UMTS & WAN

Olivier ALLOVON

Dimitri FOSSIER

Florent GRATTA

Plan

Un bref historique

L’UMTS

Le réseau de cœur

Interopérabilité des réseaux

Vers la 4G…

Conclusion

Les premiers mobiles…

Introduits dans la fin des années 70, début 80

Services fournis : réseau analogique et mobilité limitée

Appelé 1G pour première génération

Le plus développé dans les pays scandinaves

Problèmes : Incompatibilité Capacité limitée

GSM

GSM : Global System for Mobile communications

Début de développement en 1982 Premier réseau en 1991, en Finlande Système numérique, depuis 1995 en

France/Europe Mobile 2G (Deuxième génération) Réseau cœur basé sur la commutation de circuits

(interfaçage avec RNIS et RTC) Près de 40 millions de portables en France (juillet

2003)

GPRS

GPRS : General Packet Radio Service Mobile 2G+ (ou 2.5G) Intermédiaire entre le GSM et l’UMTS Fondé sur l’interface radio du GSM, diffère par son

réseau de cœur (commutation de paquets) Optimisé pour du transfert de données

nouveaux services Lancement en France en 2002 (Orange) La QoS ne peut pas être assurée

L’UMTSUMTS : Universal Mobile Telecommunication System.Promu par l’UIT (normalisation mondiale programme IMT2000)3GPP en charge de la normalisation (Danemark, 3rd Generation Partnership Project, Déc. 1998)

Réseau de 3° génération (3G)Intégrer et promouvoir les systèmes existants (GSM/GPRS), avec une nouvelle interface radio : l’UTRA

L’UMTS : les objectifs

Principal objectif : harmoniser les techniques de communications mobiles au niveau mondial.Nouvelle technologie d’accès radio pour des débits plus importants et une densité supérieure d’abonnésConvergence des réseaux fixes & mobiles, public & privésArchitecture souple permettant aux opérateurs d’offrir des nouveaux services

Le réseau ne doit pas être une limite pour les services proposés

L’UMTS : quelques services

TéléphonieEmail, FaxSMS, MMSServices multimédias :Web Clips vidéosVidéoconférence

QoS

Comparaison (théorique) GSM/GPRS/UMTS

Systèmes GSM GPRS UMTS

Débit 9.6 kb/s 120 kb/s 2 Mb/s

Email (10ko) 8 s. 0.8 s. 0.004 s

Fichier (40 ko) 33 s. 3 s. 0.2 s

Photo (100 ko) 83 s. 7 s. 0.4 s.

Clip vidéo (4 Mo) 48 min. 4 min. 14 s.

L’UMTS : Les zones

Source : Forum UMTS

Zone 1 : Intérieur

Zone composée de

pico-cellules

Portée de l’ordre de ~ 10 m.

10 utilisateurs max., à 10km/h

Débit ~ 2Mbits/s max

Source : Forum UMTS

Zone 2 : Urbaine

Zone composée de micro-cellules pour les « points chauds » aéroports, gares

Portée de plusieurs centaines de m.

256 utilisateurs max., à 120km/h

Débit ~ 384 kbits/s max

Zone 3 : Rurale

Appelée aussi zone« suburbaine »

Zone composée de macro-cellules

Rayon de portée de plusieurs km.

512 utilisateurs max., à 500 km/h

Débit ~ 144 kbits/s max

Source : Forum UMTS

Zone 4 : Globale

Couvre les zones àfaible densité de population

Débit ~ 144 kbits/s max

Mobilité : 1000km/h

Grande couverture service universel

Infrastructure satellitaire

Uniquement au stade de prévision

Source : Forum UMTS

L’UMTS : quelques dates par le 3GPP (1998)

Première normalisation : 1999Fonctionnement en releases

Intégration, déploiement : 2000/2001

Mise en service définie pour fin 2002… pas encore en service en France.

