[RI] chap1_Ri

Concepts de base

Les réseaux étendusWAN «Wide Area Network »

Concepts de base

1

RI : Concepts de base

Plan� Introduction aux réseaux

� Architectures

� Techniques de transmission

� Techniques de commutation

Exemples de réseaux WAN

2

� Exemples de réseaux WAN

� Tarifs en Tunisie


Introduction� Les services de télécommunications

� La structure des réseaux des télécommunications

� Intelligent Network (IN)

3 RI : Concepts de base

Introduction -Services de télécommunications� Téléphonie

� communication 1 à 1� Radio

� diffusion voix et musique (1 à n)� Télévision

4

� diffusion images, voix, musique (1 à n)� Internet

� communication n à m, recherche et publication information� interactivité

� Réseaux locaux

� partage ressources (imprimantes, disques, applications)


Introduction -Réseau téléphonique

� Service de base: � appels locaux et longue distance

� Usages

� voix, fax� accès Internet

01 23 45 67 89

� accès Internet� Tarifs

� Durée, Distance� Eléments

� terminaux simples � commutateurs� boucle locale 2 fils cuivre� artères en fibre optique

5

01 23 45 67 89

Principe de fonctionnement:

commutation de circuits


Introduction -Réseaux radio et télévision

� Services de base: � diffusion programmes radio et télévision

� Teminaux

� récepteurs radiorécepteurs radio� récepteurs télévision

� Tarifs

� Redevance� Abonnement� Gratuit (payé par la pub)

6


diffusion (broadcast)


Introduction -Internet

� INTERNET: INTERconnectedNETworks� Le réseau des réseaux

� Service de base: interconnexiond’ordinateurs et de réseaux

réseau local

d’ordinateurs et de réseauxd’ordinateurs

� Eléments� Ordinateurs individuels

� Serveurs

� Routeurs

� Boucles et réseaux locaux

� Artères en fibres optiques

7


commutation de paquets (de données)

modemréseau local


Introduction -Réseaux d’ordinateurs

� PAN, Personal Area Networks (1 - 100 m)� Bluetooth

� LAN, Local Area Networks (100 m - 2,5 km)� Ethernet, Wi-Fi (Wireless Ethernet)

8

� Ethernet, Wi-Fi (Wireless Ethernet)

� MAN, Metropolitan Area Networks (1 - 100 km)� ADSL

� WAN, Wide Area Networks (milliers de km)� X.25, Frame Relay


Architecture -Interconnexion de réseaux

Ordinateur individuel

avec modem

9

Réseau global

WAN, Wide Area Network

Réseaux locaux

LAN, Local Area NetworksRI : Concepts de base

Architecture -Modèle de référence OSI� Les réseaux sont hétérogènes� Le problème d’interconnexion est complèxe� Il faut décomposer le problème en problèmes plussimples

� Open Systems Interconnection

10

� Open Systems Interconnection� Modèle de référence pour l’interconnexion de systèmesouverts, c-à-d:� d’ordinateurs de différents constructeurs� sous des systèmes d’exploitation différents

� Modèle en couches:� Chaque couche resout des problèmes et offre des services à la couche de

niveau supérieur


Architecture -Services et Protocoles

� Service : un ensemble de primitives (opérations) qu’une couchefournie à la couche supérieure.

� Protocole : un ensemble de règles qui détermine le format et lasignification des paquets par les entités au sein d’une couche.

services services


11

services

couche 2

services

couche 1

services

couche 2

services

couche 1

protocole

protocole

Architecture -Les 7 couches du modèle OSI

présentation

application

presentation

application

navigateur web server

12

liaison de données

physique

réseau

transport

session

présentation

data link

physical

network

transport

session

presentation


Architecture -Couche physique

� Fonctions� Emission et réception des signaux (radio) électriques (bits)

� Sérialisation: octets bitsprésentation

application

� Sérialisation: octets bits

� Exemples� Cartes réseau, connecteurs, cables, modems, concentrateurs (hubs)

13

physique

réseau

transport

session

présentation

liaison de données


Architecture -Couche liaison de données

� Fonctions� Envoi et réception de messages (trames) à son proche (sur un lien direct)

� Contrôle d’erreurs de transmissionprésentation

application

� Contrôle d’erreurs de transmission

� Exemples� PPP Point to Point Protocol

� raccordement d’un ordinateur avec modem à un fournisseur d’accès Internet

� Protocole Ethernet (IEEE802.3, IEEE802.11b)� liaison avec ou sans fil en réseau local

14

physique

réseau

transport

session

présentation

liaison de données


Architecture -Couche réseau

� Fonctions� Acheminer les messages (paquets) de proche en proche en fonction de leur adresse de destination (routage)présentation

application

adresse de destination (routage)� Fragmenter les messages en paquets

� Exemples� IP Internet Protocol

� IPv4, version 4, version actuelle

� IPv6, version 6, la prochaine version

15

physique

réseau

transport

session

présentation

liaison de données


Architecture -Couche transport

� Fonctions� Envoyer et recevoir les messages de bout en bout, c-à-d de la source jusqu’à destination

