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Chapitre II : Migration du GSM vers l’UMTS 1 .Introduction La deuxième générati

Chapitre II : Migration du GSM vers l’UMTS 1 .Introduction La deuxième génération de réseaux de télécommunication a connu un énorme succès au cours de la dernière décennie parce qu’elle répondait aux besoins des usagers: mobilité des services, voix, itinérance et messagerie. Or, de plus en plus aujourd'hui, nous exigeons de rester connectés au reste du monde où que l'on se trouve et à n’importe quelle circonstance. Cette exigence a été le nouveau défi pour avoir les services multimédias et l’Internet mobile. Ainsi, la norme UMTS a hérité d’un certain nombre de concepts et d’éléments d’architecture de la norme GSM ayant été repris à l’identique dans la norme UMTS, d’autres plus ou moins modifiés ou améliorées. Pour cela nous avons trouvé utile de présenter une vue générale sur le système GSM avant d’entamer notre réseau UMTS. 2. Architecture matérielle du réseau GSM Le GSM est un système de radiotéléphonie numérique flexible et évolutif composé d'entités fonctionnelles regroupées en sous systèmes: BSS, NSS et OSS. Figure II.1 : l’architecture et les interfaces du réseau GSM. 2.1. Sous-système radio BSS( Base Station Sub-system ) ou le réseau d’accès C’est le sous-système qui assure les transmissions radioélectriques et gère la ressource radio. Il est constitué de : Station mobile ou MS( Mobil Station): Le terme station mobile désigne un équipement terminal muni d'une carte SIM, qui permet d'accéder aux services de télécommunication d'un réseau GSM et d’assurer des fonctions différentes. -12- Chapitre II : Migration du GSM vers l’UMTS Station de base ou BTS( Base Transceiver Station): Une BTS, assure la couverture radioélectrique d'une cellule et fournit un point d'entrée dans le réseau aux abonnés présents dans sa cellule pour recevoir ou transmettre des appels. Contrôleur de station ou BSC (Base Station Controller): Un contrôleur de station de base BSC, qui gère le routage des communications et assurent la fonction de concentration du trafic, et l'exploitation d'une ou plusieurs BTS. Les transcodeurs 13-64 kbit/s TRAU: Pour adapter le codage de la voix sur l'interface radio (13 kbit/s) aux circuits de parole (64 kbit/s) du réseau fixe. Donc le transcodeur permet de transporter quatre communications codées à 16 kbit/s (on complète les 13 kbit/s par des bits de cadrage et de bourrage). 2.2. Sous-système fixe NSS( NetworkSub-System ) ou le réseau cœur Sous-système d'acheminement, NSS réalise les fonctions d'établissements des appels et de la mobilité. Avant l'établissement d'une communication vers le mobile demandé, il faut déterminer le routage à effectuer (roaming). Le sous système cœur regroupe toutes les fonctions de routage et de commutation. Il est constitué du : Centre de commutation des mobiles ou MSC( Mobile Switching Centre) : Le commutateur MSC gère l’établissement des communications entre un mobile et un autre MSC, la transmission des messages courts et l’exécution des handover. Il dialogue avec le VLR pour gérer la mobilité des usagers : vérification des caractéristiques des abonnés visiteurs, transfert des information de localisation,…etc. Il peut posséder une fonction de passerelle, GMSC (Gateway MSC) qui est activée au début de chaque appel d’un abonné fixe vers un abonne fixe. Centre d'authentification AuC( Authentification Center): Le AUC est une base de données qui stocke des informations confidentielles. Il assure certaines fonctions de sécurité du réseau GSM comme l’authentification de l’IMSI de l’abonné, et le chiffrement de la communication. Enregistreur de localisation nominal HLR( Home Location Register) : Le HLR est une base de données contenant les informations relatives aux abonnés gérés par l’opérateur. Enregistreur de localisation des visiteurs VLR ( Visitors Location Register) : Le VLR, est une base de données associée à un commutateur " MSC ". Sa mission est d'enregistrer des informations dynamiques relatives aux abonnés de passage dans le réseau. Enregistreur des identités des équipements EIR( Equipment Identity Register): Le EIR est une base de données qui contient les identités des terminaux (IMEI) ; c’est un équipement optionnel dans le réseau. -13- Chapitre II : Migration du GSM vers l’UMTS 2.3. Le sous système d'exploitation et de maintenance OSS( Operation And Support System): Il permet à l'exploitant d'administrer son réseau. La diversité des équipements présents dans un réseau GSM pousse à adopter une approche structurée et hiérarchique. La norme présente 2 niveaux: Centre d'exploitation et de maintenance OMC( Operation and Maintenance Center) et Centre de gestion du réseau NMC(Network Maintenance Center ). 