UMTS : les releases

Vision européenne de l’UMTS

R99 de mars 2000

R4 de mars 2001

R5 de mars/juin 2002

R6 prévue pour décembre 2003

Evolution de l’architecture réseau

Le réseau de départ (R99)

Un réseau intermédiaire (R5)

Vers le « all IP »(R6)

Le core network

Le réseau de cœur dans les releases récentes implémente différents protocoles ATMATM-SVC (Transport) Internet Telecom IP Mobile

ATM (1)

UMTS «1° version»Choisi pour ses possibilités en terme de QoSCommutation de cellule de taille fixe.Taille limitée utile pour la téléphonie (parole :

1 octet toute les 125 µs)

Utilisation de la signalisation pour réserver les ressources

ATM : QoS (2)

5 Classes de services définies : CBR (constant bit rate) : BP fixe (voix, vidéo

temps réelle)VBR (variable bit rate) : Intensité de trafic

variable dans le temps, contraintes temporelles fortes (parole, vidéo compressée)

ABR (available bit rate) : BP restante avec un débit minimum

GFR (guaranted frame rate) : ABR simplifiéUBR (unspecified bit rate) : best effort

ATM-SVC

Grande flexibilité exigée pour les différentes fonctions dans l’UMTS (Contrôle de Session, de QoS,…)Commutation en mode non connecté : Pas de négociation Pas de contrôle de QoS (dépend du réseau)

Commutation en mode connecté : Négociation usager réseau Scrutation de l’état du trafic, et empêche l’accès pendant

la transmission de données si besoin

Internet Telecom

Principe : avoir une QoS.

Utilisation du protocole RSVP :Avertir les nœuds de la QoS à appliquer

Internet TelecomCOPS

UMTS «2° version»L’utilisateur fait une demande de ressources

auprès d’un serveur central qui se charge de la gestion de la QoS sur le réseau.

IP MobileObjectif : remplacer les techniques de gestion de mobilité du GSM/GPRS.Permettrait aux opérateurs d’utiliser IP à grande échelle : Réduire les coûts de déploiement Faciliter la maintenance des réseaux

Problèmes Sécurité Micromobilité : Changement d’adresse long et risques

de perte de paquets Radio : erreurs reconnues comme problèmes de

congestions par la couche TCP…

Atouts IPv6

Grand nombre d’adresses disponibles

Meilleure gestion de la mobilité

Sécurité intégrées

QoS

Interopérabilité avec les réseaux WLAN

Utiliser le réseau WLAN par substitution au réseau de cœur UMTS

Utiliser les avantages du WLAN pour l’UMTS

UMTS :

Mobilité

Accessibilité

WLAN :

Prix

BP

Largement utilisé

WLAN

WLAN : Wireless Local Area Network

Réseau Hertzien, complément à un réseau Ethernet (802.11b, HiperLAN)

Périmètre d’un réseau local défini permettant aux terminaux situés sur la zone de couverture de s’y connecter.

WLAN ≠ Technologie sans-fil employée

Le projet EVOLUTE

sEamless multimedia serVices Over alL IP-based infrastrUcTurEs.

Concevoir, spécifier une infrastructure réseau basée sur IP qui offre des services multimédias aux utilisateurs accédant au réseau via différentes technologies wireless.

Le projet EVOLUTE

UMTS/WLAN : combat ou complémentarité ??

Coût WLAN et des communications réduit.

Débit plus intéressant avec les WLANs

Portée limitée du WiFi par rapport à l’UMTS

Comparaison UMTS/802.11b

UMTS 802.11b

Débit max 2Mbits/s 11Mbits/s

Fréquences 1,9-2,2GHz 2,4GHz

Couverture Europe limitée

Nb utilisateurs 256 max 200/AP max

Coût des com. Oui Non

Qualité réseau Oui Non

Licence Oui Non

Vers la 4GPrévue pour 2010…

Basée sur l’ITS : Intelligent Transportation System Associer différentes technologies en un même

ensemble.

Applications : Vidéo à le demande, Télé,…

VHE : retrouver son environnement de travail personnel partout dans le monde.

Vers la 4G

ConclusionLancement UMTS fin du premier semestre 2004 en France.

Regain d’intérêt des opérateurs actuellement dans la téléphonie mobile : équipement en matériel en hausse

Volonté de rendre le réseau cœur UMTS tout IP

Complémentarité avec WLAN

Norme 802.16 à surveiller

UMTS et WAN