� Retransmettre, éventuellement, les présentation

application

� Retransmettre, éventuellement, les messages non reçus

� Exemples� TCP Transmission Control Protocol

� transport avec garanties

� UDP User Datagram Protocol� transport sans garantie (“best effort”), donc sans

retransmission

16

physique

réseau

transport

session

présentation

liaison de données


Architecture -Couche session

� Fonctions� Maintenir un contexte de communication(début/identification, fin, reprise en casd’interruption) entre source et destinationprésentation

application

d’interruption) entre source et destination� Pas toujours nécessaire

� Cette fonction est souvent intégréedirectement dans les logiciels d’applicationqui utilisent des protocoles spécifiques

17

physique

réseau

transport

session

présentation

liaison de données


Architecture -Couche présentation

� Fonctions� Représenter les données

� Exemples� ASCIIprésentation

application

� ASCII� American Standard Code for Information Interchange

� ISO 8859� ASCII plus caractères avec accents

� ASN.1 Abstract Syntax Notation 1� Langage de description des données et règles de

représentation (utilisé par ex. par les applications de gestion des réseaux)

18

physique

réseau

transport

session

présentation

liaison de données


Architecture -Couche application

� Fonctions� Transfert de fichiers, courrier électronique, navigation Internet (requêtes/réponses), voix et vidéo sur Internet, gestion de réseau, etc.présentation

application

vidéo sur Internet, gestion de réseau, etc.

� Exemples� FTP File Transfer Protocol� SMTP Simple Message Transfer Protocol� HTTP HyperText Transfer Protocol� RTP Real-time Transport Protocol

19

physique

réseau

transport

session

présentation

liaison de données


Architecture -Internet

présentation

application application FTP

SMTP

HTTP

Modèle de référence OSI Architecture Internet Exemples de protocoles

20

physique

réseau

transport

session

présentation

liaison de données

réseau

transport

hôte-réseau

HTTP

TCP, UDP

IPv4, IPv6

PPP, Ethernet


Architecture -Exemple transmission page HTML

navigateur web server

application application

21

réseau

transport

sous-réseau

réseau

transport

sous-réseau


Architecture -Exemple transmission page HTML

web server

application

CODE HTML

CODE HTMLHTTP

22

réseau

transport

sous-réseau

CODE HTMLHTTPTCP

CODE HTMLHTTPTCPIP

CODE HTMLHTTPTCPIPETH FCS

1 0 0 11 10 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 101001 sérialisation: octets bits


Architecture -Exemple réception page HTML

navigateur

application

CODE HTML

CODE HTMLHTTP

23

réseau

transport

sous-réseau

CODE HTMLHTTPTCP

CODE HTMLHTTPTCPIP

CODE HTMLHTTPTCPIPETH FCS

1 0 0 11 10 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 101001

réassemblage: bits octetsRI : Concepts de base

Architecture -Interconnexion de réseaux

Réseau global

WAN, Wide Area Network

Ordinateur individuel

avec modem

Réseau

24

Réseaux locaux

LAN, Local Area Networks

Réseau

téléphonique Lignes

spécialisées


Architecture -Architecture OSI

application

web server

application

navigateur

serveurclient End Systems

Intermediate Systems

25

liaison de données

physique

réseau

routage

liaison de données

physique

réseau

routage

data link

physical

network

transport

session

presentation

liaison de données

physique

réseau

transport

session

présentation

routeur routeur

LAN LANLS

Lignes Spécialisées

vers autres routeursRI : Concepts de base

Architecture -Architecture Internet

(presentation)

application

web server

(présentation)

application

navigateur

serveurclient Hosts

Gateways ou Routers

HTTP ou FTP

Pages HTML, ASP, JSP ou fichiers

26

liaison de données

physique

réseau

routage

liaison de données

physique

réseau

routage

data link

physical

network

transport

(session)

(presentation)

liaison de données

physique

réseau

transport

(session)

(présentation)

routeur routeur

LAN LANLSLignes Spécialisées

vers autres routeurs

Gateways ou Routers

ETH ETH

IP IP IP

PPP

TCP


Techniques de transmission - raccordement de 2 ordinateurs

� Ordinateurs de bureau et portables� 1 porte parallèle� 2 portes série

serveur

� 2 portes série� 2 portes USB

� Universal Serial Bus

� 1 porte Ethernet � IEEE* 802.3, IEEE 802.11b

� 1 porte DV (Digital Video)� i-Link, Firewire, IEEE 1384

*Institute of Electrical and Electronic Engineers

27

client

Partage de l’imprimante et

utilisation de l’espace disque


Techniques de transmission -Transmission parallèle

� Porte parallèle

� connecteur 25 broches� 8 fils données (1 octet)� n fils contrôle/état� n fils contrôle/état

� printer on/off

� printer ready/busy

� Usage typique: imprimante

� mais aussi interconnexion de 2 ordinateurs


Techniques de transmission -Transmission série (ou sérielle)

� Porte série

� connecteur 9 broches� 2 fils données (2 x 1 bit)

� transmission (TD)� réception (RD)� réception (RD)

� n fils contrôle/état� carrier detect� clear to send� data terminal ready

� Usage typique: modem

� mais aussi interconnexion de 2 ordinateurs


Techniques de transmission -Sens de transmission

� MODE SIMPLEX OU UNIDIRECTIONNEL� liaison dans un seul sens� exemple: ordinateur vers imprimante

� MODE SEMI-DUPLEX, HALF-DUPLEX, A L'ALTERNAT, ou PING-PONG

30

PONG� liaison alternativement dans un sens puis dans l'autre� partage de temps

� MODE DUPLEX INTEGRAL OU FULL DUPLEX� transmission simultanée dans les deux sens� c'est le mode le plus performant, indispensable en transmission multimédia� techniques sophistiquées de transmission utilisées dans les réseaux de

télécommunications.


