Elaboration d’Une Plateforme de Suivi Des Performances Et Des Statistiques de La Flexi ISN NSN (OUAHBI)

Mémoire de Projet de Fin d’Etudes

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Tables des matières

CChhaappiittrree11 PPrréésseennttaattiioonn ggéénnéérraallee dduu GGeenneerraall PPaacckkeett RRaaddiioo SSeerrvviiccee :: ........................................................................ - 10 -

1. Présentation du standard GPRS ................................................................................................ - 11 -

1.1 Historique ............................................................................................................................ - 11 -

1.2 Nécessité du GPRS .............................................................................................................. - 12 -

1.3 Définition du GPRS............................................................................................................. - 12 -

1.4 Principales caractéristiques du GPRS .............................................................................. - 13 -

2. Architecture du GPRS ................................................................................................................ - 16 -

2.1 Les équipements de l’architecture ..................................................................................... - 18 -

2.2 Les interfaces ....................................................................................................................... - 21 -

3. Description fonctionnelle du GPRS ........................................................................................... - 23 -

3.1 Schéma fonctionnel du GPRS ............................................................................................ - 23 -

3.2 Mécanismes de transfert de paquets en GPRS ................................................................. - 24 -

3.3 Gestion de la mobilité.......................................................................................................... - 25 -

3.4 Les procédures de gestion de la mobilité ........................................................................... - 27 -

3.5 Procédure d'activation de contexte PDP ........................................................................... - 31 -

CChhaappiittrree22 NNookkiiaa FFlleexxii IISSNN ((IInntteelllliiggeenntt SSeerrvviiccee NNooddee)) RReelleeaassee 33..22:: .................................................... - 34 -

1. Introduction à la Flexi ISN ......................................................................................................... - 35 -

1.1 Nokia Flexi ISN en bref ...................................................................................................... - 35 -

2. Les avantages de Nokia Flexi ISN .............................................................................................. - 36 -

2.1 Matériel évolutif ................................................................................................................... - 36 -

2.2 Disponibilité élevée .............................................................................................................. - 37 -

3. Les fonctionnalités de la Flexi ISN ............................................................................................ - 38 -

3.1 la Flexi ISN autant que GGSN ........................................................................................... - 38 -

3.1.1 Gateway pour le réseau de données du mobile ......................................................... - 38 -

3.1.2 Assignation d'adresse IP ............................................................................................. - 39 -

3.1.3 Authentification ........................................................................................................... - 39 -

3.1.4 Connexion aux réseaux de données externes ............................................................ - 40 -

3.1.5 Le routage .................................................................................................................... - 40 -

3.2 Service Awareness ............................................................................................................... - 40 -

3.2.1 Simple point d'accès .................................................................................................... - 40 -

3.2.2 Alias Access point ........................................................................................................ - 41 -


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3.2.3 Facturation différenciée pour les utilisateurs post et prépayés .............................. - 41 -

3.2.4 Notification d'utilisateur final .................................................................................... - 41 -

3.2.5 Le Service switching .................................................................................................... - 41 -

3.3 L’analyse du trafic .............................................................................................................. - 42 -

3.3.1 La différenciation du Trafic ....................................................................................... - 42 -

3.3.2 La différenciation du Trafic basée sur la couche ¾ ................................................. - 43 -

3.3.3 La différenciation du Trafic basée sur la couche 7 .................................................. - 43 -

3.4 Facturation différenciée ...................................................................................................... - 43 -

3.4.1 La facturation des abonnés prépayés ........................................................................ - 43 -

3.4.2 La facturation des abonnés post-payés ..................................................................... - 44 -

3.4.3 La facturation basée sur le volume ............................................................................ - 44 -

3.4.4 La facturation basée sur le temps .............................................................................. - 44 -

3.4.5 La facturation basée sur le hit .................................................................................. - 45 -

4. Architecture du Flexi ISN .......................................................................................................... - 45 -

4.1 Les cartes de la Flexi ISN .................................................................................................. - 46 -

4.1.1 Interface Blade ............................................................................................................ - 46 -

4.1.2 Service Blade ............................................................................................................... - 46 -

4.1.2.1 La résistance du ‘service blade’ ................................................................................. - 47 -

4.1.2.2 L’équilibrage de la charge interne dans la Flexi ISN .............................................. - 47 -

4.1.3 Switching blade ............................................................................................................... - 48 -

4.1.4 Hard disk Blade ............................................................................................................... - 49 -

4.1.5 Management Blade.......................................................................................................... - 49 -

CChhaappiittrree 33 AApppplliiccaattiioonn :: mmeessuurree ddeess KKPPIIss EEtt SSttaattiissttiiqquueess aauu nniivveeaauu ddee llaa FFlleexxii IISSNN:: ...................................... - 51 -

1. Les outils adoptés pour le projet ...................................................................................................................................... - 52 -

2. Descriptif de l’application .................................................................................................................................................. - 54 -

3. Présentation des Résultats obtenus : .............................................................................................................................. - 67 -

Bibliographie...................................................................................................................................................................................... - 73 -

Abbreviations ..................................................................................................................................................................................... - 74 -

Table des Figures ............................................................................................................................................................................ - 77 -

Liste des Tableaux ........................................................................................................................................................................... - 77 -


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Introduction Générale

Garantir un service de qualité constitue aujourd'hui un enjeu majeur pour les opérateurs de

téléphonie mobile. La concurrence incite les opérateurs à apporter sans cesse des améliorations au

fonctionnement de leurs réseaux. Dans le domaine des télécommunications, La qualité et la

stabilité du réseau constitue une source importante de différenciation, et par conséquent, un suivi

quotidien est nécessaire afin de maintenir une bonne qualité de service, ce qui permettra de

garantir la satisfaction du client.

Ainsi, il est indispensable d’avoir un outil de gestion des indicateurs de performance (KPI)

qui facilitera la maîtrise des performances du réseau. Cet outil aura pour mission la collecte des

données brutes du système, le traitement de ces données et la proposition d’un certain nombre

d’indicateurs reflétant l’état réel du réseau.

Le thème de notre projet de fin d’étude porte sur le réseau GPRS, qui constitue une

évolution du réseau GSM, et plus précisément la FLEXI ISN qui occupe la place du GGSN du

standard 3GPP. Ce sont les performances de cet équipement que nous essaierons de mettre en

évidence à travers un outil de gestion des indicateurs de performance

Dans ce rapport, nous étudierons d’abord l’architecture globale du GPRS, en explicitant

tous les mécanismes, protocoles, et interfaces qui rentrent en jeu .Ensuite dans le second chapitre,

nous nous focaliserons sur la Flexi ISN. Nous détaillerons ses fonctionnalités, ses

caractéristiques matérielles ainsi que ses différents apports, nous présenterons les raisons pour

lesquelles cet équipement occupe la place du GGSN du standard 3GPP. Cette étude nous

permettra de dégager les KPIs les plus importants pour l’amélioration des performances de la

Flexi ISN. Finalement, comme aspect pratique de notre projet, nous présenterons notre outil de

gestion des différents KPIs.


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CChhaappiittrree11 ::

PPrréésseennttaattiioonn ggéénnéérraallee dduu

GGeenneerraall PPaacckkeett RRaaddiioo

SSeerrvviiccee


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Le GPRS (General Packet Radio Services) est venu pour augmenter le débit de transmission de

données sur le réseau GSM et pour une meilleure gestion des ressources disponibles. Une telle

gestion, ainsi que la tarification en fonction du volume des données échangées (au lieu de la

durée de la communication), va permettre d’augmenter le nombre d’utilisateurs et de réduire

considérablement les coûts.

Le système GPRS est intéressant dans la mesure où sa mise en œuvre repose

essentiellement sur l’infrastructure GSM déjà existante. L’intégration du GPRS consiste à

des mises à jour matérielles et logicielles au niveau de l’architecture GSM classique.

Dans ce chapitre nous allons présenter le standard GPRS, détailler son architecture et enfin

expliquer son fonctionnement ainsi que la solution NSN du réseau cœur GPRS pour l’opérateur

IAM.

1. Présentation du standard GPRS

Le GPRS, pour General Packet Radio Service, est une norme pour la téléphonie mobile dérivée du GSM et permettant un débit de données plus élevé. Etant donné qu'il s'agit d'une norme de téléphonie de seconde génération permettant de faire la transition vers la troisième génération (3G), on parle généralement de 2.5G pour classifier le standard GPRS.

Le GPRS a recours à la technique de transmission des données "en paquets" de manière comparable à ce qui se produit à l'intérieur d'un réseau informatique, les données sont divisées en petits lots et envoyées constamment. C’est pour cela donc que le GPRS introduit de nouveaux équipements par suite de nouvelles interfaces.

Le présent chapitre présente en détail l’architecture générale du réseau GPRS, les interfaces et les protocoles utilisés. Il présente aussi les grandes étapes d’une transmission de données via le réseau GPRS. Tout ceci en supposant acquit les concepts de base du GSM (Global System for Mobile), surtout en matière de son interface radio.

1.1 Historique

GPRS est une technologie datant de la fin des années 1990. Les deux grandes phases du GPRS sont 1997 et 1999, et marquent une avancée vers les premiers tests.

Et ce n’est que vers la fin de l’an 2001, que le GPRS arrive sur le marché Marocain. En effet, les opérateurs de téléphonie mobile (Maroc Télécom, Méditél) ont du mettre en place un certain


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nombre d’équipements et les déployer au fur et à mesure bien que GPRS utilise, en partie, le réseau GSM.

1.2 Nécessité du GPRS

Le GPRS est né d’une évolution de la deuxième génération des réseaux mobiles. En effet,

rappelons qu’une ligne GSM est du type ligne téléphonique standard, et utilise le mode dit

«connecté», également appelé «circuit» et sachant que la commutation de circuit

nécessite l’établissement d’une communication au sein de la cellule GSM monopolisant ainsi un

canal de communication qui ne peut alors être utilisé par un autre utilisateur. Alors, lorsque l’on

sait que la consultation d’informations sur Internet est constituée à 75% de temps morts durant

lesquels aucune information n’est échangée entre le serveur et le client quel qu’en soit le

sens, on se rend compte que la monopolisation d’un canal de communication est

inadaptée.

Par ailleurs, cette monopolisation, compréhensible en mode vocal, se paye en termes de coût de

communication. En fait on paye la monopolisation du canal de communication et non ce qui est

transporté.

De plus, la question du débit se fait nettement ressentir. En effet, le GSM ne propose

qu’un débit de 9,6 Kbits/s, ce qui ne permet pas de faire de l’Internet mobile agréablement.

En effet, les réseaux à commutation de circuits sont inefficaces pour gérer les

transmissions de données fréquentes, les petits flux de données et les trafics Internet en

rafales. C’est pour palier à toutes ces contraintes et développer des services Internet mobile que le

GPRS a fait son apparition.

1.3 Définition du GPRS

Le General Packet Radio Service (GPRS) est une extension du protocole GSM, dans le sens

qu’il ajoute par rapport à ce dernier la transmission par paquets. Cette méthode est plus adaptée à

la transmission des données : en effet, les ressources ne sont allouées que lorsque des données sont

échangées, contrairement au mode « circuit » en GSM où un circuit est établi avec les ressources

associées pour toute la durée de la communication.


