduit.
Débit plus intéressant avec les WLANs
Portée limitée du WiFi par rapport à l’UMTS
Comparaison UMTS/802.11b
UMTS 802.11b
Débit max 2Mbits/s 11Mbits/s
Fréquences 1,9-2,2GHz 2,4GHz
Couverture Europe limitée
Nb utilisateurs 256 max 200/AP max
Coût des com. Oui Non
Qualité réseau Oui Non
Licence Oui Non
Vers la 4GPrévue pour 2010…
Basée sur l’ITS : Intelligent Transportation System Associer différentes technologies en un même
ensemble.
Applications : Vidéo à le demande, Télé,…
VHE : retrouver son environnement de travail personnel partout dans le monde.
Vers la 4G
ConclusionLancement UMTS fin du premier semestre 2004 en France.
Regain d’intérêt des opérateurs actuellement dans la téléphonie mobile : équipement en matériel en hausse
Volonté de rendre le réseau cœur UMTS tout IP
Complémentarité avec WLAN
Norme 802.16 à surveiller
UMTS et WAN
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