Réseau numérique à intégration de services (RNIS)

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1 Réseau numérique à intégration de services (RNIS) par Roger FREY Ingénieur au Centre National d Études des Télécommunications (France Télécom - CNET). 1. Numérisation... TE Définition Normalisation Raccordement des usagers Modélisation Services Applications Aspects réseau Protocoles d accès Installations d usagers Équipements terminaux Évolutions du RNIS en France Conclusion Références bibliographiques D ès le début des années 1970, la France a décidé de fonder la modernisation et l extension de son réseau téléphonique sur des techniques numériques. Cette décision a permis de bâtir un réseau qui aujourd hui est un des plus numérisés du monde. Grâce à la numérisation de son réseau, France Télécom est en mesure depuis de nombreuses années d offrir de nouveaux services. Ceux-ci sont concentrés notamment autour d une infrastructure normalisée à l international : le RNIS (réseau numérique à intégration de services), en anglais ISDN (Integrated Services Digital Network). En France, cette offre porte le nom commercial de Numéris. Numéris ne fait qu employer l infrastructure du téléphone dont il utilise la numérisation et il est souvent présenté comme une «rampe d accès aux autoroutes de l information» (par exemple, accès numérique à 64 ou 128 kbit/s au réseau Internet). Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms TE

2 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) 1. Numérisation Depuis les inventions de Bell ( ) et de Hughes ( ), les principes de transmission de la parole par voie téléphonique n avaient pas évolué. Les techniques numériques qui avaient été élaborées mathématiquement depuis plus d un demi-siècle ont, grâce aux évolutions de la technologie des semi-conducteurs (transistors et circuits intégrés), été appliquées dans le domaine des télécommunications. La numérisation d un signal audible est basée sur l application de la loi Shannon (1933). Cela consiste à analyser périodiquement l amplitude du signal à transmettre. La périodicité de cet échantillonnage est fixée à une valeur au moins égale au double de la fréquence maximale à numériser. En téléphonie, les fréquences vocales s étendent de 300 à Hz. L échantillonnage est effectué toutes les 125 µs, soit à Hz. L amplitude du support, mesurée chaque 125 µs est chiffrée et convertie en un nombre binaire de 8 bits. Ce sont ces éléments de 8 bits qui sont transmis successivement sur la ligne sous la forme de signaux d une valeur «zéro» ou «un». Comme les 8 bits sont répétés fois par seconde, on arrive donc à un débit de bit/s (64 kbit/s). Depuis la fin des années 1970, la modernisation du réseau français de télécommunications a consisté à numériser les artères de transmission et les centres de commutation. Elle a permis l éclosion de services nouveaux qui traitent, transportent, diffusent la voix, les données, le texte et les images et répondent de façon toujours plus fine aux besoins différenciés de la clientèle. Ces services nécessitent généralement autant de raccordements indépendants (raccordement téléphonique, télex, X.25...), chacun possédant ses propres caractéristiques, avec tous les problèmes de comptabilité, de sécurité et de coût que cela peut impliquer. Une réflexion au niveau international s est donc engagée pour définir un réseau qui intègre ces différents services, jusqu alors assurés par des réseaux indépendants. L intégration s appuie sur la numérisation complète du réseau, étendue à la ligne d abonné et son installation. Les travaux entrepris ont conduit l UIT-T (Union Internationale des Télécommunications ) et l ETSI (European Telecommunications Standards Institute ) à éditer des normes de portée internationale définissant les concepts du réseau numérique à intégration de services (RNIS). Cette réflexion s est concrétisée très tôt en France par la réalisation d un réseau RNIS. Le 21 décembre 1987 en effet, France Télécom ouvrait le premier réseau commercial RNIS du monde et à la fin de 1990, l offre commerciale était généralisée à l ensemble du territoire. Dans un même temps, les premières interconnexions internationales étaient ouvertes. On parle aujourd hui en Europe du service Euro-RNIS. Ce service Euro-RNIS est un service qui présente deux caractéristiques essentielles : il fonctionne sur un standard européen qui assure l interfonctionnement des différents services dans plus d une trentaine de pays d Europe et du monde ; il n est pas un réseau indépendant, isolé dans le monde «haute technologie», mais il est intégré dans le réseau téléphonique numérique, dont il fait partie. Souvent décrié, le développement du RNIS a paru longtemps problématique. Une progression hésitante, des applications un peu éparses, une tarification