Techniques de transmission -Signalisation

� C'EST L'ENSEMBLE DES SIGNAUX NECESSAIRES A LAGESTION D'UNE COMMUNICATION� signaux d'établissement/rupture de la communication� signaux de contrôle, taxation

31

� signaux de contrôle, taxation� signaux de surveillance, maintenance

communicationétablissement rupture

contrôle


Techniques de transmission -Signalisation

� De la signalisation analogique vers la signalisationnumérique:� Sur les accès d’abonnés la signalisation reste aujourd’hui encoreanalogique: tonalités, numérotation multi-fréquences, etc..

32

� L’évolution va vers une signalisation purement numérique, sous formede paquets digitalisés, aussi bien sur la ligne d’abonné (canal D duRNIS) que dans le cœur du réseau (Système de signalisation n° 7 SS7)

� Cette révolution est mise en œuvre depuis le début des années 80 dansles cœurs des réseaux SS7


Techniques de transmission -Signalisation� La signalisation peut être transmise de deux manière:

� Signalisation en bande de base : la signalisation s’effectuesur le même canal de communication que la voix ou données.

� Signalisation hors bande : la signalisation s’effectue sur des� Signalisation hors bande : la signalisation s’effectue sur desliens de signalisations différents de ceux qui véhiculent lacommunication.�Permet un accès permanent aux informations de signalisation

(signalisation en cours d’appel)� Performance accrue sur un canal dédié (réduction des délais)

RI : Concepts de base33

Techniques de transmission -Signalisation� Signalisation hors-bande:

� Signalisation associée:

o allocation de l’un des conduits reliant chaque paire de commutateursinterconnectés. Tout le trafic de signalisation entre une paire decommutateurs devra traverser ce lien.

� Signalisation sur réseau dédié (réseau sémaphore)� Signalisation sur réseau dédié (réseau sémaphore)

o L’architecture SS7 définit un réseau de signalisation complètementséparé, superposé au réseau de voix (ou de données); autorisantn’importe quel nœud de réseau à échanger de la signalisation avec toutautre nœud supportant SS7.

o Le canal D RNIS étend le concept de signalisation hors-bande à l’interfaceentre l’usager et le commutateur.


Techniques de transmission -Signalisation� La signalisation peut être transmise en utilisant de canaux decommunication séparés : « Out-of-Band signaling » ou« Common Channel signaling » (CCS) ou RéseauSémaphore� Sur les accès d’abonnés la signalisation analogique emprunte aujourd’hui le

même canal que les voies de parole .� L’évolution va vers des canaux séparés: par exemple dans le RNIS canaux B

pour les voies de parole, canal D pour la signalisation.� Permet un accès permanent aux informations de signalisation

(signalisation en cours d’appel)� Performance accrue sur un canal dédié (réduction des délais)


Réseaux intelligents� Le réseau intelligent a pour objectif de faciliter l’introductionde nouveaux services réseau de télécommunication permettantde rendre le réseau plus sophistiqué.

� Exemples de services intelligents:� Appels d’urgencenuméros “800” (“verts”)

112

36

� numéros “800” (“verts”)�Où est l’ “intelligence” ?

� Serviceso Appels gratuitso Tarifs spéciaux

� Où est effectuée la traductiondu numéro?

112

04 12 34 56 78

01 23 45 67 89


� Le concept de réseau intelligent consiste à séparer, d’unepart, les fonctions propres à chacune des applications ouservices intelligents et, d’autre part, les traitementscommuns à toutes les applications (décroché, attente denumérotation,..).

Réseaux intelligents

numérotation,..).� Les centraux téléphoniques ne gèrent que les traitementscommunes et deviennent des SSP (Service Switching Point).

� Les traitements spécifiques aux services sont intégrés dans desserveurs réseau spécifiques fournissant l’”intelligence”: SCP(Service Control Point); se sont des ordinateurs capablesd’échanger des messages de signalisation avec les SSP.


Réseau Intelligent� Lorsque l’usager demande unservice intelligent, le SSP et le SCPéchangent, en temps réel, desmessages de signalisation non liés àun circuit.

SS7

intelligence

signalisation

un circuit.

� Les réseaux intelligents s’appuientsur SS7: séparation entre:� Réseau de transport de la voix

� Commutation de circuits

� Réseau de signalisation� Commutation de paquets

� messages définis dans le protocoleinternational SS7 Signaling System n°738

112

transport


Structure du Réseau Téléphonique Moderne

SS7

intelligence

SCP

STP


112

transport

SSP

Intelligent Peripheral

Modem/Fax

Answering

machine

Eléments du Réseau Intelligent� SSP sont les commutateurs qui initient, terminent un appel. UnSSP envoie des messages de signalisation à d’autres SSPs pourinitialiser, administrer ou libérer des circuits de voix nécessaire àla gestion des appels. Un SSP peut également envoyer une requêtevers une base de données centralisée (SCP) afin de déterminercomment router un appel particulier (par exemple, un numéro


comment router un appel particulier (par exemple, un numérovert ). Un SCP envoie une réponse au SSP de commencementcontenant les nombres de cheminement liés au numéro composé.