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Le GPRS permet de fournir une connectivité constamment disponible à une station mobile (par

exemple, un téléphone portable), mais les ressources radio sont allouées uniquement quand des

données doivent être transférées, ce qui permet une économie de la ressource radio. Les

utilisateurs ont donc un accès bon marché, et les opérateurs économisent la ressource radio. De

plus, aucun délai de numérotation n'est nécessaire.

Le GPRS permet donc d'étendre l'architecture du standard GSM, afin d'autoriser le transfert de

données par paquets, avec des débits théoriques maximums de l'ordre de 171,2 kbit/s (en pratique

jusqu'à 114 kbit/s). Grâce au mode de transfert par paquets, les transmissions de données

n'utilisent le réseau que lorsque c'est nécessaire.

Contrairement à une communication vocale où un seul time slot est alloué pour la transmission

de la voix, dans une liaison GPRS, le nombre de time slot peut varier1.

En GPRS, les données utilisateurs sont transférées de manière transparente entre le terminal

mobile et les réseaux de données externes par une technique de « tunneling », via un Contexte

PDP2 en utilisant le protocole GTP3 (GPRS Tunnelling Protocol).

Ce protocole est utilisé dans le GPRS pour la transmission des paquets de données utilisateur et de

signalisation entre entités GPRS, via l’établissement de tunnels de communication. Le GTP

utilise soit TCP, soit UDP, selon qu’une connexion fiable soit nécessaire ou non.

On peut donc résumer les intérêts principaux du GPRS comme étant la possibilité de facturer en

fonction du volume de données transféré plutôt qu’en fonction du temps de connexion, les temps

d’accès réduits, de l’ordre d’une seconde pour commencer un transfert de données, et enfin un

débit plus élevé qu’en GSM, un mode de commutation par paquets permettant d’utiliser les

ressources radios.

1.4 Principales caractéristiques du GPRS

1 Voir par la suite le paragraphe du débit GPRS

2 Ensemble d’information comme adresse IP, QoS… nécessaire pour créer un canal logique entre l’abonné et

la passerelle du réseau

3 GPRS Tunnelling Protocol, C’est un protocole qui sert à véhiculer le trafic entre les nœuds SGSN et GGSN (voir les

détailles plus loin dans ce chapitre).


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La norme GPRS spécifie un nouveau service de support de transmission de données en

mode paquets.

GPRS permet notamment de transporter des données utilisateur et des données de

signalisation en optimisant les ressources radios de façon dynamique, et qui connaît les

avantages suivants :

• Fournir une connexion permanente indispensable pour les transmissions de données.

• Ne pas nécessiter de connexion préalable entre les deux correspondants, ce qui réduit le

temps d’établissement de la communication.

• Offrir une tarification possible au volume, au débit, et non plus à la durée.

Cependant, GPRS utilise une partie de l’architecture mise en place par GSM, c'est-à-dire que

GPRS utilise les mêmes équipements pour communiquer avec le terminal au niveau radio,

c’est-à-dire la station de base (BTS), et utilise les mêmes fréquences. Voyons donc, avec plus de

précisions ces points là.

1.4.1-Spectre des fréquences

Le GPRS utilise les mêmes fréquences attribuées au GSM, en effet, le GSM utilise une partie du

spectre radio pour fonctionner, ainsi, l’U.I.T (Union Internationale des

Télécommunications) lui a dédié 2 bandes de fréquences, l’une aux alentours des 900 MHz,

l’autre autour des 1800 MHz (1900 MHz pour les USA et 1500 MHz pour le Japon).

Ces fréquences se découpent en deux bandes, l’une pour les liaisons montantes, l’autre pour les

liaisons descendantes. Ainsi, dans GPRS et comme dans GSM, nous avons les bandes de

890–915 MHz et 935-960 MHz, et pour DSC1800, 1710-1785 MHz et 1805-1880 MHz.

Même si le GPRS utilise les mêmes bandes de fréquence que GSM-C, La cohabitation des deux

services se fait sur base des structures de slots et de trames.

1.4.2-Débit


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En fait, le GPRS utilise la même technique pour transmettre les données que dans le

GSM, à savoir la technique de multiplexage temporel, dite TDMA (Time Division Multiple

Access).

Etant donné qu’une bande de fréquence dans GSM peut véhiculer 8 fois le débit d’une

conversation téléphonique, alors le temps d’émission/réception est segmenté en 8 intervalles de

temps répétés à l’infini appelés « slot » ou « time slot ». Un time slot est en fait un canal capable

de transporter de l’information telle que de la voix ou encore des données. Une séquence

des ces 8 slots est appelée une trame TDMA.

La différence entre GSM et GPRS est que GSM n’utilise qu’un time slot par trame

TDMA, tandis que GPRS peut utiliser plusieurs time slots (jusqu’à 8, qui est le maximum) sur une

seule trame pour transporter les données. GPRS utilise ces « time slots » de façon

dynamique et peut donc justifier d’un débit beaucoup plus important que GSM.

Egalement combiné à l’usage de plusieurs time slots, GPRS définit quatre schémas de codage

: CS1, CS2, CS3 et CS4, chacun d’entre eux fournissant un niveau de correction d’erreur différent

et une bande passante effective différente sur le même canal radio.

Tableau 1: Débit GPRS en fonction du codage

Le débit maximal est de 171,2 Kbit/s correspond à l’utilisation de tous les slots et sans

corrections d’erreurs, autant dire que cela restera un débit théorique et non un débit qu’obtiendra

l’utilisateur.

1.4.3-Localisation


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Avant le GPRS, le GSM utilise la Location Area “ LA ” pour caractériser le lieu où se trouve

un abonné GSM. La LA correspond à un ensemble de regroupement de plusieurs zones

cellulaires.

Le principal challenge est de pouvoir obtenir et mettre à jour la localisation d’un abonné sans pour

autant augmenter trop la charge de communication et de contrôle sur le réseau.

Avec l’introduction du GPRS, ont été définies les « Routing Areas », se traduisant par « zones de

routage». Il existe ainsi une hiérarchie entre les cellules, les zones de routage et les zones

de routages. Chaque “ RA ” est un sous ensemble d’un LA.

Figure 1: Localisation d’un abonné

Le Cell Global Identification CGI est un identifiant de cellule, chaque cellule a un cgi unique. Le

CGI aide à acheminer les données de signalisation et d'information. Dans l'état prêt, le réseau

connaît le CGI actuel de la station mobile.

2. Architecture du GPRS

Dans ce qui précède on a exposé les caractéristiques générales du GPRS, dans cette partie on

va présenter l’architecture de ce réseau. Cependant, comme on a mentionné, GPRS est un

service complément de GSM et s’intègre dans ce dernier ; on va voir donc, les différentes

parties qui composent cette architecture avec les interconnexions entre ces deux entités(GSM et

GPRS).


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L’architecture générale d’un réseau GPRS se présente dans la figure suivante :

Figure 2: L’architecture générale d’un réseau GPRS

Cette architecture peut paraître complexe, cependant GPRS étant un service de GSM, une

partie de cette infrastructure est le sous réseau GSM. Ce réseau est composé de différentes

parties qu’on va expliquer par la suite, avec les différents équipements et interfaces

d’interconnexion.

Comme on peut le voir à la figure 2, GSM et GPRS partagent l'infrastructure radio, c.-à-d.

l'ensemble des BTS et des BSC. Pour le reste de leur parcours, les flux GSM et GPRS sont

séparés.

L'intégration du GPRS dans une architecture GSM nécessite l'adjonction de nouveaux nœuds

réseau appelés GSN (GPRS support nodes) situés sur un réseau fédérateur (backbone).

On distingue deux type de GSN :

� Le SGSN (Serving GPRS Support Node, ou Nœud de support GPRS de service) est un

routeur permettant de gérer les coordonnées des terminaux de la zone et de réaliser

l'interface de transit des paquets avec la passerelle GGSN.

� Le GGSN (Gateway GPRS Support Node, soit en français Nœud de support GPRS

passerelle), passerelle s'interfaçant avec les autres réseaux de données (internet).


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2.1 Les équipements de l’architecture

Voici maintenant un bref descriptif de chacune des entités du réseau GPRS :

• MS (Mobile Station) : terminal mobile de l’utilisateur (TE pour Terminal Equipment)

avec sa carte SIM (Subscriber Identity Mobile).

• BTS (Base Transceiver Station) : émetteur / récepteur gérant une cellule, la couche

physique sur la voie radio et la couche liaison de données avec le mobile.

• BSC (Base Station Controller) : commutateur qui réalise une première concentration

de circuits, qui s’occupe de la gestion de la ressource radio (allocation des canaux, …).

• MSC (Mobile services Switching Center) : commutateur du réseau GSM, qui gère

l’établissement de circuits à travers le réseau.

• VLR (Visitor Location Register) : base de données locale qui contient les profils de tous

les abonnés présents dans la zone gérée par ce VLR. Dans la plupart du temps, cet équipement

est dans le même équipement que le MSC.

• HLR (Home Location Register) : base de données globale du réseau GSM, dans laquelle

les profils de services des abonnés, la localisation des abonnées et la gestion de la sécurité

sont enregistrés.

• EIR (Equipment Identity Register) : base de données dans laquelle sont enregistrés

les numéros d’identification des terminaux mobiles au sens matériel avec l’IMEI

(International station Mobile Equipment Identity).

• SMS-GMSC (Short Message Service – Gateway Mobile Services Switching Center) et

SMS-IWMSC (Short Message Service – InterWorking MSC) : ces deux MSC sont des

commutateurs dédiés au service des messages courts.

• SMS-SC (Short Message Service – Service Center) : cette entité est très importante

dans le traitement des messages courts.


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Maintenant , on citera les équipements qui permettent l’adaptation du réseau GSM au réseau

GPRS afin d’assurer la transmission en mode paquet :

• SGSN (Serving GPRS Support Node) : Le SGSN, soit en français Nœud de support GPRS de

service, est un routeur IP qui a le même niveau hiérarchique dans le réseau GPRS, que celui du

MSC dans le réseau GSM. Les SGSNs gèrent les terminaux mobiles pour une zone donnée. Le

SGSN est l'interface logique entre l'abonné GSM et un réseau de données externe. Ses

missions principales sont :

i) La gestion de session – Session Management :

� Création d’un tunnel entre une station mobile et un réseau de données en mode

paquet.

� Etablissement d’une session : Pour établir une session, une procédure d’activation du

PDP context4, doit être lancée. Le contexte PDP est un ensemble d’informations stockées

dans le mobile, le SGSN et le GGSN pour l’échange de données avec un réseau PDP.

Ces informations sont :

- Type de réseau PDP (X25, IP,…).

- Adresse PDP du terminal (adresse IP,…).

- Adresse IP du SGSN courant où se trouve l’abonné.

- Point d’accès au service réseau utilisé.

- La qualité de service négociée.

ii) La gestion de la mobilité - Mobility Management- qui comprend les procédures de

rattachement

GPRS à savoir :

� L’authentification : Lors des attachs et des mises à jour de RA (Routing Areas) inter

SGSNs.