3. Présentation des Interfaces Un certain nombre d’interfaces ont été normalisées pour le réseau GSM par l’ETSI, permettant à un opérateur de faire appel à des fournisseurs différents pour la fourniture de son réseau. Chaque interface, désignée par une lettre est totalement spécifiée par la norme. Interface Equipements Protocole utilisé F o n c t i o n p r i n c i p e A A-DTAP MSC-BSC SS7 Etablissement et libération de la communication A-BSSMAP Allocation des ressources et gestion du handover Abis O&M BSC-BTS LAPD Supervision de la BTS. Cette interface n’est pas normalisée RSL Activation, désactivation des ressources radio. Cette interface n’est pas normalisée. B MSC-VLR MAP Échange d’informations usager et mise à jour de zone de localisation. Cette interface est non normalise car les fonctions du MSC et VLR sont souvent intégrées dans un seul équipement. C MSC-HLR MAP Interrogation du HLR pour joindre un abonné mobile. D VLR-HLR MAP Le VLR informe le HLR de la localisation du mobile. Le HLR fournit au VLR les informations relatives à l’abonné. E MSC-MSC SS7 Gestion du handover. MSC-GMSC Transport des SMS. F MSC-EIR MAP Vérification de l’identité du terminal. G VLR-VLR MAP Gestion du changement de zone de localisation. H HLR-AUC MAP Echange des informations nécessaires au chiffrement et a l’authentification. Cette interface n’est pas normalisée. Um (radio) BTS-MS LAPDm Gère les communications entre le mobile et les BTS pour tout ce qui concerne la transmission radio (transport du trafic et de signalisation). Tableau II.1 : Liste des interfaces dans le système GSM. Le découpage des fonctions entre VLR et MSC effectué par les constructeurs n’est pas en général conforme à la norme; l’interface B est donc peu respectée. -14- Chapitre II : Migration du GSM vers l’UMTS L’interface à respecter de façon impérative est l’interface D car elle permet à un MSC/VLR de dialoguer avec le HLR de tout autre réseau. Sa conformité avec la norme permet donc l’itinérance internationale. L’interface A sépare le NSS du BSS. La conformité du BSC et du MSC à la recommandation permet aux opérateurs d’avoir différents fournisseurs pour le NSS et le BSS. L’interface Abis du réseau d’accès n’est pas normalisée, obligeant l’opérateur à associer des équipements BSC et BTS d’un même constructeur. 4. Architecture des protocoles dans le réseau GSM La recommandation GSM établit une structuration des protocoles en couches tout en respectant la philosophie générale des couches OSI. 4.1. Les protocoles pour gestion de la Signalisation Les réseaux téléphoniques utilisent de plus en plus les techniques numériques : transmission numérique sur voies MIC. De nouveaux services ont été ouverts. Ils peuvent nécessiter un échange de signalisation sans établissement réel d’un circuit de communication. Il a donc fallu séparer la signalisation de la transmission et faire transiter cette signalisation sur des liaisons spécifiques. C’est la « signalisation par canal sémaphore (Common Channel Signalling) » Par opposition a la signalisation voie par voie, la signalisation par canal sémaphore peut se définir comme une méthode dans laquelle une seule voie, le « canal sémaphore », achemine, grâce à des messages étiquetés, l’information de signalisation se rapportant à une multiplicité de circuits ou à des messages de gestion de la supervision. Les fonctions à réaliser dans un réseau sémaphore sont séparées en différents niveaux hiérarchiques comparables aux couches du modèle OSI. 4.1.1.Le MTP( Message Transfert Part ) Le MTP ou Sous-Système de Transfert de Messages (SSTM), offre un service de transfert fiable des messages de signalisation qui est utilisé par des entités fonctionnelles différentes selon le réseau utilisé ou l’application. Ces entités sont appelées sous-systèmes utilisateurs( User Part ). Les sous-systèmes utilisateurs contiennent en quelque sorte les procédures de traitement d’appel où de l’application. Ils ont donc trait à la couche application du modèle OSI. Tous les sous- systèmes utilisateurs s’appuient sur le MTP qui comprend trois niveaux qui correspondent en première approche aux trois couches basses du modèle OSI (Physique, Liaison de Données et Réseaux). Le MTP permet de réaliser un réseau sémaphore national. MTP niveau 1 : Définit les caractéristiques physiques, électriques et fonctionnelles d’une liaison sémaphore de données et les moyens d’y accéder. En général, on utilise des conduits numériques à 64kbit/s. -15- Chapitre II : Migration du GSM vers l’UMTS MTP niveau 2 : Définit les fonctions et les procédures de transferts des messages de signalisation de façon à fournir un transfert fiable entre deux points. L’unité de données échangée à ce niveau est une « trame sémaphore ». Le protocole contient un mécanisme de contrôle de flux, de détection d’erreur et de correction par retransmission. Un processus de retransmission cyclique préventive est possible. Il comporte un mécanisme de surveillance de taux d’erreur sur la liaison sémaphore. Il informe le niveau supérieur quand le taux uploads/Ingenierie_Lourd/ chapitre-2-migration-du-gsm-vers-l-x27-umts.pdf