� Le trafic entre les points de signalisation peut être routé par uncommutateur de paquet appelé STP (Signal Transfer Point).Un STP route chaque message d’entrée vers un lien de sortie enfonction des informations de routage contenues dans le messageSS7.

Eléments du Réseau Intelligent� Périphérique intelligent : (Intelligent Peripheral) IP :

� Processeur attaché au SSP permettant de fournir plus de fonctionnalités:� Interactive Voice Response (IVR)

� réponse vocale


réponse vocale

� Media Gateways� par ex. voix sur Internet

� le signal voix numérisée du réseau téléphonique doit être mis dans des paquets pour pouvoir être acheminé par Internet.

Techniques de commutation� Utilisent techniques de commutation

� Commutation de circuits� Commutation de paquets

� Exemples:� Réseau téléphonique public (PSTN)

42

� Réseau téléphonique public (PSTN)� X.25� ATM� Arpanet


Techniques de commutation


Techniques de commutation - Commutation de Circuits

Call Request Signals

}

Propagation Delay

hunting time

• Réserver un chemin physique àtravers le réseau maillé, jusqu’audestinataire•Communication en 3 phases

•Établissement de la connexion

44

DATA

Call Accept

Signal

Tim

e }•Établissement de la connexion(circuit fixe entre les ETTD)•Transfert des données•Fermeture de la connexion

N1

N2

N4

N3

N6N5information


Techniques de commutation - Commutation de Circuits

� Connexion directe, transparente à traversle réseau (commutation spatiale outemporelle)

� Temps de transfert fixes et minimal.

45

Temps de transfert fixes et minimal.� Capacité temps-réel optimale: idéal pour

la voix� Mais....

� Risque d’être inefficace pour la transmission desdonnées

� EXEMPLE : réseau téléphoniquecommuté (RTC)


Techniques de commutation - Commutation de Paquets

46

• Les réseaux utilisant la commutation de paquets imposent une taillelimite maximale des paquets véhiculés.

o Fragmentation de longs messages en plusieurs paquets.o Paquet contient une portion des données plus de l’info decontrôle (ex.: adresse)

• Paquets sont reçus, brièvement mémorisés et transmis au nœudsuivant : « Store and forward »RI : Concepts de base

Techniques de commutation - Commutation de Paquets

� un équipement spécial nœud de commutation est utilisé pouracheminer des paquets entre diverses machines identifiées parleurs adresses

� BUT: partager le coût des lignes entre les nœuds

47

� BUT: partager le coût des lignes entre les nœuds

� exemples: réseau X.25, frame relay,ATM, UMTS .

N1

N2

N4

N3

N6N5

information

information


Techniques de commutation - Commutation de cellules

� Une optimisation technique consiste à remplacer les paquets de taillevariable par des cellules cells de taille fixe. C ’est l ’ATM AsynchronousTransfer Mode

� Permet des vitesses plus élevées que la commutation de paquets

48

� Permet des vitesses plus élevées que la commutation de paquets� Permet aisément de réserver un débit à un circuit virtuel� Souvent utilisé pour le transfert de la voix ou de la vidéo


Techniques de commutation - Commutation de Paquets - Datagrammes

� Chaque paquet inclut l’adresse de destination

� Chaque paquet est traité indépendamment et prend la routela plus pratique

� Les paquets d’un même message peuvent arriver en désordre

49

� Les paquets d’un même message peuvent arriver en désordre

� Des paquets peuvent se perdre

� Le récepteur se charge de re-ordonner et reprendreéventuellement la transmission en cas de pertes.


Techniques de commutation - Commutation de Paquets - Datagrammes

Pkt 1

Pkt 2

Pkt 3 Pkt 1 Propagation Delay

Time

between

packets

50

Pkt 2

Pkt 3 Pkt 1

Pkt 2

A 1 2 B

Pkt 3

{Queuing Time

Packet

Transmission

Time

}


Commutation de Paquets -Datagrammes

Message: 40 bytes

Entête: 3bytes

51129 octet-times 93 octet-times

77 octet-times

Trop

d’overhead


Techniques de commutation - Commutation de Paquets – Circuit Virtuel

� Route établie avant l’envoi des paquets� Paquets de requête (call request) et acceptation (call accept)établissent la connexion (handshake)

� Chaque paquet contiens un numéro de circuit virtuel

52

� Chaque paquet contiens un numéro de circuit virtuel� Pas de décision de routage requis pour chaque paquet� Requête pour terminer le circuit (clear request)


Techniques de commutation - Commutation de Paquets – Circuit Virtuel

call

request

packet

call

accept

packet

53

Pkt 1

Pkt 2

Pkt 3 Pkt 1

Pkt 2

Pkt 3 Pkt 1

Pkt 2

Propagation Delay

Pkt 3

{Queuing Time

Packet

Transmission

Time

}

Time

between

packets


Techniques de commutation -Délais dans les réseau à commutations de paquets

� Traitement nodal:

� Vérifier les erreurs� Déterminer la file de sortie (routage)

� File d’attente

A

B

propagation

transmission

nodal

54

File d’attente

� Temps d’attente. � Dépends du niveau de congestion du routeur

� Délai de Transmission� R=Bande passante (bps)� L=taille des paquets (bits)� Délai de transmission= L/R