souvent dissuasive ont retardé son développement. Aujourd hui, 11 ans après son lancement, le RNIS resurgit, le mouvement s accélère, les applications se multiplient dans tous les domaines, les liaisons et réseaux s ouvrent à l international. La technologie RNIS permet de nos jours l utilisation de toute une gamme de nouvelles applications qui reposent sur la transmission haute vitesse : l accès à l Internet, le télétravail, la visioconférence, le télé-enseignement, la radiodiffusion, etc. À l arrivée, ces signaux peuvent être reconvertis en un signal analogique identique au signal de départ. Puisque seuls des «zéros» ou des «uns» sont véhiculés d un point à l autre et qu ils sont les seuls reconnus à l arrivée, les perturbations et les affaiblissements en ligne n influencent pas la communication qui est d une qualité irréprochable. Les signaux numériques en effet ne présentent pas les parasites et les bruits de fond que l on retrouve souvent dans les transmissions par des moyens analogiques. 2. Définition Les caractéristiques principales du RNIS peuvent se résumer ainsi : le RNIS est un réseau dont la vocation est de relier entre eux divers utilisateurs, terminaux, réseaux, etc. Il est numérique, ce qui signifie que le concept de numérisation ( 1) est la base même de ce réseau. Il intègre des services, c est-à-dire, qu il supporte une large gamme d applications téléphoniques et non téléphoniques ayant toutes un point commun : l information à transmettre est numérique ou peut être numérisée, ce qui est le cas de données, de la voix et des images. Mais le RNIS n est pas uniquement un moyen de transmettre des informations diverses de façon rapide et précise. Il représente aussi la prochaine génération des services partout dans le monde, pour toutes les formes de télécommunications, y compris la voix [1], [2] et [3]. La définition du RNIS s appuie sur trois éléments fondamentaux : la connexité numérique pour le transfert des informations ; la connexité de signalisation en mode message ; la polyvalence de l accès d usager vis-à-vis des services de télécommunications. 3. Normalisation Dès le milieu des années 1980, les travaux entrepris au sein des organismes internationaux de normalisation ont abouti à la publication des premières recommandations consacrées au RNIS. Afin de couvrir l ensemble des aspects inhérents au RNIS et de permettre une évolution de chacun d entre eux, une organisation en six sous-ensembles ou séries de recommandations a été adoptée selon la présentation indiquée ci-après : description générale, terminologie et méthodes de modélisation (série I.100) ; aspects services (série I.200) ; aspects réseaux (série I.300) ; interfaces usager-réseau RNIS (série I.400) ; interfaces entre réseaux (série I.500) ; principes de maintenance (série I.600). La structure retenue s appuie sur le principe de découplage, via l interface usager-réseau, du domaine «service vu de l usager» du domaine «réseau». 4. Raccordement des usagers 4.1 Caractéristiques de l interface usager-réseau Le raccordement des usagers au réseau public RNIS recouvre l ensemble des moyens mis en œuvre depuis le terminal jusqu au commutateur public d abonné. TE Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms

3 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) Les spécifications des interfaces usager-réseau font appel aux notions de canal, structure d interface et capacités d accès, sur la base d un nombre limité de types de canaux et de structures d interfaces. 4.2 Canaux Le RNIS comporte plusieurs types de canaux : le canal B est un canal bidirectionnel à 64 kbit/s, commuté en mode circuit (cela signifie qu un canal est attribué à un terminal et un seul pour la durée de sa communication), qui peut être utilisé pour transporter tout type d information ; le canal D est un canal bidirectionnel à 16 ou 64 kbit/s fonctionnant en mode message qui est partagé entre tous les terminaux en configuration multipoint et apte à transporter la signalisation et des données d usager à faible débit ou à caractère sporadique (télécommande, télémesures, alarmes...) ; les canaux H sont des canaux à n 64 kbit/s ayant des caractéristiques identiques à celles du canal B. L UIT-T a identifié : H0 à 384 kbit/s et H1 comportant deux options de débit : kbit/s (H11) ou kbit/s (H12). Ces canaux sont prévus pour des services tels que la visioconférence. Ils ne sont pas pris en compte par les normes de l ETSI. 4.3 Interfaces Le nombre d interfaces usager-réseau est de deux : l interface à débit de base supportant 2 canaux B et 1 canal D à 16 kbit/s et l interface à débit primaire supportant 30 canaux B et 1 canal D à 64 kbit/s. Ces interfaces sont polyvalentes dans le sens où chacune d entre elles est apte, dans la limite de son débit propre, à fournir l ensemble