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INGENIERIE DES TELECOMMUNICATIONS LA COMMUTATION Généralités Définition Commute

INGENIERIE DES TELECOMMUNICATIONS LA COMMUTATION Généralités Définition Commuter, c’est organiser un ensemble de voies et de moyens pour pouvoir réaliser une liaison temporaire on distingue trois grands types de commutation : a. Commutation de circuits (Commutateur uniquement) b. Commutation de messages (Commutateur) c. Commutation de paquets (Commutateur, Routeur) Commutation de paquets Initialement spécialisée pour la transmission de données, la commutation de paquets est utilisée aujourd’hui pour le transport de la voix des données et de l’image. Dans ce mode de communication, toutes les informations à transporter sont d’abord numérisées, puis découpées en paquets d’octets pour être acheminées d’une extrémité à une autre du réseau. Les avantages du découpage en paquets sont les suivants : - Utilisation de la même ligne pour plusieurs communications simultanées - Intégration de services et multimédia possible. Dans un processus de commutation, les paquets suivent le même chemin jusqu'à la fin de la communication. Ce chemin s’appelle un circuit. Ce dernier est dit virtuel s’il véhicule plusieurs communications à la fois. Le commutateur mobilise ses ressources et ne les relâche qu’une fois la communication achevée. La table de routage est statique. Le paquet allégé d’une en tête volumineuse ne porte que des indications sur le circuit emprunté (voie logique). Routage Dans un routeur le chemin suivi est recalculé pour chaque paquet. La table de routage peut changer en permanence (routage dynamique). Le paquet doit toujours disposer des adresses départ et destination, et d’un numéro de séquence pour la restitution correcte de l’information à destination. Comparaison entre commutation et routage 1. Le commutateur fait moins de calcul et est dimensionné (ressources disponibles) pour un nombre précis de communications. De ce fait, il véhicule de 6 à 10 fois plus vite l’info numérique. 2. En commutation les paquets sont spécialisés. On distingue par exemple un type de paquet pour l’appel, un autre pour les données et un autre pour la déconnexion. Denis AKAM :Enseignant à l’ENSP Yaoundé denisakam@yahoo.fr 1 INGENIERIE DES TELECOMMUNICATIONS Commutation de circuits Pour interconnecter N points deux à deux, il faut établir CN 2 liaisons. Le câble coute cher et est encombrant. Pour pallier cette difficulté, on organisa le réseau en reliant le poste de l’abonné à un bâtiment appelé Central téléphonique, bâtiment abritant un équipement appelé Commutateur. 1. Commutation manuelle C’est le 28 janvier 1878, soit deux ans seulement après l’invention du téléphone que fut mis en service le premier commutateur manuel de 21 directions. Dans un pareil système, une opératrice se tenant devant un tableau sur lequel arrivent toutes les lignes des abonnés répond aux appels, établit les communications demandées à l’aide d’un cordon jack, les libère lorsque la communication est terminée et note par écrit les coordonnées de l’appel en vue d’une facturation. 2. Commutation automatique analogique Le premier commutateur automatique était une invention de Strowger en 1889. Au départ cet équipement était limité à l’urbain, l’interurbain et l’international étaient faits manuellement. Le commutateur rotatif : Son fonctionnement est basé sur les sélecteurs issus de la technologie électromécanique. Denis AKAM :Enseignant à l’ENSP Yaoundé denisakam@yahoo.fr 2 INGENIERIE DES TELECOMMUNICATIONS Quand on actionne le cadran du téléphone un moteur pas à pas avance d’un plot pour chaque impulsion, puis le sélecteur se désengage et l’on passe au sélecteur suivant . Le commutateur Crossbar : Utilise essentiellement des relais et des contacteurs technologie électromécanique, il est basé sur la continuité physique des barres conductrices verticales et horizontales. 3. La Commutation numérique Les techniques de numérisation du signal analogique, de multiplexage temporel dans la hiérarchie PDH ainsi que la poussée de l’électronique ont permis d’aboutir à la commutation temporelle. Ici la liaison physique n’existe plus et la commutation se fait par échange du contenu de mémoires. Denis AKAM :Enseignant à l’ENSP Yaoundé denisakam@yahoo.fr 3 INGENIERIE DES TELECOMMUNICATIONS 4. La commutation de paquets Il s’agit d’un mode de commutation qui utilise les équipements de routage ou de commutation des réseaux informatiques. L’intégration permet l’utilisation des mêmes voies de communication par des flux de nature différentes tels que temps réel, streaming, data. Présentation des grandes entités fonctionnelles On remarque une constante dans l’organisation à travers les grandes architectures fonctionnelles que nous avons parcourues. En effet, comme illustré dans le schéma suivant, un centre de commutation se