Bnodal

processing queueing

• Delai de propagation :– d = Longueur du lien– s = vitesse de propagation– Delai de propagation = d/s


Techniques de commutation - Circuits Virtuels vs Datagrammes

� Circuits virtuels� Réseau peut fournir séquencement et contrôle d’erreurs� Paquets retransmis plus rapidement

� Pas de décision de routage

55

� Pas de décision de routage

� Moins fiable� Perte d’un nœud � perte de tous les circuits à travers celui-ci

� Datagrammes� Pas de phase d’établissement

� Meilleur s’il y a peu de paquets

� Plus flexible� Possibilité d’éviter les parties congestionnés du réseau


Techniques de commutation -Commutation de Paquets - Avantages� Efficacité de la ligne

� Partage de liaisons nœud à nœud entre plusieurs paquets � Paquets enfilés et transmis aussi rapidement que possible

� Conversion de débit

56

� Conversion de débit� Chaque station connecté à son nœud local a sa propre vitesse

� Paquets peuvent être accepté même si le réseau est occupé � Livraison peut-être ralentie

� Possibilité de priorités


Techniques de commutation -Comparaison

• Commutation de Circuits

– canaux dédiés

– délai constant

• Commutation de Paquets

– canaux partagés

– délai variable

57

– délai constant

– bloquant

– flot continu

– point-à-point

– délai variable

– non bloquant

– store-and-forward

– point-à-point & multipoint

– inclut:

• datagrammes

• circuits virtuels


Techniques de commutation -Comparaison

Telecommunication

networks

58

Circuit-switched

networks

FDM TDM

Packet-switched

networks

Networks

with VCs

Datagram

Networks


Techniques de commutation –Choix

�Commutation de circuits est préférable pour untrafic synchrone.

�Commutation de paquets est préférable si le traficest épisodique "bursty".

59

est épisodique "bursty".� Circuits virtuels efficace pour longue transmissions.

� Datagrammes efficace pour transmission courtes


Techniques de transmission -Synchronisation� LIAISON SYNCHRONE

� un fil d'horloge pour la synchronisation ou codage approprié

� performance max.

� problèmes sur longues distances

� pour très hauts débits

60

� pour très hauts débits

� LIAISON ASYNCHRONE� séparateurs de début et fin de message (START/STOP)


Techniques de transmission -ETTD / ETCD

- SOURCE ET COLLECTEUR

DES DONNEES:

- TRAITEMENT

- CODAGE ET DECODAGE

DES DONNEES

61

- TRAITEMENT

- STOCKAGE

- CONTROLE

- ADAPTATION AU MEDIA

DE TRANSMISSION

ETTD: EQUIPEMENTTERMINAL DETRAITEMENT DESDONNEES

ETCD: EQUIPEMENT TERMINAL DECONTROLE DESDONNEES

Réseau deCommutation

LIGNE D’ABONNE ��RI : Concepts de base

Techniques de transmission -Modem

� ADAPTATION D'UN TERMINAL NUMERIQUE (PC) A UNCONDUITANALOGIQUE (Réseau téléphonique)� Modem =Modulateur/Démodulateur; c'est un élément de contrôle

de données (ETCD)

62

de données (ETCD)� Techniques: modulation d'amplitude, fréquence, phase

MODEM


Techniques de transmission -Modulation

Modulation de Fréquence

63

Modulation de Phase

Modulation d’amplitude


Techniques de transmission -Modulation� deux types de modems

� bande de base: modulation simple, rapides, bons marchés,nécessitent une continuité électrique entre les modems (doncpas d’amplificateurs, ...) => courte distance

64

� broadband: modulation d’une porteuse, plus lents, plus cher,acceptent la présence d’amplificateurs =liaison analogique =>longue distance


Techniques de transmission -Les divers modems� fréquence de transmission:

� générée et/ou véhiculée par les modems: modems synchrones

� générée par les ordinateurs: modems asynchrones

� débit et standards:� V.21: 300 bit/s

� V.22: 1.200 bit/s

65

� V.22: 1.200 bit/s

� V.22bis: 2.400 bit/s

� V.32: 9.600 bit/s

� V.32bis: 14.400 bit/s

� V.34: 28.800 bit/s

� V.42bis: correction d’erreur et compression

� V.90: 56.000 bit/s


Techniques de transmission -Numérisation de la voix

� CONVERSION D'UN SIGNAL ANALOGIQUE EN DONNEES NUMERIQUES� signaux analogiques dans la bande 300 - 3000 HZ� il faut échantillonner à au moins deux fois la fréquence max.

66

� il faut échantillonner à au moins deux fois la fréquence max. (Théorême de SHANNON) soit 8000 HZ

� chaque échantillon est codé sur 8 Bits� soit un débit de 8*8 = 64 KBit/s

Valeur sur8 Bits( 7 + signe)

Valeur sur8 Bits( 7 + signe)

Fréquence d'échantillonnageà 8000 HZ

125 microsec.RI : Concepts de base

Techniques de transmission -Multiplexage

� Objectifs : optimisation del’utilisation du réseau

� agrégation de flux avanttransmission sur backboneFrequency Division

67

� Frequency DivisionMultiplexing (FDM) : signauxanalogiques

� Time Division Multiplexing(TDM) : données numériques

� Wave Division Multiplexing(WDM) : signaux optiques


Techniques de transmission -Multiplexage - MIC

� Le MIC (Multiplexage d’Informations Codées) est basé sur l’utilisationde canaux à 64 Kbits/s

� La séquence correspondant à un balayage de tous les canaux multiplexés s'appelle une trame. La structure de la trame est fixe et cyclique.