des services offerts par le réseau. L interface à débit de base, aussi appelée interface S de terminal, se situe aux points de références S et T (figure 1). Le niveau physique de l interface (fonctions de couche 1) fait l objet d une spécification particulière. Cette interface peut être utilisée en topologie point à point (interface T ou interface S limitée à un seul terminal) et en topologie multipoint pouvant aller jusqu à théoriquement 8 terminaux. Le raccordement du terminal sur le bus se fait par un connecteur à 8 plots (ISO DIS 8877). L interface à débit primaire peut être utilisée soit en interface T, soit en interface S, mais avec un seul terminal [ordinateur derrière un PABX (Private Automatic Branche exange ), par exemple]. Nota : aux États-Unis et au Japon, l interface à débit primaire peut comporter 23 canaux B au lieu de 30 canaux B comme stipulé précédemment. La structure de l accès de base est donc 2B + D, pour un débit total utile de 144 kbit/s. La structure de l accès primaire est donc 30B + D (23B + D), pour un débit total utile (1 536) kbit/s. 5. Modélisation 5.1 Modèle de référence OSI L intégration des services implique la mise en œuvre de différents types de connexion dans le réseau et en conséquence l utilisation d une signalisation complexe. La description et la spécification de fonctions aussi variées supposent une démarche rigoureuse faisant appel à des méthodes et à des outils de modélisation adaptés. La normalisation du RNIS s appuie notamment sur le modèle de référence pour l interconnexion des systèmes ouverts (OSI Open System Interconnection ), mais aussi sur des méthodes de caractérisation développées de façon spécifique. Le modèle de référence comprend : la définition des concepts et de la terminologie à utiliser pour décrire les communications entre systèmes ouverts ; la décomposition de ces communications en sept couches fonctionnelles auxquelles correspondent sept couches de protocoles ; la description fonctionnelle globale de chacune des sept couches ; certains choix de base pour des domaines d application réels. Élaboré initialement par l ISO (International Organization for Standardization ), le modèle OSI organise les différentes fonctions nécessaires pour réaliser des échanges entre systèmes de communication en sept sous-ensembles fonctionnels appelés couches et numérotés de 1 à 7. Les couches 1 à 3 sont appelées les couches basses et les couches 4 à 7 sont appelées les couches hautes. Domaine privé Domaine public Interfaces existant RNIS R Adaptateur S T U V TNA PABX TNR TL Ligne numérique d'abonné TC Connexion circuits Connexion paquets Commande Commutateur d'abonnés Réseau téléphonique commuté Transpac Réseau CCITT n 7 Accès de base : 144 kbit/s 2 canaux B (64 kbit/s) 1 canal D (16 kbit/s) Accès à débit primaire : kbit/s 30 canaux B (64 kbit/s) 1 canal D (16 kbit/s) PABX autocommutateur privé (Private Automatic Branche, exchange) TC terminal de commutation TL terminal de ligne TNA terminaison numérique d'abonnés TNR terminaison numérique de réseau Figure 1 Accès d usagers RNIS Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms TE

4 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) Étape 1 Phase 1.2 : Description statique du service au moyen d'attributs Phase 1.1 : Définition et description en langage clair du service Phase 1.3 : Description dynamique du service par des moyens graphiques Caractérisation du service du point de vue de l'usager Étape 2 Phase 2.1 : Obtention d'un modèle fonctionnel Phase 2.2 : Organigrammes d'information Phase 2.3 : Diagrammes LDS pour entités fonctionnelles Phase 2.4 : Actions des entités fonctionnelles Phase 2.5 : Attribution des entités fonctionnelles à des emplacements physiques Possibilités du réseau Étape 3 Phase 3.1 : Protocoles et formats Phase 3.2 : Nœuds de communication et de service LDS : Langage de Description et de Spécification. Figure 2 Méthode de description des services Les couches sont les suivantes : couche 7 ou couche application : elle définit les mécanismes communs aux applications et la signification des informations échangées ; couche 6 ou couche présentation : elle définit la syntaxe des informations échangées ; couche 5 ou couche session : elle définit l organisation des échanges et la structuration du dialogue entre applications ; couche 4 ou couche transport : elle assure le contrôle de bout en bout du transfert des informations à travers le réseau ; couche 3 ou couche réseau : elle assure l établissement et la rupture des communications ainsi que l acheminement et le routage des informations au travers des réseaux ; couche 2 ou couche liaison : elle permet le transfert des informations sur les lignes de communication ; couche 1 ou couche physique : traite des aspects physiques du raccordement des terminaux aux lignes de communication : interfaces mécaniques, électriques et protocoles d échanges des éléments binaires (pour les transmissions numériques). Le modèle OSI introduit également trois notions essentielles : les Points d Accès Service (SAP Service Access Point) qui identifient les interfaces entre couches adjacentes à l intérieur d un équipement ; les primitives qui constituent la base de dialogue entre couches adjacentes à l intérieur d un équipement ; les protocoles qui définissent le dialogue entre couches de même niveau de deux équipements en communication. 