� La sécurité : Chiffrer les communications à destination ou en provenance du mobile

(optionnel).

4 La notion de Tunneling et du PDP context seront traité en détail dans les parties qui suivent


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� La récupération des données d’abonnement GPRS détenues par le HLR par

l’intermédiaire d’une interface MAP / SS7 classique.

� Les procédures de gestion de la localisation (mise à jour des cellules et des tables de

routage, en utilisant des zones de routages, gestion du "handover" entre BSCs et

autres SGSNs).

iii) Le relais des paquets : le SGSN est également un relayeur de paquets selon la pile de

protocoles du plan de transmission GPRS (chiffrement, compression des données,

acquittement des PDU5s, encapsulation et décapsulation des PDUs).

• GGSN (Gateway GPRS Support Node) sont eux aussi des routeurs IP mais ils servent

d’interfaces avec les réseaux extérieurs et sont appuyés dans cette tâche par des Borders

Gateway BG(voir ci-dessous). Le GGSN a pour fonctions :

� Le contrôle d’accès du réseau externe au réseau cœur:

- Screening c'est-à-dire que l’opérateur détermine quel type de paquets doit être

transféré via le GGSN.

- Génération des CDR (Charging Data Records)6 et les envoyer au CG 7(Charging

Gateway).

� L’encapsulation des paquets IP provenant des réseaux IP externes à l’aide d’un

protocole de mise en tunnel (GTP) à destination du SGSN.

� La gestion des enregistrements de données d’appel pour chaque contexte PDP pour

des raisons de taxation.

� La gestion des sessions : à chaque session, le GGSN alloue une adresse IP au mobile.

• BG: Borders gateway (passerelles de frontières)

Les borders Gateway sont des routeurs qui permettent aux opérateurs mobiles d’ouvrir leur

réseau GPRS vers l’extérieur tout en s’assurant de la sécurité de ces derniers, par le

biais des Firewalls.

5 PDU : Protocol Data Unit

6 Se sont des fichiers générés à chaque création d’un contexte PDP à un abonné, ils contiennent des

Informations concernant la taxation sur les données transférées par l’abonné. 7 La CG a pour rôle le Prétraitement des CDRs avant de les envoyer au BC (billing center)


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Figure 3: l'interconnexion avec Les borders Gateway

Ces passerelles de bordure de réseau permettent de communiquer avec les autres réseaux de

données par paquets extérieurs au réseau GPRS et sont souvent jointes aux GGSN.

2.2 Les interfaces

Les différents sous-systèmes du réseau GPRS sont connectés entre eux via différentes interfaces

qu’on va décrire maintenant afin de mieux comprendre le rôle de chacune.

Figure 4: les interfaces de connexion


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Interface Gb : cette interface est définie entre le sous-système réseau GSM et le

sous-système réseau GPRS. L’interface Gb permet l’échange de la signalisation et des

informations utilisateurs. Au contraire de l’interface A (entre BSS et MSC) dans laquelle

une ressource physique est assignée à un utilisateur durant toute la durée de la

communication, au niveau de l’interface Gb la ressource n’est attribuée à l’utilisateur

que s’il y’a émission où réception effective de données.

Interface Gn : cette interface est définie entre deux noeuds GPRS (SGSN ou GGSN)

appartenant au même réseau PLMN GPRS. Remarquons qu’un réseau de mobiles est

appelé Public Land Mobile Network (PLMN), cette notion est importante à noter. Les

messages IP ou X.25 sont transportés entre les noeuds GPRS, par tunnelling grâce au

protocole GTP (GPRS Tunnelling Protocol). Le rôle du protocole GTP dans ce cas c’est de

différencier les paquets d’un utilisateur à un autre, encore mieux d’une connexion à une

autre du même mobile. Et ceux grâce à l’entête GTP qui permet d’identifier chaque

session par un TID – Tunnel ID - .

Interface Gs : cette interface, définie entre le SGSN et le MSC/VLR, est optionnelle. Elle

permet au SGSN d’envoyer par exemple des informations de localisation au MSC/VLR

et d’éviter des échanges redondants de signalisation liés à la gestion de la mobilité entre le

terminal mobile et le SGSN, puis entre le terminal mobile et le MSC. Le SGSN peut

aussi recevoir des requêtes de paging émises par le MSC/VLR pour le service GSM.

Interface Gr : cette interface est définie entre le SGSN et le HLR pour des échanges de

données liés aux profils de données des abonnées et à la gestion de la mobilité.

Interface Gc : cette interface, définie entre le GGSN et le HLR, est optionnelle et sert au

GGSN pour demander au HLR des informations de localisation concernant un terminal

mobile.

Interface Gf : cette interface relie un SGSN et un équipement de type EIR pour les

échanges liés à l’identification du terminal.


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Interface Gi : cette interface, définie entre le GGSN et les réseaux de données par

paquets externes, permet les échanges entre le réseau GPRS et le monde extérieur.

Interface Gp : cette interface définie entre deux PLMN différents est équivalente à

l’interface Gn avec, en plus des fonctions de sécurisation entre les deux PLMN (nécessitée

de passage par le BG).

Cependant, seules les interfaces Gb (entre le sous-système radio et le SGSN), Gn (entre des nœud

GPRS, à savoir SGSN et GGSN) , Gr (entre le SGSN et le HLR) et Gi pur l’accès aux

différents services sont obligatoires. Les autres interfaces sont optionnelles, et leur mise en

œuvre dépend des choix des fonctions d’inter fonctionnement entre le GSM existant et le GPRS.

3. Description fonctionnelle du GPRS

Après avoir vu les caractéristiques générales ainsi que son architecture détaillée, il est temps

de voir comment fonctionne le GPRS et en particulier comment l’on échange les données

dans via ce réseau.

3.1 Schéma fonctionnel du GPRS

Ce schéma présente l’architecture du GPRS en soulignant l’importance du réseau IP comme

support du réseau GPRS.

Le réseau GPRS est inséré dans son environnement, c'est-à-dire avec le système de taxation, les

passerelles de taxation et les serveurs de noms essentiels pour les traductions d’adresses.


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Figure 5: Schéma fonctionnel du GPRS

Ce schéma introduit également le principe d’inter fonctionnement d’un réseau GPRS avec un

autre réseau GPRS, indispensable en cas d’itinérance de l’utilisateur, via les borders Gateway qui

relient le réseau GPRS à tout réseau de données par paquet externe (réseau GPRS ou autre).

3.2 Mécanismes de transfert de paquets en GPRS

Lors d’une communication, le réseau GPRS est interconnecté à un autre réseau à commutation par

paquet. Ainsi, lorsqu’un utilisateur désire transmettre des paquets vers un réseau de données en

mode paquet, il utilise le protocole PDP (Packet Data Protocol).

Cette notion de PDP est associée à la notion de contextes au niveau de la mobilité d’un utilisateur

GPRS. C’est pourquoi, avant de voir les mécanismes de transmission en mode paquet, nous allons

introduire la gestion de la mobilité dans le GPRS. [6]


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3.3 Gestion de la mobilité

Afin de mieux comprendre les mécanismes de transmission d’informations, il convient

d’expliquer quelques notions attachées à l’itinérance d’un utilisateur.

3.3.1. Etats GPRS.

Dans le cadre de la gestion de la mobilité pour le GPRS, trois états sont associés à un terminal

mobile :

IDLE

On dit que le terminal est en état ‘IDLE’ s’il est en veille, c-à-d s’il n’est pas rattaché au réseau

GPRS. Dans ce cas, Aucune gestion de mobilité n'existe entre le SGSN et la MS. Pour sortir de

cet état, la station mobile doit nécessairement effectuer une procédure d’attachement au réseau

GPRS et l’état de la station devient alors « Ready ».

READY

Dans cet état, la localisation du mobile est connue en terme de cellule par le réseau GPRS, la

station mobile informe le SGSN de tout changement de cellule au moyen d'un message de mise à

jour de cellule. Dans ce cas, la MS est prête d’émettre et de recevoir les communications

STANDBY

Dans cet état aussi le mobile est rattaché au réseau GPRS : la station mobile est dans un état

intermédiaire, elle peut recevoir des appels entrants par paging. La localisation du mobile

(Routing area) est connue par le réseau GPRS et la station mobile doit informer le SGSN de tout

changement de la zone de routage, au moyen d'un message de mise à jour de la zone de routage

(une zone de routage correspondant à un ensemble de cellules).


Sofia OUHBI - 26 -

Figure 6: L'Automate d’états dans le terminal

Sur ce schéma, nous pouvons observer comment le terminal passe d’un état à l’autre.

3. 3.2.Contextes GPRS.

Dans le cadre de la gestion de mobilité du GPRS, on définit la notion de contextes.

Les contextes introduits dans GPRS sont liés à l’ensemble des informations caractéristiques d’un

abonné relativement à :

• sa mobilité, contexte MM (Mobility Management).

• ses données, contexte PDP (Packet Data Protocol).

Contexte MM (Mobility Management)

Le contexte MM continent tous les paramètres liés à la gestion de la mobilité, au terminal mobile

et à la sécurité :

• l’IMSI ( International Mobile Subscriber Identity) et le P-TMSI (Packet Temporary Mobile

Station Identity), qui permettent d’identifier l’abonné.


Sofia OUHBI - 27 -

• l’état de la mobilité de l’abonné : IDLE, STANDBY, READY.

• l’identifiant du SGSN, qui est l’adresse du SGSN servant le terminal mobile actuellement.

Contexte PDP.

Le protocole PDP est spécifique aux données paquet. On lui associe un contexte et une adresse.

Chaque adresse PDP est décrite par un contexte PDP dans le terminal mobile, le SGSN et le

GGSN.

Le contexte PDP est lié aux données et regroupe des informations de routage vers le GGSN qui

seront utilisées par le terminal mobile.

Il contient les paramètres de la gestion de session, définis relativement à l’adresse PDP allouée à

l’utilisateur et que celui-ci utilise pour cette session GPRS. Il est ainsi composé d’un ensemble

d’informations qui permettent de caractériser l’émission et la réception des données GPRS,

comme l’adresse réseau PDP à utiliser et des informations pour le routage vers le GGSN.

Un contexte PDP doit être créé afin que l’abonné puisse émettre ou recevoir des données. Chaque

contexte PDP existe indépendamment dans l’un des états PDP (INACTIF ou ACTIF). L’état PDP

indique si l’adresse PDP est activée pour le transfert de données ou non.

3.4 Les procédures de gestion de la mobilité

3.4.1 Procédure d’attachement au réseau GPRS

Lorsque la station mobile est détachée du réseau GPRS et qu’elle vient d’être allumée, elle initie

une procédure d’attachement indépendamment de sa localisation courante. Si cette procédure est

effectuée avec succès, les données de la station mobile sont stockées au niveau de la base de

données SLR (SGSN Location Register) du SGSN.

La figure suivante présente le scénario d’attachement d’une station mobile à un nouveau

SGSN, en prenant en compte le handover possible.