� LE MIC ( Norme Européenne) UTILISE UN CONDUIT

68

� LE MIC ( Norme Européenne) UTILISE UN CONDUITNUMERIQUE A 2048Kb/s = 32 canaux (IT) de 8 bits échantillonnés à64Kb/s ou E1

IT0 VOIES DE PAROLE IT16 VOIES DE PAROLE

BALAYAGE DE LA TRAME A 8KHZ

8 BITS DE SYNCHRO2*4BITS DE SIGNALISATION

de deux voies de parole (4bits/voie)

15 CANAUX A 8 BITS 15 CANAUX A 8 BITS

Techniques de transmission -Multiplexage - PDH� Hiérarchie PDH « Plesiochronous Digital Hierarchy »:

� MULTIPLEXAGE DEMULTIPLEXAGE des MICs à des débits plusélevés.

� E2=4*E1 ; E3=4*E2; E4=4*E3 (139,264 Mb/s)

� Multiplexage / Démultiplexage COMPLEXES, LENTS,COUTEUX� Multiplexage / Démultiplexage COMPLEXES, LENTS,COUTEUX


Techniques de transmission -Multiplexage - SDH� SDH « Synchronous Digital Hierarchy »: standard pour latélécommunication à haut débit sur fibre optique.�des multiplexeurs capables d'injecter ou d'extraire directementun affluent d'abonnés

� La trame de base est appelée STM-x ( Synchronous TransportModule level x )

70

Module level x )

DébitSDH

155 MbpsSTM - 1622 MbpsSTM – 42,5 GbpsSTM – 1610 GbpsSTM – 6420 GbpsSTM – 12840 GbpsSTM – 256

MIE MIE

MIE

MIEBoucle …

Affluents2 Mbps, 34 Mbps, …

Réseau d'abonnés

Réseau d'opérateurFibre optique

MIE (Multiplexeur à Injection Extraction)


Tunisie - SDH Béja

Jendouba �abeul

KefSiliana

Kasserine

Sidi Bouzid

Sousse

Mahdia

Bir Ali

Meknassy

Sbeitla

Kélibia

Gafsa

Monastir

Sfax

ITALIE

Bizerte

FRA�CE

ALGERIE

3

Moknine

Tabarka

Tunis

Menzeh

B.Arous

Bardo

KasbahOuerdia

Belvédère

Hached

ZaghouanHammemet

Ariana

Marsa

71

Gabes H Souk

Medenine

Tataouine

Gafsa

Tozeur

Sfax

Zarzis

Ben Guerdane

Légende Ras Jdir

LIBYE

Kébili

�oeud de transmission SDH

Centre de gestion du réseau Boucles SDH

Liaison SDH point à point

RESEAU �ATIO�AL DE TRA�SMISSIO� PAR FIBRES OPTIQUES(Boucles SDH)


Exemples de réseaux WAN


Réseaux WAN

� Bordure du réseau:� Aapplications et hôtes

� Cœur du réseau:


Cœur du réseau: � Routeurs

� Réseau d’interconnexion

� Réseaux d’accès, liens physiques : � Liens de communication

� ISP (Internet Service Provider)� Réseau permettant aux terminaux de se connecter à Internet

Réseaux WAN� On distingue:

� Les WAN d'accès :� RTC, RNIS

� famille des DSL

� accès sans fil (GSM, GPRS, UMTS,...)

� Les WAN d'interconnexion :� liaisons louées

� FR et ATM

� Internet (VPN)


RTC: Réseau Téléphonique Commuté� Le réseau d’accès RESTEANALOGIQUE

� de nouvelles techniques de réseaux d'accès sont endéveloppement: accès xDSL, accès câble....

� Le réseau interne est NUMERIQUE� des liaisons à multiplexage plésiochrone PDH (Plesiochronous� des liaisons à multiplexage plésiochrone PDH (PlesiochronousDigital Hierarchy) du type MIC (Modulation par ImpulsionsCodées).

� des liaisons à multiplexage synchrone du type SDH(Synchronous Digital Hierarchy).

� Auto-commutateurs numériques

� La signalisation est numérique


RNIS� RNIS : Réseau Numérique à Intégration de Service� ISDN : Integrated Service Digital Network

� RNIS est un réseau fournissant une connectivité numérique debout en bout avec une grande variété de services.

� Intégration de tous les services sur un même réseauApplications multimédia chez l'abonné (voix + données + images).


� Applications multimédia chez l'abonné (voix + données + images).

� RNIS combine :� La large couverture géographique d'un réseau téléphonique.� la capacité de transport d'un réseau de données supportant simultanément la voix, les données et la vidéo.

� Avec RNIS, le même canal est divisé en plusieurs canaux logiques.

RNIS� RNIS définit deux types de canaux logiques

� Les canaux B :transmettent à un débit de 64 Kbps encommutation de circuit ou de paquet les informationsutilisateur (voix, données, fax).� Tous les services réseau sont accessibles à partir des canaux B.

