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Reseaux mobiles Le réseau 3G et ses évolutions Abdou KOUSSIE GUIRSI Ingénieur r

Reseaux mobiles Le réseau 3G et ses évolutions Abdou KOUSSIE GUIRSI Ingénieur réseaux mobiles Agenda  Historique  2. Services  3. Architecture  EXPOSES :  Interface Radio  Evolutions HSDPA HSUPA Radio  Architecture 3G  Protocole radio  Protocole UTRAN  Gestion de la mobilité L’Historique L’historique : Le spectre 3G  L’UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) n’est qu’une solution parmi tant d’autre pour doter la radiotéléphonie future d’un système global dit de 3eme génération, amené à terme à prendre le relais des systèmes actuels 2G (GSM, IS95,PDC) ou 2.5G (GPRS,PDC-P).  Le Spectre 3G : Historique : L’IMT 2000  L'ITU a défini le concept d'IMT-2000, visant à rassembler les propositions des différents organismes de normalisation et de parvenir ainsi à définir une norme internationale. Plusieurs interfaces ont été envisagées, fondées sur la technologie CDMA (Code Division Multiple Access) et TDMA (Time Division Multiple Access).  L’ITU a défini les vitesses de transmission suivantes pour l’UMTS :  144 kbits/s en environnement extérieur,  384 kbits/s en environnement urbain extérieur,  2 Mbits/s proche de l'antenne d'émission de la cellule et en mobilité réduite. Historique : L’IMT 2000  En Juin 1998, 16 propositions (Organismes de normalisation) d’interfaces radio étaient sur la table de l’ITU.  Désormais on se trouve devant 2 choix possibles :  l’Europe défend l’UMTS, Historique : L’IMT 2000  L’ITU a retenu au final 6 technologies d’accès : UMTS Historique : Les licences UMTS  L’UMTS n’est donc qu’une solution parmi d’autre pour se doter d’un système de 3eme génération. Le déploiement demandera d’importants investissements, comme 2G, et l’on prévoit d’assurer une compatibilité entre le GSM et l’UMTS  Le processus d’attribution des licences débuta en Europe en 1999. Les premiers pays à se doter de licences UMTS furent : la Finland.  Différentes méthodes sont possibles pour l’attribution de ces licences dans les différents pays.  mises aux enchères,  Au Tchad la licence coute environ 20 Milliards minimum.  Les différents opérateurs devront ensuite investir dans l’implantation de nouvelles antennes dual band (GSM & UMTS), Historique : Les licences UMTS  On peut imaginer 6 scénarios possibles : Historique : La norme UMTS  Avec UMTS le réseau RAN et séparé du CN.  Le réseau d’accès radio regroupe l’ensemble des équipements s’occupant des ressources radio (gestion physique, allocation, suppression, ...).  Le cœur de réseau (Core Network) s’occupe de tout ce qui touche à l’abonné, à l’itinérance, aux appels ainsi qu’à l’interconnexion avec le monde extérieur Les services 3G Services  L’objectif de l’UMTS est avant tout de faire aussi bien que les systèmes 2G et aussi de nouveaux services, plus gourmands en terme de débit : Services : Les classes de trafic  Avec la 3G, les services sont désormais classifiés par rapport à leur classe de trafic. Quatre classes ont été définies. On distingue : Architecture 3G Architecture : Introduction  Comme pour le GSM, le réseau UMTS est divisé en deux sous parties :  le réseau cœur (CN pour Core Network) • le CS (Circuit Switched) • le PS (Packet Switched).  le réseau d’accès radio (RAN pour Radio Access Network). • RNC (Radio Network Controler) • NodeB.  Le Réseau Cœur et UTRAN communique via l’interface Iu.  On peut imaginer des accès radio de type : • BRAN (Broadband RAN) réseau d’accès large bande utilisant la technologie WLAN (WiFi, Hiperlan, ...) • SRAN (Satellite RAN) réseau d’accès satellite Architecture : Introduction  Comme pour le GSM, le réseau UMTS est divisé en deux sous parties : Architecture : Le mobile  Comme pour le GSM, le réseau UMTS est divisé en deux sous parties : Architecture : Le mobile  Dans l’USIM, on trouvera les informations suivantes :  L’IMSI (International Mobile Subscriber Identity) : l’identité absolue de l’abonné  le MSISDN (Mobile Station ISDN Number) : le numéro de téléphone de l’abonné  les options préférentielles à utiliser sur le terminal retenu (langue, options d’affichages, ...)  les clés de sécurité (chiffrement, intégrité) pour les services des domaines PS ou CS.  Les identités temporaires du mobile (TMSI en CS et P-TMSI en PS).  les zones de localisation/routage (CS/PS) courantes.  