5.2 Méthode de description La méthode de description offre un cadre commun pour caractériser les services. Elle montre comment il est possible, à partir de la définition des services, de spécifier les protocoles et les ressources du réseau. Trois étapes principales sont introduites : l étape 1 donne la description du service du point de vue de l usager ; l étape 2 présente la mise en œuvre globale dans le réseau : à l interface usager-réseau et à l intérieur du réseau entre les différents équipements ; l étape 3 donne la description des fonctions des équipements du réseau ainsi que les spécifications détaillées de protocoles à l accès et dans le réseau. Cette méthode (figure 2) est structurante non seulement pour ce qui concerne la présentation et la production des spécifications, mais aussi pour l organisation des travaux. 6. Services 6.1 Classification des services On appelle services de télécommunications les possibilités mises à la disposition des usagers d un réseau de télécommunications. Le RNIS comporte un ensemble de possibilités fonctionnelles qui permettent d offrir aux usagers qui lui sont raccordés une série de services de télécommunications : les services supports ; les téléservices ; les compléments de services. Les services supports et téléservices sont offerts seuls en tant que services de base alors que les compléments de service accompagnent obligatoirement l un des deux précédents (figure 3). TE Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms

5 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) 6.2 Services supports Applications : conversation ; télé-enseignement ; télé-achat ; etc. Téléservices Services support Téléservices Téléphonie, télécopie, vidéotex Compléments de services Figure 3 Services supports et téléservices Réseau Services support circuits, paquets Un service support est un service de transfert d information offert par le RNIS à l interface entre le terminal et le réseau. Il correspond à la fourniture des possibilités réseau relatives aux couches inférieures, c est-à-dire aux couches basses (1 à 3) du modèle OSI. Pour caractériser les services supports, 13 attributs ont été identifiés (tableau 1). Les attributs 1 à 4, qualifiés d attributs dominants, définissent des catégories de services supports. Les catégories identifiées distinguent le mode circuit (64 kbit/s sans restriction, parole et audiofréquence) du mode paquet (communication virtuelle). Les catégories des services support en mode circuit considérées comme essentielles et utilisées actuellement en France sont : mode circuit à 64 kbit/s, pour la parole ; mode circuit à 64 kbit/s, pour audiofréquences à 3,1 khz ; mode circuit à 64 kbit/s, sans restriction ; mode circuit à 64 kbit/s, sans restriction avec tonalité et annonce (7 khz audio). Transférer de l information en mode circuit signifie qu un circuit physique a été établi entre deux extrémités ; cela veut dire que le chemin est établi en permanence du début de la communication jusqu à la fin de celle-ci. Tableau 1 Attributs des services support du RNIS Valeurs possibles des attributs Attributs Transfert d informations Circuits Paquets Mode de transfert 64 kbit/s 2 64 kbit/s 384 kbit/s kbit/s kbit/s Autres valeurs en étude Débit de transfert Information numérique sans restriction Intégrité à 8 khz Parole Audiofréquence 3,1 khz Intégrité de l unité de données de service Audiofréquence 7 khz non structuré Audiofréquence 15 khz Vidéo Possibilités de transfert ISIT CDD Structure à la demande réservé permanent Établissement de communication point à point multipoint diffusion Configuration de communication unidirectionnel bidirectionnel symétrique bidirectionnel asymétrique Symétrie Attributs d accès D(16) D(64) B H0 H11 H12 Canal et débit d accès I.430/I.431 I.461 I.462 I.463 I.465 Couche 1 Protocoles I.440/I.441 I.462 X.25 Couche 2 d accès pour la signalisation I.450/I.451 I.461 I.462 X.25 I.463 Couche 3 I.430/I.431 I.460 I.461 I.462 I.463 I.465 G.711 Couche 1 I.440/I.441 HDLC LAP B X.75 SLP X.25 LAP B Couche 2 ISO 8208 X.25 PLP Couche 3 En cours d études CDD Contraintes de délai différentiel. HDLC Commande de haut niveau pour liaison de données. LAP B Protocole de liaison de données de type B. PLP Protocole de couche paquet. SLP Protocole de liaison unique. ISIT Intégrité de séquencement des intervalles de temps. Protocoles d accès pour l information Attributs généraux Compléments de service Qualité de service Interfonctionnements Aspects opérationnels et commerciaux Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms TE