Les canaux D : Ils supportent les informations de signalisation à


� Les canaux D : Ils supportent les informations de signalisation à16Kbps (ou 64 Kbps):� Appels, établissement des connexions, demandes de services, routage des données

sur les canaux B et libération des connexions.

RNIS� Deux catégories d'utilisation distinctes :

� Résidentielle : utilisation simultanée des services téléphoniques etd'une connexion Internet.

� Professionnelle : utilisation d'un commutateur téléphonique (PABX)et/ou d'un routeur d'agence.

� Débit binaire:


� Débit binaire:� Accès de base, BRI= Basic Rate Interface: comprend 2 canaux B et uncanal D pour la signalisation = 2 x 64 kbit/s + 1 x 16 kbit/s� Pour réseau privé ou petite entreprise.

� Accès Primaire, PRI= Primary Rate Interface: 32 x 64 kbit/s� Usage professionnel.

X25� Commutation de paquet en mode "Circuit Virtuel": routage semi-adaptatif, contrôle de flux, détection d'erreurs....

� Taxation en fonction de la durée et du débit.

� X.25 intègre les trois couches basses du modèle OSI:� niveau 1 : couche physique (X25.1)� niveau 1 : couche physique (X25.1)� niveau 2 : couche liaison – niveau trame (X25.2: LAP-B)� niveau 3 : couche réseau – niveau paquet (X25.3)


Frame Relay� Le relais de trames (Frame Relay) est une évolutionsimplificatrice de la commutation par paquets X.25.

� Le FR a été initialement défini comme étant un protocoleorienté connexion.� Etablissement de liaisons virtuelles (Q933)


� Etablissement de liaisons virtuelles (Q933)� Liaison virtuelle à la demande ou permanente (SVC ou PVC).

� Pas de contrôle de flux, ni contrôle d’erreurs.� Réseau avec connexion.� Les paquets arrivent dans le même ordre où ils sont reçus.

Frame Relay

� La liaison virtuelle est caractérisée par un identificateur de lien logique : DLCI (Data Link Connection Identifier).

Couches

3-7

Couches

3-7


LAPD

core

Couche

Physique

LAPD

core

Couche

Physique

contrôle de flux, correction d’erreur

LAP D

core 2-

Couche

Physique

Service

spécifique

couche 2+

3-7

service

spécifique

couche 2+

3-7

LAP D

core 2-

Couche

Physique

CV

U

�

I

Frame RelayCommutation de paquet

X.25

Relayage de trames

Transparence OUI OUI

Existence d’un CRC OUI OUI


Existence d’un CRC OUI OUI

Contrôle d’erreurs OUI NON

Contrôle de flux OUI NON

Reprise et redémarrage

OUI NON

Frame Relay� Le FR offre la possibilité d’écouler les pics de charge (burst) des usagers (LAN).� Suppression de tout contrôle de flux � problème de congestion

� Solution: contrôle d’admission: � Négociation de divers paramètres (QoS) entre le prestataire de


� Négociation de divers paramètres (QoS) entre le prestataire de service et le client.� Le CIR (Committed Information Rate) représente le débit moyen, garanti

par le prestataire, sur un intervalle de temps donné.� Le Bc (Committed Burst size) : pic de charge autorisé (EIR).� Le Be (Excess Burst size) : pic de charge en excès.

� Respect des informations de congestion.

Frame Relay

� Le réseau FR surveille si le flux de trafic de l’utilisateur respecte son contrat.� Utilisation de l’indicateur DE (Discard Eligibility)

Quantité d’information

RI : Concepts de base84T

temps

Quantité d’information

Bande passante

garantie

Pic de charge

autorisé

Pic de charge

en excès

DE=0 DE=0

DE=1 Tramedétruite

CIR

Bc

Bc + Be

Capacité

du lien

ATM� ATM : AsynchronousTransfer Mode� RNIS large bande.� Support de transmission:

� Fibres optiques, � Infrastructures SDH.

� Mode de commutation rapide : l’ATM


� Mode de commutation rapide : l’ATM� temps de traversée très faibles (10 microsecondes)

� adaptée à des débits de commutation très élevés (1 à 10 Gb/s)

� Bandes-passantes à la demande.� Le service peut être synchrone ou asynchrone.� On a à la fois les avantages de la commutation de circuits et de la commutation de paquets.

ATM

� Le service est orienté connexion. Les adresses sont remplacées pardes labels de circuits virtuels.

Lien Physique

Chemins virtuels


Lien Physique

Canaux Virtuels

ATM� Circuit virtuel commuté ( Switched virtual circuit (SVC)) estgénéralement établi en même temps que la communication et sontdéconnectés une fois celle-ci terminée.

� Circuit virtuel permanent (PermanentVirtual Circuits (PVC)) :� Utilisé comme une option pour fournir un lien dédié entre 2 points d'accès.


� Il est établi pour des connexions répétées entre les mêmes terminaux.

� Les PVC enlèvent le besoin d'établir un chemin puisqu'ils sont établisstatiquement, souvent par l'administrateur.

ATM

Connexion d’ordinateurs

Applications télécom

Trafic Données Voix

Commutation Paquets Circuits

• 2 approches: connexion d’ordinateurs ou application télécom


Arrivée Bursty Périodique

Qualité de servie Best Effort Garantie

Variation de délai Non critique Critique

Allocation de ressources

Partagée Dédiée

Connexion Non connecté Orienté-connexion

MPLS� MPLS : MultiProtocol Label Switching

� Conçu pour fournir un service unifié de transport dedonnées pour les clients en utilisant une technique decommutation de paquets.