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Figure 7: Procédure d’attachement à un nouveau SGSN

La station mobile commence la procédure en envoyant un Attach Request au nouveau SGSN en

lui envoyant l’ancien P-TMSI et l’ancien RAI. Le nouveau SGSN obtient l’adresse IP de l’ancien

SGSN en consultant un de ses serveurs DNS qui font la correspondance entre les identificateurs

des zones de routage RAI et les adresses IP des SGSN couvrant ces zones. Le nouveau SGSN

envoie ensuite IDENTIFICATION REQUEST à l’ancien SGSN incluant l’ancien P-TMSI du

mobile. Celui-ci répond par IDENTIFICATION RESPONSE contenant l’IMSI du mobile et ses

paramètres d’authentification.

Après avoir procédé à l’authentification de la station mobile (elle n’est faite que si aucun

contexte de gestion de mobilité n’existe dans le réseau pour cette station), le SGSN envoie

UPDATE LOCATION au HLR. Celui-ci demande à l’ancien SGSN d’effacer l’entrée

correspondante à la station mobile en question dans sa base SLR. L’ancien SGSN répond par

CANEL LOCATION ACKNOWLEDGE. Le HLR envoie ensuite un INSERT

SUBSCRIBER DATA au nouveau SGSN pour qu’il ajoute la station mobile à sa base de

données SLR. Le SGSN répond par INSERT SUBSCRIBER DATA ACKOWLEDGE.

Finalement le SGSN envoie un ATTACH ACCEPT à la station mobile contenant un nouveau P-

TMSI.


Sofia OUHBI - 29 -

3.4.2 Procédure de détachement du réseau GPRS

La procédure de détachement est initiée lorsque le mobile décide de se déconnecter du réseau

GPRS. Elle peut également être initiée par le SGSN. Le SGSN peut également intervenir

lors d’une procédure de détachement de la partie à commutation de circuit CS(circuit

switched) si l’interface entre SGSN et MSC/VLR existe.

La figure qui suit présente le scénario de la procédure de détachement du réseau GPRS

initiée par la station mobile :

Figure 8: Procédure de détachement initiée par la station mobile

La station mobile initie la procédure de détachement en envoyant un DETACH REQUEST

au SGSN. Si le mobile a des contextes PDP actifs dans le réseau, autrement dit si le mobile est

en train d’émettre ou de recevoir des paquets de données, ils doivent être désactivés. C’est

pourquoi le SGSN envoie au GGSN correspondant un DELETE PDP CONTEXT

REQUEST. Celui-ci répond par un DELETE PDP CONTEXT RESPONSE.

Si le mobile veut se détacher uniquement de la partie CS (circuit switched) le SGSN envoie via

l’interface Gs un IMSI DETACH INDICATION au MSC/VLR. Si le mobile souhaite rester

attaché à la partie CS et se détacher uniquement de la partie PS (Packet Switching), le

SGSN envoie un GPRS DETACH INDICATION au MSC/VLR. A partir de ce moment le

MSC/VLR prend en charge les opérations de gestions de mobilité

indépendamment du SGSN. Le SGSN informe la station mobile que l’opération de

détachement est réalisée avec succès en lui envoyant le message DETACH ACCEPT.


Sofia OUHBI - 30 -

3.4.3 Mise à jour de la zone de routage

La mise à jour de zone de routage est faite à chaque fois que le mobile détecte qu’il entre dans

une nouvelle de zone de routage. Elle peut être initiée également par le SGSN suite à

l’expiration du temporisateur de mise à jour de la zone de routage.

La mise à jour de la zone de routage peut se faire dans le même SGSN si la nouvelle zone de

routage du mobile existe au niveau du même SGSN. Sinon le mobile doit effectuer une mise à jour

de zone de routage inter SGSN. Dans le cas de mise à jour de zone de routage au sein du même

SGSN, celui-ci accepte la demande de mise à jour directement car il a toutes les

informations à propos de l’abonné. S’il s’agit d’une mise à jour de zone de routage inter

SGSN, le nouveau SGSN doit consulter l’ancien pour lui indiquer que désormais il va

prendre en charge les paquets relatifs aux contextes PDP de cette station.

La figure montre le scénario d’une mise à jour de zone de routage inter SGSN.

Figure 9: La mise à jour de zone de routage inter SGSN

La station mobile initie la procédure de mise à jour de la zone de routage en envoyant au SGSN le

message ROUTING AREA UPDATE REQUEST. Le nouveau SGSN consulte le serveur DNS

pour obtenir l’adresse de l’ancien SGSN en lui envoyant le message SGSN CONTEXT

REQUEST. L’ancien SGSN répond par le message SGSN CONTEXT

ACKNOWLEDGE pour informer le GGSN du changement de la zone de routage, le nouveau

SGSN envoie au GGSN le message UPDATE PDP CONTEXT REQUEST avec la nouvelle

adresse du SGSN. Le GGSN met à jour le contexte PDP et répond par le message UPDATE PDP

CONTEXT ACKOWLEDGE.

Le SGSN informe le HLR du changement du SGSN pour la station mobile en question en lui

envoyant le message UPDATE LOCATION. Le HLR envoie le message CANCEL


Sofia OUHBI - 31 -

LOCATION à l’ancien SGSN pour supprimer la station mobile de sa base de données SLR.

L’ancien SGSN répond par le message CANCEL LOCATION ACKNOWLEDGE. Si

l’interface Gs existe le HLR informe également le MSC/VLR de la mise à jour du SGSN par le

message UPDATE LOCATION REQUEST. Le MSC/VLR répond par le message

UPDATE LOCATION ACKNOWLEDGE.

Le HLR doit également informer l’ancien MSC que le mobile en question est pris en charge par

un nouveau MSC. Celui-ci supprime les données relatives à l’abonné en question de sa base de

données VLR lorsqu’il reçoit le message CANCEL LOCATION de la part du HLR. L’ancien

MSC indique au HLR qu’il ne prend plus en charge cet abonné par le message CANCEL

LOCATION ACKNOWLEDGE. Le HLR demande au nouveau MSC d’insérer les données de

l’abonné dans sa base de données VLR par le message INSERT SUBSCRIBER DATA. Le SGSN

informe ensuite la station mobile du succès de la procédure de mise à jour par le message

ROUTING AREA UPDATE ACCEPT.

3.5 Procédure d'activation de contexte PDP

Figure 10: Le scenario d’activation d’un PDP Contexte

La station mobile initie la création du PDP Contexte par la requête CREAT PDP

REQUEST Cette requête contient des informations tels que le couple (RAC, LAC)8

8 Routing Area Code et Location Area Code


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l’IMSI, le PTIMSI, des informations sur la Qualité de service demandée par l’abonnée …,

une fois cette requête est reçue par le SGSN ce dernier procède la vérification des informations

reçue au niveau du HLR central et voir si cet abonné bénéficie vraiment d’un compte

GPRS. Vers la fin d’une vérification réussie, le SGSN fait une requête de Mappage au DNS

pour résoudre l’adresse IP du GGSN de sortie pour cet abonné et cela en tenant considération

bien évidemment du couple (RAC, LAC). Après cette étape le SGSN envoi la requête OPEN

PDP CONTEXTE REQUEST au GGSN pour qu’il affecte une adresse publique au client via le

protocole DHCP, mais avant cela il y a une phase d’authentification de l’APN demandé par le

client et cela se fait à travers le protocole

RADIUS. Et ce n’est qu’après ces étapes que le contexte PDP va être créé directement entre la MS

et le GGSN. Ce canal va servir au client pour naviguer vers les réseaux de données externes

librement. [7]


Sofia OUHBI - 33 -

Conclusion :

Le GPRS est un réseau dédié pour la transmission de données sur le réseau GSM, possédant

trois grands avantages :

Le premier est l’apparition de la tarification au volume. Cela permet à un utilisateur de ne plus se

soucier du temps de téléchargement des données, il paye seulement la taille de ce

téléchargement et non sa durée.

Le second est la commutation de paquets. En effet, cette méthode permet de ne pas

monopoliser les ressources radios lors de la consultation sur Internet, consultation d’email, etc…

De plus, avec la commutation de paquets, on peut interconnecter le réseau GPRS avec un réseau

de données paquets externe tel qu’un réseau IP ou X.25.

Le dernier avantage non négligeable, le débit. En effet, GPRS a un débit supérieur à celui du

GSM. On peu atteindre théoriquement un débit de 171,2 kbit/s.

Ainsi tout opérateur cherche à étendre son réseau GSM vers le GPRS. C’est le cas de Maroc

Telecom qui a opté pour la solution NSN dont on va détailler une composante importante qui est

le Flexi ISN dans le deuxième chapitre.


Sofia OUHBI - 34 -

CChhaappiittrree22 ::

NNookkiiaa FFlleexxii IISSNN

((IInntteelllliiggeenntt SSeerrvviiccee NNooddee))

RReelleeaassee 33..22


Sofia OUHBI - 35 -

Dans ce chapitre, on se focalisera sur la Flexi ISN en détaillant ses fonctionnalités et ses

caractéristiques matérielles, pour pouvoir communiquer, les différents apports et les

raisons pour lesquelles cet équipement a occupé la place du GGSN du standard 3GPP,

tant au niveau de la capacité, qu’au niveau des services offerts.

1. Introduction à la Flexi ISN

1.1 Nokia Flexi ISN en bref

La solution Nokia Flexi ISN est une plate-forme évolutive incorporant le GGSN (Gateway GPRS

Support Node), le service Awareness avancé9 et la fonctionnalité d'analyse de trafic. Elle agit

comme une passerelle entre les réseaux de données sans fil et les réseaux de données externes

comme l'Internet.

Figure 11: Le matérielle de Nokia FlexiServer

Pour la configuration de service dans le Flexi ISN, Nokia Centralised Network Services Manager

(CNSM) est utilisé.

9 La notion des Services Awareness sera traitée en détail dans la partie fonctionnalités de la Flexi ISN

Nokia Flexi ISN est le point central de contrôle dans le réseau, responsable de la facturation et de l’accès à beaucoup de services différents. Un point de facturation central offre de multiples avantages, comme le point d'intégration unique comparativement à une solution avec des éléments de réseau multiples. La capacité de facturation différenciée de la Flexi ISN permet de facturer des services basés sur la valeur perçue et non seulement sur le nombre d'octets transférés. [1]


Sofia OUHBI - 36 -

La solution Flexi Intelligent Service Node (ISN) permet :

De 1000 jusqu’à 1000000 contextes PDP (par châssis)

jusqu’à 1Gbit/s en Débit (par châssis),

Architecture Multi-Blades10 flexible.

2. Les avantages de Nokia Flexi ISN

2.1 Matériel évolutif

Le Flexi ISN est construit sur la plateforme matérielle de Nokia FlexiServer.

Ce système s'adapte selon les besoins de réseau. Jusqu'à quatre châssis de Flexi ISN peuvent

être logés à l'intérieur d'un rack Nokia 19 . Chaque châssis de Flexi ISN soutient trois

options de capacité : Une configuration une configuration moyenne, et une autre large.

Tableau 2: les trois types de configuration de la FLEXI ISN

a) Configuration d'entrée,

Jusqu’à 333 000 PDP contextes, sortie de 333 Mbit/s:

2 interfaces blades

2 services blades

2 management blades

2 hard disk blades

2 switch blades

10

Les Blades sont les cartes de traitements au sein de la Flexi ISN seront traitées plus tard.