les codes d’accès aux informations de la carte USIM (PIN, PUK). Architecture : Le mobile  Cette dualité GSM/UMTS se décline également technologiquement. IL y’a diverses versions de terminaux Architecture : l’UTRAN  L’architecture de la radio UTRAN: Architecture : l’UTRAN  L’architecture de la radio UTRAN: responsable de la gestion de la ressource radio ainsi que la qualité mobilité des mobiles.  Les équipements au sein de l’UTRAN :  Le Node B : Il a pour but d’assurer les fonctions de réception et de transmission radio pour une ou plusieurs cellules de l’UTRAN  Le RNC : Il a pour mission d’assurer le routage des communications entre les NodeB et le réseau cœur. Le RNC est responsable du routage de l’abonné quand celui-ci se déplace de NodeB en NodeB Architecture : l’UTRAN  L’UTRAN : Les RNC sont reliés aux NodeB par l’intermédiaire de l’interface Iub et au Core Network par l’intermédiaire de l’interface Iu. Contrairement au GSM les RNC ont la possibilité de communiquer entre eux par le biais de l’interface Iur.  En UMTS les interfaces sont totalement définies ce qui permet (théoriquement) la possibilité de mixer les constructeurs au sein d’un même UTRAN (RNC de la compagnie A et NodeB de la compagnie B). En GSM l’ensemble du réseau radio (BSS) était fourni par le même constructeur car beaucoup de spécificités « propriétaires » liaient BTS et BSC. Architecture : l’UTRAN  UTRAN : L’ensemble de ces interfaces s’appuie sur une structure ATM. Architecture : CORE NETWORK  Le cœur du réseau UMTS est divisé principalement en deux domaines de services : un domaine de services pour la téléphonie (s’apparentant au NSS Circuit du GSM), et l’autre domaine de services pour tout ce qui touche au monde paquet (s’apparentant au NSS Paquet du GPRS).  L’UMTS est donc capable de gérer une communication par paquets et une communication par circuit. Le domaine Circuit Switched comprend le GMSC et le MSC/VLR et le domaine Packet Switched comprend le SGSN et le GGSN. La liaison entre ces deux domaines s’effectue via HLR, EIR et l’AUC. Architecture : CORE NETWORK  CN : Architecture : Co-existance GSM-UMTS  La plupart des opérateurs UMTS sont des opérateurs GSM. Comment organiser ce nouveau réseau par rapport à l’ancien. Deux stratégies sont possibles : Architecture : Co-existance GSM-UMTS  Un cœur unique (2G/3G) s’appuyant sur un accès radio 3G et un autre pouvant être 2G ou bien avoir évolué à l’ interface vers la 3G. Architecture : Co-existance GSM-UMTS  Co-localisation GSM/UMTS sans partage des aériens BTS GSM BTS UMTS Bande GSM Bande UMTS Architecture : Co-existance GSM-UMTS • Co-localisation GSM/UMTS avec partage d’antenne et de feeder BTS GSM BTS UMTS Duplexeur Antenne bi-bande pour les bandes GSM et UMTS Architecture : Co-existance GSM-UMTS • Co-localisation GSM/UMTS avec partage d’antenne et de bâti BTS/NodeB Antenne bi-bande pour les bandes GSM et UMTS Architecture : Co-existance GSM-UMTS • Co-localisation GSM/UMTS avec partage de feeder BTS GSM BTS UMTS Duplexeur Duplexeur Antenne GSM Antenne UMTS Architecture : Co-existance GSM-UMTS • Co-localisation UMTS/GSM avec partage d’antenne BTS GSM BTS UMTS Duplexeur Antenne bi-bande pour les bandes GSM et UMTS Architecture : l’OMC  Comme en GSM on dispose d’une architecture hiérarchique de type TMN (Telecommunication Management Network) permettant de superviser et d’opérer l’ensemble des équipements du réseau. En UMTS on trouve la découpe suivante :  Pour l’UTRAN, deux éléments s’occupent de l’opération et de la maintenance  l’OMC-B : l’équipement d’opération et maintenance du NodeB  l’OMC-R : l’équipement d’opération et maintenance du RNC  Pour le CN,  l’OMC-S : la partie Circuit (MSC/VLR, HLR, AuC et EIR)  l’OMC-D : la partie Paquet (SGSN, GGSN, DHCP , DNS) Architecture : l’OMC Exposés : Protocole UTRAN Exposés : Protocole radio Les Canaux Radio Quelques Couches Protocolaires La mobilité au niveau RRC La couche RRC Exposés : Interface radio Les Canaux Physiques UMTS Les canaux dédiés UL/DL Les canaux de synchronisation Les canaux d’accès Les canaux partagés UL/DL Exposés : Evolutions HSDPA HSUPA Radio Les évolutions de l’interface radio : HSDPA/HSUPA/HSPA Technologie WCDMA Exposés : Architecture Exposés : Points Systèmes Radios Les mesures radios : les indicateurs 3G La gestion de la mobillité La gestion de la puissance uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-2-le-reseau-umts 1 .pdf