6 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) En France, les «mode circuit à 64 kbit/s, sans restriction» et «mode circuit à 64 kbit/s, sans restriction avec tonalité et annonce» sont encore appelés CCBT (circuit commuté dans le canal B transparent). Ce service support CCBT consiste en la fourniture d un canal à 64 kbit/s, en mode circuit avec connexité numérique de bout en bout et transparence totale du réseau sans aucun traitement sur l information. Les «mode circuit à 64 kbit/s, pour la parole» et «mode circuit à 64 kbit/s, pour audiofréquence à 3,1 khz» sont encore appelés CCBNT (circuits commutés en canal B non transparent). Ce service support CCBNT n offre pas obligatoirement la connexité numérique de bout en bout. Cela veut dire qu il peut y avoir des passages numérique/analogique à l intérieur du réseau. C est un canal qui n est pas transparent, car la bande passante téléphonique est limitée à 3,1 khz lors d un passage sur un tronçon analogique. La catégorie des services support en mode paquet, considérée comme essentielle et utilisée actuellement en France est le mode paquet de type de communication virtuelle ou circuit virtuel permanent (sur canal B ou sur canal D). Dans le cas du mode paquet, l information est découpée en blocs, les paquets. Ceux-ci sont véhiculés dans le réseau sur des artères avec les paquets d autres utilisateurs. La ressource communicante est partagée entre plusieurs utilisateurs. Les paquets d une communication sont routés au travers des commutateurs après avoir établi un chemin virtuel. Sans préjuger des applications mises en œuvre par les utilisateurs des différentes catégories de service support RNIS, chacune de ces catégories hérite des propriétés qui ont fait la force et la faiblesse du réseau spécialisé (lorsqu il existe) qu elle vise à remplacer à l accès RNIS : le réseau téléphonique pour la catégorie «mode circuit à 64 kbit/s, parole ou audiofréquence» ; le réseau à commutation de circuits au débit de 64 kbit/s pour la catégorie «mode circuit à 64 kbit/s, sans restriction» ; le réseau à commutation de paquets pour la catégorie «mode paquet de type communication virtuelle ou circuit virtuel permanent». 6.3 Téléservices Un téléservice est un service offert à l usager et comprend en conséquence les fonctions relatives à l ensemble des couches 1 à 7 : couches inférieures (1 à 3) et couches supérieures (4 à 7) du modèle OSI. Bien que la prestation du RNIS en matière de fonctions réseau soit généralement limitée aux fonctions concernant les couches inférieures, les fonctions des couches supérieures étant généralement localisées dans le terminal, un ensemble de téléservices devant être assuré par un RNIS a pu être spécifié. Il s agit, par exemple, du téléphone, de la télécopie, du télétex et encore du vidéotex. Les téléservices sont eux aussi caractérisés par des attributs qui, au-delà des attributs relatifs aux couches inférieures, comportent des attributs des couches supérieures (4 à 7) du modèle OSI (tableau 2). L offre des téléservices ne suppose pas, à priori, de fonctions particulières dans les équipements de commutation du réseau RNIS. Elle suppose par contre le développement de terminaux et dans certains cas d équipements mettant en œuvre des fonctions particulières (par exemple des points d accès) dans le réseau ou encore le développement de services particuliers. Téléphone La téléphonie offerte par le RNIS est différente de celle du service téléphonique sur réseau téléphonique commuté par certains de ses aspects. Elle est notamment enrichie par les compléments de service applicables au service support téléphonique. Par ailleurs, les échanges de signalisation entre les terminaux et le RNIS sont possibles en permanence sur le canal D de l accès. Le service support utilisé est le mode circuit 64 kbit/s, pour la parole. Ce téléservice est accessible par un terminal téléphonique RNIS à l interface S ou éventuellement par un terminal analogique via un adaptateur audiofréquences/s (A/S). Télécopie groupe 3 Ce téléservice permet à deux abonnés d échanger, par une communication téléphonique, des documents en format A4 entre deux terminaux compatibles. Le service support utilisé est le «mode circuit à 64 kbit/s, pour audiofréquences (3,1 khz audio)». Les échanges se font au travers de modems 9 600, ou bit/s via un adaptateur audiofréquence/s (A/S). Télécopie groupe 4 Ce téléservice permet le transfert de télécopies au format A4 à grande vitesse, le service