Sofia OUHBI - 37 -

b) Configuration moyenne

Jusqu’à 666 000 PDP context, avec un débit de 666 Mbit/s

3 interface blades

3 service blades

2 management blades

2 hard disk blades

2 switch blades

c) Large configuration

Jusqu’à 1 000 000 PDP contexts, et un débit de 1 Gbit/s

4 interfaces blades

4 services blades

2 managements blades

2 hard disk blades

2 switch blades

En résumé, selon la licence utilisée, le Flexi ISN permet une capacité de 1000 jusqu'à de 1M

PDP contextes, et un débit qui varie de 1 Mbit/s jusqu' à un total de 1 Gbit/s par châssis.

2.2 Disponibilité élevée

L'architecture de matériel de FlexiServer soutient la haute disponibilité en utilisant la duplication

des unités de base. Lorsque la Blade active échoue, le PDP contexte ainsi que son traitement

continue en backup. Les données de contexte PDP et les données relatives sont soutenues dans

d'autres Blades que celles utilisées.


Sofia OUHBI - 38 -

Figure 12: Duplication des unités de base

3. Les fonctionnalités de la Flexi ISN

3.1 la Flexi ISN autant que GGSN

La Flexi ISN sert comme un point d'accès commun pour les réseaux : GPRS basé sur le standard

GTP et 3G. Cette partie décrit la fonctionnalité de Nokia Flexi ISN liée à la frontière entre le

réseau de données du mobile et les réseaux de données externes, comme l'Internet, les réseaux

d'entreprise et les réseaux spécifiques de l’opérateur.

3.1.1 Gateway pour le réseau de données du mobile

La Flexi ISN agit comme une Gateway entre les réseaux de données sans fil et d'autres réseaux

externes. Les données utilisateur sont portées dans des tunnels GTP allant du SGSN (et 2G et 3G)

et se terminant à la Flexi ISN.

Les tunnels GTP sont créés pendant l'établissement du PDP contexte, et la Flexi ISN permet

l'établissement de 10 PDP contextes secondaires, ils peuvent être employés pour la

différentiation du profil QoS, par exemple pour le type de service push to talk over cellular (PoC).

Dans des connexions de données inter-opérateur, la terminaison GTP n'est pas

nécessaire au GGSN du réseau visité dans le réseau roaming de l'opérateur, les paquets GTP sont

envoyés directement au GGSN du réseau interne à travers l’interface Gp.


Sofia OUHBI - 39 -

3.1.2 Assignation d'adresse IP

L'adresse IP de l'équipement d'utilisateur est déterminée à la création du PDP contexte et la Flexi

ISN peut assigner cette adresse IP. L’adresse IP du mobile spécifique au point d'accès du

PDP contexte peut être allouée alternativement par :

Adresse pool interne de la Flexi ISN.

Serveur RADIUS de l’entreprise ou de l’opérateur.

Serveur DHCP externe.

3.1.3 Authentification

La méthode d'authentification est définie pendant l'activation du PDP contexte, et pour employer

le serveur RADIUS et la méthode d'authentification, on les définit dans la configuration du

point d'accès.

Dans l'accès d’entreprise, cependant, l'authentification peut aussi être faite avec un serveur

RADIUS, qui est placé dans le réseau d'entreprise et les messages d'authentification sont envoyés

dans une connexion de tunnel sécurisé entre l'opérateur et le réseau d'entreprise. L'autorisation

pour permettre à un abonné mobile d’avoir accès à un certain nombre de services est traitée avec

le serveur RADIUS ou le NPS (Nokia Profile Server).

Figure 13: Authentification RADIUS


Sofia OUHBI - 40 -

3.1.4 Connexion aux réseaux de données externes

Une des principales fonctionnalités de la Flexi ISN autant que GGSN est de connecter les

utilisateurs d’accès GPRS et 3G à Internet et intranets. Nokia Flexi ISN supporte une variété de

différents types d'options d'intercommunication pour accomplir les diverses exigences liées au

routage du réseau IP, l'adressage et la sécurité.

3.1.5 Le routage

Afin d’assurer l'interconnexion des différents éléments du réseau, la Flexi ISN utilise les protocoles de routage suivants :

Open Shortest Path First, OSPFv2 et OSPFV3

Routing Information Protocol (RIP)

Routage Statique

3.2 Service Awareness

Le Service awareness de Nokia (SA) forme la fonctionnalité fondamentale de la Flexi ISN de

Nokia (Flexi Intelligent Service Node).

Avec le Service Awareness les points d'accès traditionnels multiples peuvent être

développés dans un concept de point d'accès simple. [2]

La facturation différenciée est basée sur les mêmes spécifications de flux IP de la couche

3 et 4 et de plus pour inclure les protocoles qui ont subi le DPI (Deep Packet Inspection)

ou encore l'analyse de trafic sur la couche 7.

Les particularités que combine Nokia Flexi ISN sous le nom de Service Awareness sont :

3.2.1 Simple point d'accès

Tous les services sont disponibles pour l'abonné par un seul point d'accès dans la Flexi ISN. Avec

l’IPv4, l'abonné exige seulement un seul PDP contexte pour l'accès au service.


Sofia OUHBI - 41 -

3.2.2 Alias Access point

Avec la configuration Awareness dans Nokia Flexi ISN de l’APN (Alias Access Point Name), les

opérateurs peuvent cacher les changements dans la configuration d’APN depuis les

utilisateurs terminaux. Les changements dans l'équipement de l’utilisateur peuvent aussi être

évités. [1] [5]

3.2.3 Facturation différenciée pour les utilisateurs post et prépayés

La Flexi ISN permet la facturation flexible du trafic IPv4. Les services peuvent être facturés en

se basant sur leurs valeurs réelles. La facturation peut être basée sur la couche 3, la couche 4 et le

DPI (Deep Packet Inspection) appelé aussi la couche 7 d’analyse de trafic. Les options de

facturation basée sur le volume, le temps et l’événement disponibles.

Un CDR riche en contenu 'service-aware’ (SA-CDR) est disponible. Les CDRs sont

transférés sur le GTP' (GTP amélioré) ou peuvent être stockés dans le format XML et texte sur les

disques durs pour le transfert avec le FTP.

3.2.4 Notification d'utilisateur final

Avec la Flexi ISN l'utilisateur est tenu informé de l'utilisation de services liée aux

événements, comme le crédit étant épuisé, l'utilisation d'un service pour la première fois, des

instructions sur comment utiliser un service, ou que l'accès à un service soit bloqué. Le PPG

(Push Proxy Gateway) est l'expéditeur réel de la notification.

3.2.5 Le Service switching

Après que le flux soit activé, les paquets peuvent être transmis dans le flux. Et le trafic Uplink et

Downlink sont acceptés quand le flux est actif. Chaque service est lié à un point d'accès, qui

définit la connexion Gi (c'est-à-dire le réseau de données et la méthode d'accès vers le réseau de

données choisi). Ainsi, le flux définit indirectement la connexion Gi à être employée pour les

paquets uplink.


Sofia OUHBI - 42 -

Figure 14: Service switching

La figure illustre un exemple du service switching. L'équipement d’utilisateur (UE) essaye

d’utiliser quatre flux différents. Le service switching analyse les paquets sur le bord de l'interface

Gi.

Le profil d'utilisateur permet l'utilisation de WAP, Streaming et Bank, mais le trafic Surf n'est pas

inclut dans le profil d'utilisateur. Ainsi, l’un des flux est bloqué.

3.3 L’analyse du trafic

3.3.1 La différenciation du Trafic

La Flexi ISN offre plusieurs fonctionnalités nouvelles et supplémentaires non

normalisées par 3GPP. Les nouvelles fonctionnalités sont construites au-dessus de la norme

classique GGSN.

La différenciation du Trafic fournit une variété de nouvelles options de tarification où cette

dernière peut être basée sur l'information véhiculée dans le paquet IP et / ou de la charge utile des

paquets IP.


Sofia OUHBI - 43 -

3.3.2 La différenciation du Trafic basée sur la couche ¾

Tout le trafic peut être différencié en se basant sur les informations des entêtes IP et

TCP / UDP. Ces informations sont :

• L'adresse IP de destination et de sous-réseau

• Les numéros des ports TCP et UDP Le numéro de protocole IP

3.3.3 La différenciation du Trafic basée sur la couche 7

En analysant l’URL, il est possible de différencier le trafic, non seulement en fonction du serveur,

mais aussi en fonction d’un répertoire particulier dans ce serveur. (Les répertoires sont identifiés

par «/» dans l'URL).

3.4 Facturation différenciée

La Flexi ISN utilise la facturation différenciée pour les abonnés prépayés et post-payés. Avec

l'utilisation de la couche 3/4, les règles de tarification peuvent être le volume ou la durée,

les combinaisons sont également utilisées. En utilisant la couche 7, la tarification basée sur le hit

est également supportée. La facturation différenciée permet aux opérateurs de faire la différence

entre les différents services.

3.4.1 La facturation des abonnés prépayés

Pour les abonnés prépayés la facturation se fait en ligne (temps réel) par le biais du

online charging system (OCS), Ce serveur peut contrôler la consommation du compte de

prépaiement d'un abonné et ainsi permettre ou refuser l'accès au service en se connectant à l’IN.

Si l'accès est permis, l'OCS peut mettre des points de contrôle pour le trafic suivant la durée, le

volume ou le hit. Alors que si le crédit est épuisé ou s’il y a une erreur, le service peut être refusé

pour l'utilisateur.


Sofia OUHBI - 44 -

3.4.2 La facturation des abonnés post-payés

La facturation se fait en offline pour les abonnées post-payés, elle est caractérisée par la

production des CDRs (Charging Data Records) pour chaque groupe d'évaluation séparément

(le groupe d'évaluation peut aussi être appelé la classe de la facturation). Les CDRS sont

produits ou bien aux intervalles de temps prédéterminés ou bien quand une certaine limite de

volume est atteinte. Une fois que le PDP contexte est fermé, un CDR final est produit. Les CDRs

sont ensuite envoyés à la charging gateway (Nokia CG) pour qu’elle les traite avant de les envoyer

au billing center. Les paramètres suivants sont utilisés pour la facturation :

MSISDN

Classe du charging volume, temps, ou hit selon la facturation utilisée

IMSI

Qualité de service

RAT (Radio Access Type) IMEI

D’autre part, il existe diverses méthodes de tarification, comme le volume, le hit, et la durée

qui peuvent être appliquées.

3.4.3 La facturation basée sur le volume

La facturation basée sur volume se fait en comptant le nombre d’octets de données

transmises en upstream et en downstream. Elle peut aussi être basée sur les règles de la couche 7

pour HTTP ou WAP. Dans ce cas, seulement le payload d'application est inclus dans le compte de

volume total.

3.4.4 La facturation basée sur le temps

La facturation d’un abonné par la Flexi ISN peut être faite en fonction de la durée

d'utilisation du service.