décline en deux principales entités : Denis AKAM :Enseignant à l’ENSP Yaoundé denisakam@yahoo.fr 4 RCX UC Abonnés Abonnés Registre à décalage pour conversion série parallèle Buffer d’entrée port 0 Buffer de sortie port 0 Sortie série Entrée série INGENIERIE DES TELECOMMUNICATIONS L’unité de commande UC : Commande et instruit le RCX selon le chemin analysé, supervise la communication puis fournit les données nécessaires à la taxation. Le réseau de connexion RCX : Positionne les éléments en vue de la connexion. On en distingue deux types :  Les réseaux de connexion spatiaux  Les réseaux de connexion temporels On peut encore y ajouter des organes de relation ou d’interface : organes qui permettent notamment de scruter l’état de la ligne, d’injecter des signaux dans les lignes et circuits. (signalisation et alimentation du poste). Dans cette catégorie, on trouve essentiellement des équipements appelés joncteurs, explorateurs et distributeurs. NATURE DU TRAFIC COMMUTE PAR LE RESEAU DE CONNEXION Un réseau de connexion est construit afin de commuter plusieurs types de trafic. On distingue :  Trafic local (TI) Cas d’un abonné qui joint un autre dans le même commutateur. Nous avons donc ici un réseau de connexion local ou interne  Trafic départ (TD) Cas d’un abonné du commutateur qui désire joindre un autre ne se trouvant pas sur le même commutateur. Nous avons donc ici un réseau de connexion départ  Trafic arrivée (TA) Nous avons donc ici un réseau de connexion arrivée  Trafic transit (TT) Nous avons donc ici un réseau de connexion transit Dans le schéma suivant et par convention, les arrivées se font à gauche et les départs à droite. Denis AKAM :Enseignant à l’ENSP Yaoundé denisakam@yahoo.fr 5 INGENIERIE DES TELECOMMUNICATIONS L’on ne trouve à présent que trois principaux types de RCX 1. Les RCX spatiaux 2. Les RCX temporels 3. Les RCX de paquets Les deux premiers types sont des RCX dits de circuits LES RESEAUX DE CONNEXION SPATIAUX Dans ce type de réseau de connexion, la connexion est physique (parfois appelée métallique) une continuité galvanique est maintenue jusqu’à la fin de la communication Un réseau de connexion est appelé à établir des liaisons entre organes de rendement différent. Au sens du taux d’occupation que l’on appelle aussi trafic, on peut avoir une ligne d’abonné de 0,1 E qui sera connectée à un circuit de 0,7 E. Par conséquent, les réseaux de connexion spatiaux sont bâtis autour de 3 structures fondamentales qui sont des : 1. Concentrateurs Equipement comportant plus d’entrées ‘m’ que de sorties ‘n’ et pour lequel le trafic d’une sortie quelconque est supérieur à celui d’une entrée. La dernière propriété concerne les équipements numériques. La somme des débits des sorties est inférieure à celle des débits en entrées. Quand il y a égalité entre ces entités, on parle de multiplexeur. 2. Brasseurs Equipement comportant autant d’entrées que de sorties et pour lequel trafic d’une entrée quelconque est égal à celui d’une sortie. De plus, la somme des débits des sorties est inférieure à celle des débits des entrées. Quand il y a égalité entre ces entités, on parle de multiplexeur. 3. Expandeurs Il réalise les fonctions inverses de celles du concentrateur. C’est un équipement comportant plus de sorties ‘n’ que d’entrées ‘m’ et pour lequel le trafic d’une entrée Denis AKAM :Enseignant à l’ENSP Yaoundé denisakam@yahoo.fr Ecoulement du trafic Abonné Circuit arrivée Circuit départ TI TD TT TA TE TS Abonné 6 INGENIERIE DES TELECOMMUNICATIONS est supérieur à celui d’une sortie. La somme des débits des sorties est inférieure à celle des débits en entrées. Quand il y a égalité entre ces entités, on parle de démultiplexeur Le schéma suivant donne les symboles de ces organes (e) < (s) (e) = (s) (e) > (s) Dans un réseau spatial l’unité de base est appelée matrice de connexion. Elle peut être représentée de façon suivante : Exemple de matrice de base Une matrice de base réalise la connexion entre m entrées prises sur les barres horizontales et n sorties prises sur les verticales. Une telle matrice possède m fois n points de connexion Denis AKAM :Enseignant à l’ENSP Yaoundé denisakam@yahoo.fr Matrice de base à relais Horizontal es Vertical es 1 m n 1 7 INGENIERIE DES TELECOMMUNICATIONS Matrice unique Peut-on réaliser tout le réseau de connexion d’un central avec une seule matrice de connexion ? Pour prendre un cas pratique, un central auquel seraient reliés 10 000 abonnés et 1 500 circuits devrait gérer 15 000 000 points de connexion. Si l’on a N entrées et N sorties, le nombre de points de connexion est N2 Avantages  simplicité de conception  fluidité Inconvénients  pratiquement impossible à construire à cause de l’encombrement qui est élevé  Gestion pratiquement difficile à cause du nombre élevé de points de connexion La gestion des points de connexion en uploads/Management/ commutation-3.pdf