� MPLS peut être utilisé pour transporter pratiquement tout


� MPLS peut être utilisé pour transporter pratiquement touttype de trafic, par exemple la voix ou des paquets IP.

MPLS� L’IETF met au point un protocole destiné à tout type detrafic et optimisant les en-têtes des paquets IP:« Multiprotocol Label Switching »� Conçu pour fournir un service unifié de transport de donnéespour les clients en utilisant une technique de commutation depaquets.


paquets.

� Objectif : permettre la définition de contrats de qualité deservice (ne garder de l’ATM que sa capacité de transfert)

� Tous les paquets ayant la même destination forment uneclasse d’équivalence et reçoivent un label qui identifie letrajet (path) que les paquets vont traverser.

GSM� GSM : Global System for Mobile communications.� Le standard de téléphonie mobile « de seconde génération ».� Les réseaux de téléphonie mobile sont basés sur la notion decellules,� Des zones circulaires se chevauchant afin de couvrir une zonegéographique.


géographique.� Chaque cellule contient un émetteur-récepteur central,appelé « station de base » (en anglais Base Transceiver Station,notée BTS).

GSM� Station mobile : terminal de l’utilisateur.� Une station mobile est composée de :

� Une carte SIM (Subscriber Identity Module): permettant d'identifierl'usager de façon unique.

� Un terminal mobile.� Les terminaux (appareils) sont identifiés par un numéro


� Les terminaux (appareils) sont identifiés par un numérod'identification unique appelé IMEI (International MobileEquipment Identity).

� Chaque carte SIM possède un numéro d'identification unique(et secret) appelé IMSI (International Mobile SubscriberIdentity).

GSM� L'ensemble des stations de base d'un réseau cellulaire est relié à un

contrôleur de stations (Base Station Controller : BSC),� Chargé de gérer la répartition des ressources.

� L'ensemble constitué par le contrôleur de station et les stations de baseconnectées constituent le sous-système radio (Base Station Subsystem :BSS).


� Les BSC sont reliés physiquement au centre de commutation du servicemobile (Mobile Switching Center, MSC).� Géré par l'opérateur téléphonique, qui les relie au réseau téléphonique

public et à internet.

GSM� Le MSC est relié à des BDs :

� Le registre des abonnés locaux (HLR: Home Location Register) :contient des infos sur les abonnés inscrits dans la zone ducommutateur.

� Le Registre des abonnés visiteurs (VLR : Visitor Location Register) :contient sur les autres utilisateurs que les abonnés locaux.

� Le registre des terminaux (EIR : Equipement Identity Register) : base


� Le registre des terminaux (EIR : Equipement Identity Register) : basede données répertoriant les terminaux mobiles.

� Le Centre d'authentification (AUC : Authentication Center) : élémentchargé de vérifier l'identité des utilisateurs.

INTERFACE VERS LE RESEAU

TELEPHONIQUE TERRESTRE

Concentrateur

Cellules

Cœur du système

GSM


Terminaux :

Numéro IMEI

SIM:

Identifie l’abonné

via l’IMSI

LOCALISATION ET

LISTE DE

VISITEURS EN

ROAMING

LISTE D’USAGER DE L’OPERATEUR ET DROITS

List des terminaux volés

ENCRYPTION,

AUTHENTIFICATION

GPRS� GPRS : General Packet Radio Service.

� Une évolution de la norme GSM.

� Un réseau à commutation de paquets avec gestion de la mobilité etaccès par voie radio

� Les transmissions de données n'utilisent le réseau que lorsque c'est


Les transmissions de données n'utilisent le réseau que lorsque c'estnécessaire.

� Le standard GPRS permet de facturer l'utilisateur au volumeéchangé plutôt qu'à la durée de connexion.

GPRS� Le GPRS permet de fournir une connectivité IPconstamment disponible à une (MS).

� Mais ! les ressources radio sont allouées uniquement quanddes données doivent être transférées.

==> ce qui permet une économie de la ressource radio.


==> ce qui permet une économie de la ressource radio.

UMTS�UMTS : Universal Mobile TelecommunicationsSystem

�Une des technologies de téléphonie mobile detroisième génération (3G) européenne.

� L'UMTS permet en particulier de transférer dans


� L'UMTS permet en particulier de transférer dansdes temps relativement courts des contenusmultimédia tels que les images, les sons et lavidéo.

UMTS� Fédèrent les différents systèmes existants, il doit :

� Avoir une couverture mondiale.� Être mutli-opérateurs.� Multi-fournisseurs de services.� Permettre le roaming international.� Multi-services.


� Multi-services.� À coût faible.� Multi-standards / standards ouverts.� Débit élevé (2 Mbits/s).� Haute confidentialité.� Services Multimédia.

INTERNET

� Globalement hiérarchique� ISP locaux

� Se connectent aux ISPs régionaux

� ISPs régionaux� Se connectent aux NSPs


� Se connectent aux NSPs

� National/International Serviceproviders (NSPs)

� e.g. BBN/GTE, Sprint,AT&T� Connectent les réseaux ensemble defaçon privée ou via un réseau public� Les NSPs doivent être connectés entreeux par des NAPs (Network AccessPoints)

Documents

[RI] chap1_Ri