Sofia OUHBI - 45 -

Figure 15: facturation basée sur le temps

La figure ci-dessus montre comment le temps est mesuré pour payer l’utilisation des

services. La ligne silence période spécifie le temps configuré et qui est le plus long temps que

l’abonné paye même s’il ya pas de trafic. La ligne 'data' montre les paquets de données réels

employés pour le service.

3.4.5 La facturation basée sur le hit

La facturation basée sur le hit peut être déclenché en entrant une URL spécifique. Après que le hit

soit identifié, il n'y plus de problème concernant combien d'octets de données sont transférés à

l'abonné ni de la durée pendant laquelle l’abonné a utilisé le service.

4. Architecture du Flexi ISN

La plate-forme FlexiServer HW est spécifiquement adressée aux applications de réseau de

télécommunication, ce qui signifie qu’une importance spéciale a été donnée pour avoir :

Une haute disponibilité (au moins 99.999 %)

Une conformité avec les exigences environnementales particulières à un équipement de

réseau de télécommunication


Sofia OUHBI - 46 -

Une installation facile aux sites de télécommunication

Un long cycle de vie : minimum 10 ans et matériel améliorable

Le Flexi ISN se compose de cinq types différents d'unités:

• interface blade (IB)

• service blade (SB)

• management blade (MB)

• hard disk blade (HDF1-C)

• switching blade (SWSE-A)

4.1 Les cartes de la Flexi ISN

4.1.1 Interface Blade

L'interface blade fournit des interfaces physiques. Elle transfère les paquets IP d'utilisateur aux

services blades. En outre, chaque lame d'interface maintient une base de données des sessions

actives d'utilisateur.

Quand le contexte de PDP est désactivé, l’interface blade enlève l'information de PDP-context de

sa base de données interne. Ceci est fait pour optimiser l'utilisation de ressource.

4.1.2 Service Blade

Le software application de Flexi ISN fonctionne sur chacun des services blades.

Le plan d'utilisateur et le plan de contrôle sont implémentés dans les Services Blades. Les services

Blade implémentent, au sein de la Flexi ISN, les fonctionnalités suivant:

L’authentification de l'utilisateur

La facturation en ligne

Le routage et le tunnelling du trafic


Sofia OUHBI - 47 -

4.1.2.1 La résistance du ‘service blade’

Chaque ‘service blade’ reproduit les informations spécifiques des utilisateurs avec les autres

cartes. Cette reproduction a lieu au niveau du contexte PDP.

A chaque utilisateur final correspond une seule ‘service blade’ active. Dans la

configuration résistante, cette carte active reproduit l'information d'utilisateur à une autre

‘service blade’, qui agit comme une unité passive.

Figure 16: La duplication des informations dans les services blades

Dans la figure, il y a deux contextes PDP actifs de deux utilisateurs finaux. Les deux contextes

PDP (1 et 2) sont actifs dans les différentes ‘service blades ’, qui reproduisent

constamment les informations liées à l’état de l'utilisateur du contexte PDP à la ‘service Blade’

passive (3).

4.1.2.2 L’équilibrage de la charge interne dans la Flexi ISN

Les ‘interfaces blades’ équilibrent la charge du trafic pour les ‘service blades’.

‘L’interface blade’ (IB) reçoit des informations sur le statut de la charge de la ‘service blade’ (SB),

comme indiqué dans la figure ci-dessous. Les ‘service blades’ partagent les

informations de la charge entre eux :


Sofia OUHBI - 48 -

Quand ‘l’interface blade’ reçoit une nouvelle demande d'activation d’un contexte PDP, il envoie

la demande d'installation de contexte PDP à la ‘service blade’ la moins chargée. Quand la

‘service blade’ envoie une réponse positive à ‘l’interface blade’, Le contexte PDP est activé. La

‘service blade’ active choisit une ‘service blade ‘de secours pour le contexte PDP tout en

employant les informations liées à la charge des cartes.

La procédure de choix des ‘service blades’ active et de secours a lieu quand le premier contexte

PDP est activé pour l'utilisateur. De nouveaux contextes PDP secondaires sont toujours

activés dans la même ‘service blade’.

4.1.3 Switching blade

L'unité de SWSE-a contrôle le back plane d'Ethernet. Le SWSE-a est configuré comme paire pour

la redondance elle se charge de la communication entre les différentes Blades

Figure 17: Le partage des informations entre les ‘interfaces blades’ et les ‘services blades’


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Figure 18: Switching Blade

4.1.4 Hard disk Blade

La lame de disque dur (HDF1-c) fournit au Flexi ISN une masse d’unité de stockage. La

taille initiale du disque dur est de 300 gigaoctets.

4.1.5 Management Blade

La lame de gestion met en application des fonctionnalités additionnelles au niveau de la Flexi

ISN :

stockage dans le disque dur

CDR sending (and storage to HD)

physical Gy connectivity

lawful interception extension (LIE)

La fonction O&M est placée sur la ‘management blade’. Cela inclut la configuration de la Flexi ISN, les alarmes, et la gestion de l’ensemble des adresses IP des utilisateurs finaux (de la flexi ISN).


Sofia OUHBI - 50 -

Conclusion

Grâce à l’introduction de la solution Nokia Flexi ISN, Maroc Telecom est désormais capable de

combiner dans un même ensemble, la passerelle GGSN et une solution Intelligent Charging Node.

Nokia Flexi ISN joue le rôle du point central de contrôle dans le réseau, responsable de la

facturation et de l’accès à beaucoup de services différents. Un point de facturation central

offre de multiples avantages, comme le point d'intégration unique comparativement à une

solution avec des éléments de réseau multiples. Grace à facturation différenciée, la Flexi ISN

permet de facturer des services basés sur la valeur perçue et non seulement sur le nombre d'octets

transférés.


Sofia OUHBI - 51 -

CChhaappiittrree 33 ::

AApppplliiccaattiioonn :: mmeessuurree ddeess KKPPIIss

EEtt SSttaattiissttiiqquueess aauu nniivveeaauu ddee llaa FFlleexxii

IISSNN


Sofia OUHBI - 52 -

Dans tout système, les mesures des performances sont primordiales pour le bon suivi des

opérations d’exploitation et de maintenance. Ainsi ces mesures sont très importantes pour

l’inspection d’un réseau et l’assemblage des informations au sujet de sa qualité de service. Les

résultats de la mesure des performances permettent d’identifier les problèmes à travers le

réseau et qui ne sont pas en général détectés qu’en utilisant des outils d’analyse des

performances. Ces outils sont très importants pour avoir des données de tout type du réseau en

l’occurrence les KPIs (Key Performance Indicators).

Le besoin demandé par Nokia Siemens Networks est celui d’avoir un outil de mesure de

performance de la Flexi ISN récemment installé au réseau Packet Switched (PS) de Maroc

Telecom. Cela en présentant les indicateurs de performance de la Flexi ISN, et particulièrement

les plus pertinents pour analyser les performances de cet équipement.

1. Les outils adoptés pour le projet

Le choix de la plate-forme JEE pour développer et exécuter notre application a été dicté par les

avantages qu’elle offre, à savoir :

� une architecture d'application basée sur les composants qui permet un découpage de

l'application et donc une séparation des rôles lors du développement.

� la possibilité de choisir les outils de développement et le ou les serveurs d'application

utilisés qu'ils soient commerciaux ou libres.

� JEE permet une grande flexibilité dans le choix de l'architecture de l'application en

combinant les différents composants. Ce choix dépend des besoins auxquels doit répondre

l'application.

L'architecture de l’application se découpe en trois tiers :

� La partie présentation : elle a pour rôle d'afficher les données pour l'utilisateur et de

collecter les informations qu'il saisit. Cette interface est souvent appelée couche de

présentation car sa fonction consiste à présenter les données à l'utilisateur et à lui permettre

de fournir des informations au système. La couche présentation est la partie de l'application

responsable de la création et du contrôle de l'interface présentée à l'utilisateur et de la

validation de ses actions.


Sofia OUHBI - 53 -

� La partie métier : elle permet à l'application de fonctionner et de traiter les données. Dans

notre application la logique métier utilise les formules fournies pour calculer chaque KPI à

partir des mesures fournies par les compteurs.

� La partie des données : elle assure la lecture, l'écriture à partir des différentes sources pour

tout ce qui est données dont a besoin l’application. On a choisi de travailler avec le SGBD

Oracle, notre choix sera expliquer ultérieurement.

Pour organiser et gérer notre application, on a opté pour la structure Struts qui est un framework

libre pour développer des applications web JEE. Un framework est « une structure permettant de

soutenir ou de contenir quelque chose, en particulier un squelette pouvant servir de base à une

construction » (cf. dictionnaire anglais). Struts utilise et étend l'API Servlet Java afin d'encourager

les développeurs à adopter l'architecture Modèle-Vue-Contrôleur, nous avons choisi de mettre en

œuvre le modèle MVC2 basé sur une seule Servlet faisant office de contrôleur qui se charge de

rediriger la requête vers le bon traitement.

Cette Servlet de type ActionServlet, lit la configuration de l'application dans un fichier au format

XML et reçoit toutes les requêtes de l'utilisateur concernant l'application. En fonction du

paramétrage, elle instancie un objet de type Action qui contient les traitements et renvoie

une valeur particulière à la servlet. Celle ci permet de déterminer la JSP qui affichera le

résultat des traitements à l'utilisateur. Les données issues de la requête sont encapsulées dans un

objet de type ActionForm. Struts va utiliser l'introspection pour initialiser les champs de cet

objet à partir des valeurs fournies dans la requête.

Struts utilise un fichier de configuration au format XML (struts−config.xml) pour connaître le

détail des éléments qu'il va gérer dans l'application et comment ils vont interagir lors des

traitements.

Pour la vue, Struts utilise par défaut des JSP avec un ensemble de plusieurs

bibliothèques de tags personnalisés pour faciliter leur développement. Notre interface est aussi

constituée de pages statiques quand il s’agit des pages de présentation de l’application ou des

différents menus.

Pour écrire, compiler et déployer notre application nous avons utilisé l’IDE Netbeans qui est un

environnement de développement open source écrit en Java mais peut supporter n’importe quel

langage de développement. Netbeans est un environnement puissant, doté de plusieurs outils très

utiles, compatible avec toutes les nouvelles technologies Java (y inclus les technologies Java EE,


Sofia OUHBI - 54 -

les bases de données, UML, XML, etc.) et peut fonctionner sous plusieurs systèmes

d’exploitation (Windows, Linux, Solaris (SPARC et x86) et MacOS).

Pour exécuter notre code, on a opté pour Tomcat, le conteneur d'applications web diffusé

en open source sous une licence Apache. En tant qu'implémentation de référence, Tomcat

est facile à mettre en œuvre et riche en fonctionnalités, il est quasi incontournable dans les

environnements de développements.