support utilisé étant «mode circuit à 64 kbit/s, sans restriction». Le groupe 4 introduit des améliorations sensibles sur la qualité des documents transmis. Le document transmis peut comporter des zones de texte et des zones graphiques. De plus, une page de format A4 se transmet en moins de 10 secondes en moyenne. Tableau 2 Attributs des téléservices du RNIS Valeurs possibles des attributs Attributs de service Téléphonie Texte Télétex Voir description des services support (tableau 1) Télécopie Groupe IV Texte Télécopie mode mixte Attributs de transfert des informations et attributs d accès Vidéotex Vidéotex Télex Type d information d usager X.224 T.70 Autres Protocole de couche 4 X.225 T.62 Autres Protocole de couche 5 Série T.400 G.711 T.61 T.6 T.100 Autres Protocole de couche ppi(1) 240 ppi 300 ppi 400 ppi Autres Résolution (optionnel) Alphamosaïque Géométrique Photographique Autres Mode graphique (optionnelle) T.60 Série T.500 Autres Protocole de couche 7 À l étude Attributs généraux (1) ppi : éléments image par pouce. TE Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms

7 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) Ce téléservice est accessible par des terminaux de télécopie groupe 4 raccordés à l interface S ou via un adaptateur X.21/S. Certains d entre eux fonctionnent également en télécopieur groupe 3. Un télécopieur de groupe 4 peut être compatible avec un télécopieur du groupe 3 s il intègre un modem en plus de l interface numérique. Télétex Le téléservice télétex assure un service de courrier électronique pour les documents dactylographiés. Il constitue la prolongation réseau des services de traitement de texte. Il offre un service automatisé fondé sur transfert d informations de mémoire à mémoire. Le support utilisé est pour l instant le mode circuit à 64 kbit/s, pour audiofréquences (3,1 khz audio), l échange se faisant au travers de modems bit/s. Ce téléservice est accessible par des terminaux au label télétex raccordés à l interface S via un adaptateur audiofréquence/s (A/S). Vidéotex Le téléservice vidéotex permet le dialogue entre un terminal vidéotex et des serveurs ou banques d informations. Le RNIS est utilisé comme réseau d accès. L établissement d une communication nécessite une numérotation spécifique (en France 3614, 3615,...) suivie de l appel du service par mnémonique. Le service support utilisé est le mode circuit à 64 kbit/s, pour audiofréquences (3,1 khz audio), les informations sont échangées au travers d un modem. Ce téléservice est par exemple accessible en France par un terminal Minitel raccordé à l interface S via un adaptateur audiofréquences/s (A/S). D autres téléservices viennent d êtres définis récemment par les organismes de normalisation. Il s agit des téléservices audiovisuel, vidéoconférence, conférence audiographique, application transfert de fichier, service multimédia. Le téléservice télex (information de nature textuelle) tend lui par contre à disparaître au profit du télétex. 6.4 Compléments de service Un complément de service correspond à une prestation additionnelle qui modifie ou complète les fonctions d un service de télécommunication de base. Cette prestation additionnelle s applique aux services supports et aux téléservices. Elle concerne principalement les facultés et le confort de mise en œuvre des services. La description d un complément de service comprend les rubriques suivantes : description fonctionnelle ; champ d application ; relation avec les autres compléments de services ; impact sur l installation d abonné ; activation du complément de service ; portée du complément de service. La définition et la description complète des compléments de service concernent les services du type identification des appels (sélection directe à l arrivée, identification d appel, non-identification d appel, sous-adresse...), offre d appel (renvoi d appel inconditionnel, renvoi du terminal, renvoi d appel sur non-réponse, appel en instance, mise en garde, rappel automatique sur abonné occupé...), usagers multiples (appel à trois, conférence...), communauté d intérêt (groupe fermé d usagers...), taxation (information de coût en cours d appel, information de coût en fin d appel...), transfert d informations additionnel (signalisation d usager à usager). Certains compléments de services sont systématiquement fournis avec l abonnement de base. Pour les autres, un abonnement ou une tarification supplémentaire est prévu. Portabilité Elle permet à l utilisateur de suspendre une communication en cours sur un terminal et de la reprendre par la suite, dans les 3 min, soit sur le même terminal non déplacé, soit sur le même terminal déplacé de son installation ou encore sur un autre terminal de la même installation. Une seule opération est possible à un instant donné par