En ce qui concerne la base de données, notre choix à porter sur le SGBD Oracle Express Edition

10, qui est disponible sur plusieurs plates-formes matérielles. Ce choix a été motivé par sa grande

puissance transactionnelle et les nombreuses fonctionnalités avancées qu’il offre :

� La définition et la manipulation des données

� La cohérence des données

� La confidentialité des données

� L'intégrité des données

� La sauvegarde et la restauration des données

� La gestion des accès concurrents

2. Descriptif de l’application

Notre application « Flexi ISN Performances » se présente du point de vue utilisateur, en une

interface web qui lui permet de contrôler en permanence la performance de la Flexi ISN via des

mesures instantanées d’un certains nombre de KPIs (Key Performance Indicators). Ces

mesures sont effectuées par la Flexi ISN et stockées sous forme de fichiers XML dans

l’OMC de Maroc Telecom. [3]

Le point suivant sera consacré à la présentation de l’architecture générale de la solution développé

afin d’atteindre les objectifs tracé dans notre cahier de charge.


Sofia OUHBI - 55 -

a. Architecture Générale de l’application:

L’architecture générale de notre application se présente en Trois Modules principaux :

• Collecte et Intégration : il assure l'approvisionnement du SID en données primaires

ainsi que la cohérence générale des données capturées en les mettant à disposition, en

un point unique, dans un modèle unifié et normalisé.

• Diffusion(Transformation): ce module transforme les données collectées pour les

mettre à la disposition de la base de données sous une forme dimensionnelle, contexte

par contexte.

• Présentation: pour gérer l'accès de l'utilisateur final aux données organisées par la

fonction de diffusion.

Figure 19: Architecture générale de l’application

Collecte et intégration : Le Module de collecte et d’intégration s’occupe de rassembler

les différentes ressources hétérogènes dans une même base de données selon un module.

Figure 20: Module de collecte et d'intégration


Sofia OUHBI - 56 -

Un ensemble de fichiers XML est rapatriée de l’OMC quotidiennement ou d’une façon

hebdomadaire, ces fichiers contiennent les mesures activées concernant les mesures effectuées

sur les éléments du réseau cœur Packet Switched (PS) de Maroc Telecom. Pour les

exploiter, il est indispensable de bien penser à la collecte des données sur lesquelles toute

l’analyse de performance et le calcul des KPI reposent. Il fallait donc développer un premier

Module de collecte afin de récupérer ces données, via le FTP, depuis l’OMC de Maroc

Telecom vers notre Base de données Oracle.

La base de données Oracle, permet d'intégrer les informations extraites des différentes sources

dans un modèle unique. Ce modèle de données doit tenir compte de l'historisation, et ne

dépendre que des données.

Un exemple de fichier XML, récupérer depuis l’OMC, est données par la figure suivante :

Figure 21:Exemple de fichier XML source


Sofia OUHBI - 57 -

b. Traitement de données

Le système opérationnel (source des données) et la base d'intégration (destination) ayant des

modèles différents, l'opération de collecte et d'intégration ne peut se résumer à une simple

copie de données.

En fait, les fichiers générés par la Flexi ISN constituent la source de données de notre

application, ces fichiers sont en format XML…donc difficile á exploiter.

La première étape pour démarrer notre application fut d’intégrer les fichiers XML dans notre

base de données ORACLE qui est l’une des bases de données open source les plus populaires.

Il fallait donc développer un Module de Transformation (Parseur XML).

Nous nous sommes basées à cet effet sur notre compréhension des KPIs11 et notamment sur la

documentation de NOKIA Siemens Network12.

Après avoir élaboré et exécuté les deux premiers modules permettant la Collecte des fichiers

via le module ftp et leur Transformation avec le Parseur XML, les données (Compteurs) vont

être stockés dans les tables de notre base de données ORACLE.

Maintenant et avec des Requetes SQL, différents traitements sont faits afin de calculer les

différents KPIs demandés dans le cahier de charge13 et les stocker dans une des Tables de

notre Bases de données afin de les afficher dans notre Application Web.

Nous avons créé á cet effet la base de données contenant touts les KPIs pour chaque APN14

Tableau 3: Base de données KPIs

L’automatisation du chargement des données et de leur transformation, est une étape qui était

nécessaire afin d’assure l’exécution instantanée de ces opérations, sans avoir à les exécuter à

chaque fois que de nouveaux fichiers de mesures sont créés, pour les intégrer dans notre base

de donnée. Cette étape est effectuée grâce à des commandes qui s’exécutent en arrière plan

sans exécuter à chaque fois les codes qui s’occupent du chargement et des transformations, ce

11 KPIs (Key Performance Indicators). 12 Statistics in Nokia Flexi ISN Rel. 3.0, Product Documentation 13

Voir dans la partie détermination des KPIs

14 APN : Access Point Name (Voir le premier chapitre)


Sofia OUHBI - 58 -

qui facilitera par conséquent sa planification en tant que tache programmée sous n’importe

quel système d’exploitation utilisé (windows ou Unix).

c. Description textuelle des cas d’utilisations

� 1ere cas : S’inscrire dans le système.

Titre : S’inscrire dans le système.

Résumé : Ce cas d’utilisation permet aux ingénieurs non inscrits d’avoir un compte en

ligne pour bénéficier des avantages et des services proposés par le système.

Description des enchainements :

�� PPrrééccoonnddii ttiioonnss::

� L’ingénieur doit être obligatoirement un ingénieur NSN.

�� SSccéénnaarr iioo nnoommiinnaall ::

1. L’utilisateur doit ouvrir la page d’inscription.

2. L’utilisateur doit remplir un formulaire.

3. Le système doit vérifier toutes les informations du formulaire à saisir.

4. Le système donne son accord et confirme l’inscription de l’ingénieur.

�� EEnncchhaaiinneemmeennttss AAll tteerrnnaattii ff ::

A1 : Informations incomplètes

L’enchainement A1 démarre au point 3 du scénario nominal.

4. Le système indique au client que les informations sont incomplètes.

Le scénario reprend au point 2.

�� PPoosstt ccoonnddii ttiioonnss ::

La base de données du système contient plus de client qu’au début du cas d’utilisation.

� 2ème cas: Récupérer son mot de passe.

Titre : Récupérer son mot de passe.

Résumé : Permettre aux ingénieurs inscrits de récupérer leurs mots de passe en cas

d’oublie.


�� PPrrééccoonnddii ttiioonnss ::

� L’ingénieur doit être obligatoirement un ingénieur NSN.

� L’ingénieur doit être inscrit dans la base de données du système.


1. L’utilisateur doit ouvrir la page de récupération du mot de passe.


Sofia OUHBI - 59 -

2. L’utilisateur doit saisir son Email.

3. Le système doit vérifier si l’Email saisi existe dans sa base de données.

4. Le système informe l’ingénieur qu’un mail est envoyé dans sa boite mail

contenant son mot de passe.


A1 : Email erroné


4. Le système indique au client que son Email n’existe pas dans sa base de

données.

Le scénario reprend au point 2.

�� PPoosstt ccoonnddii ttiioonnss ::

Un mail contenant le mot de passe de l’ingénieur sera envoyé à l’adresse de sa boite de

messagerie.

� 3ème cas : S’authentifier.

Titre : Authentification.

Résumé : Permettre aux ingénieurs inscrits de s’authentifier pour bénéficier de ses

différents services



� L’utilisateur doit être obligatoirement un ingénieur NSN.

� L’utilisateur doit être inscrit dans la base de données du système.


1. L’utilisateur doit ouvrir la page d’authentification.



4. Le système donne son accord et confirme l’authentification de l’utilisateur.




4. Le système indique à l’utilisateur que les informations sont incomplètes.

5. Le scénario reprend au point 2.

A2 : mot de passe erroné



Sofia OUHBI - 60 -

4. Le système indique à l’utilisateur que le mot de passe est erroné et qu’il

faut réessayer encore une fois.


� 4ème cas : Visualiser les Graphes.

Titre : Visualiser les Graphes.

Résumé : l’onglet Graphe nous permet de suivre la variation des compteurs dans une

journée précisée par l’ingénieur.










5. L’utilisateur choisi l’APN dont on veut voir les statistiques dans l’onglet

« Graphes ».

6. L’utilisateur rempli les informations nécessaires et valides son choix en

cliquant sur le bouton « Tracer ».

7. L’utilisateur visualise les différentes statistiques sous forme de graphe.








4. Le système indique à l’utilisateur que le mot de passe est erroné.


A3 : Date invalide


7. Le système indique à l’utilisateur que la date est invalide.


Sofia OUHBI - 61 -


� 5ème cas: Visualiser les KPIs.

Titre : Visualiser les KPIs.

Résumé : l’onglet KPIs nous permet de suivre la variation des compteurs dans une durée

précisée par l’ingénieur.





� SSccéénnaarr iioo nnoommiinnaall :





5. L’utilisateur choisi l’APN dont on veut voir les statistiques dans l’onglet

« KPIs ».

6. L’utilisateur rempli les informations nécessaires et valides son choix en

cliquant sur le bouton « Entrer ».

7. L’utilisateur visualise les différents compteurs sous forme de tableaux.








4. Le système indique à l’utilisateur que le mot de passe est erroné.


A3 : Date invalide


7. Le système indique à l’utilisateur que la date est invalide.



Sofia OUHBI - 62 -

Diagramme des cas d’utilisations

Diagrammes de séquences;


Sofia OUHBI - 63 -

Authentification

Visualiser les Graphes


Sofia OUHBI - 64 -

Visualiser les KPIs

d. Présentation de l’application :

La partie présentation est la dernière phase de l’élaboration d’un projet, elle représente le

contact final avec l’utilisateur, c’est à travers elle qu’on pourrait juger si le but est atteint ou

non.

La première finalité de notre Application est de pouvoir offrir aux utilisateurs finaux une large

possibilité d’analyse, une éventuelle facilité de manipulation et une bonne exploitation de

données.

Pour répondre à ce besoin, il faut que l'application soit accessible le plus facilement et le plus

largement possible sans engendrer des coûts de déploiement extraordinaires.

Le déploiement de cette application sous forme d’une application web reste la meilleure

manière de représenter les données en offrant ainsi plusieurs avantages de navigation et

permettant aussi d’accéder aux données via un simple navigateur web.


Sofia OUHBI - 65 -

Figure 22: Première page d'authentification

L’authentification est faite grâce à un système de validation par fichier XML. On utilise

une table user , dans notre base de données, qui contiendrais les donnés concernant

d’autres utilisateurs ayant accès à l’application. On peut toujours ajouter un nouvel

utilisateur comme on peut supprimer un ancien. Si le mot de passe d’un utilisateur est oublié

un mail, contenant le mot de passe, est envoyé à l’utilisateur tout en utilisant une boite qu’on a

crée en java « Mail Java ».


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Figure 23 : Page d’accueil de l’application

L’interface web de notre application consiste essentiellement en des pages dynamiques

fournissant des mesures instantanées relevées au niveau de la Flexi ISN. Ces données

se situent en fait dans l’OMC de Maroc Telecom, mais grâce à notre application on arrive à

les télécharger chaque 15 minutes et les mettre dans la base de données, elles peuvent être

actualisées à tout moment.


Sofia OUHBI - 67 -

3. Présentation des Résultats obtenus :

Notre application consiste à afficher les résultats générés par la Flexi ISN, tout en

fournissant une table des statistiques de performance pour chaque APN (service) situé en

onglet KPI ou bien sous forme de graphes dans l’onglet Measurements

a. L’affichage de s KPIs par APNs

Dans l’onglet KPIs on peut choisir parmi la liste des APNs qui figure, l’APN dont on veut voir

ses différents clés de Performances.

Figure 24: le choix d'APN


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Le résultat obtenu, est donnée par la figure suivante :

Figure 25: l'affichage des KPIs par APN

Le tableau affiché dans la figure, représente l’ensemble des KPIs pour le Blackberry, calculé

lors d’une période spécifié selon le besoin de l’utilisateur. On rappel que chaque KPI est le

résultat d’une formule calculée à partir des différents compteurs générés par la Flexi ISN de

NSN et situés au niveau de l’OMC de Maroc Telecom.

Maintenant et grâce à notre application, Maroc Telecom et Nokia Siemens Network peuvent

suivre, les différent s indicateurs de clés des performances (KPIs) du Réseau PS core Network,

via une interface web simple à utiliser.

b. l’affichage des statistiques sous forme de graphes

Sous l’onglet Graphes cette fois ci, on peut toujours choisir dans un premier lieu l’APN puis le

compteur dont on souhaite voir les statistiques par jour.


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Figure 26: le choix d'APN dont on veut voir les statistiques

Figure 27: le choix du compteur à tracer


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Figure 28: Statistiques sur le nombre de PDP utilisé pour le service iam gprs2

Le graphe établit nous permets de suivre la variation du nombre de PDP activé le longue de la

journée. Il est à noter que l’application nous permet de visualiser les statistiques des différents

KPIs par jours, pour tous les APNs ; chose qui facilite la tache de collection des données sur

le réseau Packet Switching, aussi bien pour Maroc Telecom que pour Nokia Siemens

Network.


Sofia OUHBI - 71 -

Conclusion :

Dans ce qui précède, nous avons décrit l’architecture général du travail effectué, en citant les

différentes parties et fonctions de chaque étape du traitement, depuis la collecte des données

jusqu’à la présentation vers l’utilisateur. Ce chapitre se présente comme un support théorique à

notre projet, il est destiné à justifier la démarche adopter et à servir d'appui à la mise en place

technique du système, dans le but de mettre en évidence notre valeur ajoutée en soulevant le

besoin auquel notre système répond, et en indiquant aussi les études effectuées pour la

modélisation, la structuration des données et le choix des outils à utiliser, afin d’offrir une solution

évolutive et extensible.


Sofia OUHBI - 72 -

Conclusion Générale

Le sujet de notre stage porte sur l’élaboration d’une plateforme de suivi des performances et

des statistiques de la Flexi ISN. Un outil important pour les ingénieurs de NSN qui leur

permettra de mieux suivre et d’améliorer les performances du PS Core Network du réseau

GPRS.

Au cours de notre stage de fin d’études, nous avons été amenées dans un premier temps à

étudier l’architecture de la norme GPRS, et principalement la partie PS (Paquet

switched), comportant le GGSN, ce dernier, n’est autre qu’un simple routeur entre les réseaux

sans fil et les réseaux externes.

Nous nous sommes focalisé, dans un second temps, sur la Flexi ISN : son hardware renforcé

par la Flexi server, ses capacités, atteignant jusqu’à 1 million de PDP contexts

simultanément, ses différentes fonctionnalités apportant de nouveaux services tel que le

service awareness, ceci dit, que la Flexi ISN est un équipement assez performant

comparativement au GGSN du standard 3GPP.

Comme fruit de notre travail, cette étude a sollicité le développement d’un outil de mesure de

performances au niveau de l’équipement en question, à partir des fichiers de format XML,

générés tous les quinze minutes, ce qui nous a permis de ressortir les différentes

statistiques des différents KPIs, pour pouvoir détecter les problèmes, et en remédier en

intervenant sur les sites de l’opérateur. Cet outil présente une qualité importante qui peut

être extensible pour des futurs besoins.

Enfin, notre projet de fin d’étude a été très enrichissant à tous les niveaux que cela soit au

niveau technique qu’au niveau humain et relationnel. Ceci nous a permis d’acquérir une

expérience professionnelle importante ainsi qu’une aisance relationnelle, ce qui nous permettra

d’affronter le monde du travail avec plus d’aisance et de confiance.


Sofia OUHBI - 73 -

Bibliographie

Documents de NSN

[1] Nokia Flexi ISN Release 3.2

[2] FISNFI32DOC Nokia Flexi ISN, Rel. 3.2, Product Documentation : Service Awareness in Nokia Flexi ISN

[3] FISNFI32DOC Nokia Flexi ISN, Rel. 3.2, Product Documentation : Statistics in Nokia Flexi ISN

[4] FISNFI32DOC Nokia Flexi ISN, Rel. 3.2, Product Documentation : Routing and Tunnelling in Nokia Flexi ISN

[5] FISNFI32DOC Nokia Flexi ISN, Rel. 3.2, Product Documentation : Access Points in Nokia Flexi ISN

NED 5.5 avec l’utilisation de la librairie <fi_rel_3_0_cd3_5_v1_2007_06_25 >

Ouvrages

[6] Regis J. Bates, GPRS : General Packet Radio Service, McGraw-Hill Professional,

Décembre 2001.

[7] Alan Kavanagh, John Beckmeyer, GPRS Networks, Osborne Publishing, September 2002.


Sofia OUHBI - 74 -

Abbreviations A

AoC : Advice Of Charge APN : Access Point Name ATM : Asynchronous Transfer Mode AUC : Authentication Centre

B BC : billing center BG : Border Gateway

BSC : Base Station Controller

BSS: Base Station Subsystem

BSSAP: BSS Application Part

BSSGP: BSS GPRS Protocol

BTS: Base Transceiver Station

C

CCU: Channel Codec Unit

CDR: Charging Data Records

CG: Charging Gateway

D DNS: Domain Name Server DPI: Deep Packet Inspection

E EIR: Equipment Identity Register

F Flexi ISN : Flexi Intelligent Service Node

G

GGSN: Gateway GPRS Support Node

GPRS: General Packet Radio Service

GRE: Generic Route Encapsulation GTP: GPRS Tunnelling Protocol GTP :́ GPRS Tunnel Protocol (enhanced)


Sofia OUHBI - 75 -

H HLR: Home Location Register

I

IMEI : International Mobile Equipment Identity

IMSI : International Mobile Subscriber Identity

IPv4 : Internet Protocol version 4

K KPI: Key Performance Indicator

L LIG: Legal Interception Gateway LLC: Logical Link Control L2TP: Layer 2 tunnelling Protocol

M MAP: Mobile Application Part MM: Mobility Management MRI: Multiples Routing Instances MS: Mobile Station MSC: Mobile services Switching Center MSISDN: Mobile Station International ISDN Number MSRN: Mobile Station Roaming Number MTP: message transfer part

N NAT: Network Address Translation NPS: Nokia Profile Server NSS: Network Switching Subsystem

O OCS: Online charging system OSPF: Open Shortest Path First

P

PCU: Packet Control Unit PDP: Packet Data Protocol PDU: Protocol Data Unit PPG: Push Proxy Gateway P-TMSI: Packet Temporary Mobile Station Identity


Sofia OUHBI - 76 -

R RADIUS: Remote Access Dial In User Service RAN: Radio Access Network RIP: Routing Information Protocol RNC: Radio Network Controller

S SCCP: Signaling Connection Control Part SGSN: Serving GPRS Support Node

T TCU: TransCoder Unit TDMA: Time Division Multiple Access

U UIT: Union Internationale des Télécommunications UMTS : Universal Mobile Telecommunication System

V VLR : Visitor Location Register


Sofia OUHBI - 77 -

Table des Figures

FIGURE 1: LOCALISATION D’UN ABONNE .................................................................................................................... - 16 -

FIGURE 2: L’ ARCHITECTURE GENERALE D’UN RESEAU GPRS ..................................................................................... - 17 -

FIGURE 3: L'INTERCONNEXION AVEC LES BORDERS GATEWAY ................................................................................... - 21 -

FIGURE 4: LES INTERFACES DE CONNEXION ................................................................................................................. - 21 -

FIGURE 5: SCHEMA FONCTIONNEL DU GPRS .............................................................................................................. - 24 -

FIGURE 6: L'AUTOMATE D’ETATS DANS LE TERMINAL ................................................................................................ - 26 -

FIGURE 7: PROCEDURE D’ATTACHEMENT A UN NOUVEAU SGSN ................................................................................ - 28 -

FIGURE 8: PROCEDURE DE DETACHEMENT INITIEE PAR LA STATION MOBILE ............................................................... - 29 -

FIGURE 9: LA MISE A JOUR DE ZONE DE ROUTAGE INTER SGSN .................................................................................. - 30 -

FIGURE 10: LE SCENARIO D’ACTIVATION D ’UN PDP CONTEXTE ................................................................................. - 31 -

FIGURE 14: LE MATERIELLE DE NOKIA FLEXISERVER ................................................................................................. - 35 -

FIGURE 15: DUPLICATION DES UNITES DE BASE........................................................................................................... - 38 -

FIGURE 16: AUTHENTIFICATION RADIUS .................................................................................................................. - 39 -

FIGURE 17: SERVICE SWITCHING ................................................................................................................................. - 42 -

FIGURE 18: FACTURATION BASEE SUR LE TEMPS ......................................................................................................... - 45 -

FIGURE 19: LA DUPLICATION DES INFORMATIONS DANS LES SERVICES BLADES ......................................................... - 47 -

FIGURE 20: LE PARTAGE DES INFORMATIONS ENTRE LES ‘ INTERFACES BLADES’ ET LES ‘SERVICES BLADES’ .............. - 48 -

FIGURE 21: SWITCHING BLADE ................................................................................................................................... - 49 -

FIGURE 22: ARCHITECTURE GENERALE DE L’APPLICATION ......................................................................................... - 55 -

FIGURE 23: MODULE DE COLLECTE ET D'INTEGRATION .............................................................................................. - 55 -

FIGURE 24:EXEMPLE DE FICHIER XML SOURCE ......................................................................................................... - 56 -

FIGURE 25: PREMIERE PAGE D'AUTHENTIFICATION ..................................................................................................... - 65 -

FIGURE 26 : PAGE D’ACCUEIL DE L’APPLICATION ........................................................................................................ - 66 -

FIGURE 27: LE CHOIX D'APN ....................................................................................................................................... - 67 -

FIGURE 28: L'AFFICHAGE DES KPIS PAR APN ............................................................................................................. - 68 -

FIGURE 29: LE CHOIX D'APN DONT ON VEUT VOIR LES STATISTIQUES ......................................................................... - 69 -

FIGURE 30: LE CHOIX DU COMPTEUR A TRACER ........................................................................................................... - 69 -

FIGURE 31: STATISTIQUES SUR LE NOMBRE DE PDP UTILISE POUR LE SERVICE IAM GPRS2 ........................................ - 70 -

Liste des Tableaux

TABLEAU 1: DEBIT GPRS EN FONCTION DU CODAGE .................................................................................................. - 15 -

TABLEAU 2: LES TROIS TYPES DE CONFIGURATION DE LA FLEXI ISN......................................................................... - 36 -

TABLEAU 3: BASE DE DONNEES KPIS .......................................................................................................................... - 57 -