accès. Le correspondant n est pas informé de cette situation par le réseau. Identification d appel Elle permet à un usager demandé de connaître l identité de l usager demandeur sous la forme du numéro de désignation RNIS complété éventuellement par un numéro supplémentaire fourni par l usager demandeur et une sous-adresse. Non-identification d appel Elle permet à un usager demandé d interdire la délivrance à ses correspondants de l identité de la ligne appelante (numéro de l installation et la sous-adresse). Sous-adresse Elle permet à un usager demandeur de sélectionner une entité à l intérieur de l installation terminale du demandé en complétant le le numéro demandé par des chiffres complémentaires de sous-adresse. Cette information est transportée de façon transparente par le réseau. Appel en instance Il permet à un usager en communication d être prévenu d un nouvel appel. Il peut alors prendre le nouvel appel en libérant la communication en cours ou en la mettant en garde. Signalisation d usager à usager Elle permet à un usager RNIS d échanger des champs d information lors de l établissement ou de la libération de la communication (service 1), en phase de sonnerie (service 2) ou en phase de conversation (service 3). Les services 2 et 3 ne sont pas offerts actuellement en France. Sélection directe à l arrivée (SDA) Elle permet à un appelant d accéder directement à un usager situé dans un PABX RNIS sans intervention d un opérateur. Sélection du terminal Elle permet d affecter plusieurs numéros à un accès RNIS. La différence principale avec la SDA tient au fait que les numéros affectés ne consomment pas une tranche du plan de numérotage, ils peuvent être en nombre à priori quelconque, et pas nécessairement contigus. Indication du coût Elle permet d informer l utilisateur d une communication de la progression significative du coût relatif à cette communication, cela en mode cumulatif. Les unités de taxe concernées sont celles calculées par le réseau, cependant les taxes liées à certains compléments de service ne sont pas transmises. Coût total Il permet d aviser le demandeur d une communication, à la fin de celle-ci, du nombre total d unités de taxe calculé par le réseau. Renvoi d appel inconditionnel Il permet à un usager de demander au réseau de transférer tout appel entrant, ou bien les appels relatifs à un service particulier, quel que soit l état de son accès. Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms TE

8 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) Renvoi d appel sur occupation Il permet à un usager de demander au réseau de transférer tout appel entrant, ou bien les appels relatifs à un service particulier, lorsque le réseau le considère comme occupé (la définition de l occupation est un concept relativement complexe sur le réseau RNIS et est précisée dans la Recommandation I.221 de l UIT-T). Renvoi d appel sur non-réponse Ce complément de service est comparable au précédent, le renvoi étant effectué par le réseau à l issue d une temporisation d attente de réponse. Renvoi de terminal Il permet à un usager de faire réacheminer les appels destinés à son terminal vers une adresse transmise au réseau public dans la réponse, en l occurrence le refus, à la présentation d appel. Rappel automatique sur abonné occupé Il permet à un usager appelé de demander au réseau d informer l appelant lorsque l usager appelé deviendra libre. Identification des appels malveillants Elle permet à un usager demandé de faire identifier le demandeur par le réseau public dans le cas d un appel malveillant. Mise en garde Elle permet à un usager d interrompre temporairement une communication en cours, puis de la reprendre. C est là un moyen de libérer une ressource pour accepter un appel en instance. Appel à trois Il permet à un usager qui a, sur le même terminal, une communication en cours et une communication mise en garde, de passer en conférence à trois. Appel de conférence Il permet à un usager d entrer en communication simultanément avec plusieurs autres usagers, ceux-ci pouvant par là même communiquer entre eux. Ce complément de service n est pas actuellement offert par France Télécom. Transfert appel par appel Il permet à un usager, en phase de communication, de transférer l appel en cours vers un tiers, l usager effectuant le transfert pouvant être l appelant ou l appelé de la communication originelle. Identification de la ligne connectée Elle permet à un usager appelant de connaître le numéro RNIS (y compris son éventuelle sous-adresse) du destinataire (final, en cas de renvoi) de la communication. Ce complément de service n est pas actuellement offert par France Télécom. Non-identification de la ligne connectée Ce complément de service est complémentaire du précédent. Il permet à l usager demandé de garder secrète son identité. Il n est pas actuellement offert par France Télécom. Groupe fermé d usagers Il permet à des usagers de constituer un groupe communicant possédant des restrictions d accès, totales ou partielles. Il n est pas actuellement offert par France Télécom. D autres compléments de service sont en cours d étude à l UIT-T et à l ETSI. On peut citer par exemple, le rappel automatique sur non-réponse, le service restreint commandé, la commande à distance. Des compléments de service qui n ont pas été normalisés ou sont en cours de normalisation par l UIT-T et l ETSI sont également disponible aujourd hui sur le réseau RNIS de France Télécom. On peut citer : l accès essentiel : il consiste à attribuer à un raccordement d abonné une discrimination pour le trafic départ. Toutes les tentatives d appels sont traitées en priorité par le commutateur de rattachement et le réseau en cas de surcharge ou de fonctionnement dégradé ; le service restreint : ce service permet de restreindre les appels départ émis sur un accès en fonction de la numérotation composée. Les types de restriction sont : local, de voisinage, métropolitain ; la spécialisation des canaux : avec ce complément de service, un certain nombre de canaux sont réservés pour le trafic départ et pour le trafic d arrivée ; l accès non taxé : il permet de ne pas taxer les appels destinés à un abonné ainsi discriminé ; la facturation détaillée : elle permet à un abonné d obtenir un détail de facturation. Le montant du trafic est différencié notamment en fonction du service support utilisé. 6.5 Mode paquet Pour des raisons historiques tenant à l origine du RNIS, les premiers services support normalisés ont été les services support en mode circuit, les services de transfert de données en mode paquet s appuyant, quant à eux, sur l existence de réseaux spécialisés. Pour ces derniers, deux étapes se sont dégagées : la première se veut pragmatique et vise à sauvegarder l existant (Recommandation X.25) ; la seconde au contraire a pour objectif la définition d un service support en mode paquet spécifique RNIS. La description des caractéristiques essentielles de la deuxième étape a été effectuée fin Cette étape s appuie sur une procédure de commande des appels fondée sur le protocole D. Elle identifie plusieurs types de services support à partir des fonctions exécutées dans le réseau en phase de transfert des données. Pour cela, elle prend en compte la séparation des fonctions de la couche 2 (LAP D) en fonctions de base (niveau 2.1) et en fonctions supérieures (niveau 2.2). Les solutions retenues pour l accès aux services en mode paquet prennent en compte les besoins des utilisateurs, la structure des réseaux existants, le savoir-faire de l exploitant et des constructeurs d équipements de commutation et les délais d introduction des services. Plutôt que de développer de nouveaux commutateurs RNIS, intégrant commutation de circuits et commutation de paquets, France Télécom a choisi de développer des équipements d interface entre les commutateurs RNIS et les commutateurs du réseau de paquet (exemple Transpac). Deux étapes fonctionnelles ont été distinguées. La première consiste à offrir un service de commutation de paquets sur canal B. La seconde permet depuis fin 1991, un service de commutation de paquets sur canal D. L accès au réseau de paquet par le canal B à 64 kbit/s est adapté aux applications à fort trafic et faible durée d utilisation. L accès se fait par une liaison commutée à 64 kbit/s, établie et rompue en fonction des besoins et facturée au temps d utilisation, indépendamment de la distance. L accès direct au réseau de paquet par le canal D à un débit limité à bit/s optimise le coût d accès pour les terminaux qui supportent des applications à faible trafic pour une longue durée d utilisation. À la demande de l usager RNIS l exploitant du réseau public et du réseau de paquet établissent une ou plusieurs liaisons logiques permanentes (LLP) jouant chacune le rôle d une liaison spécialisée (au maximum 4 dans le cas de l accès de base et 16 dans le cas de l accès primaire) vers le service paquet X.25. TE Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms

9 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) 7. Applications Les qualités fondamentales du RNIS que sont la notion d intégration de services et le débit de 64 kbit/s permettent d envisager de nombreuses applications professionnelles telles que : accès à Internet ; transfert de fichiers à grande vitesse ; raccordement de réseaux locaux ; télétravail (ou travail à domicile) ; vidéoconférence ; accès à un réseau local ou à un ordinateur central éloigné ; ligne spécialisée de secours ; kiosques multimédias ; surveillance vidéo-électronique ; télécopie numérique ; accès aux fonctions téléphoniques perfectionnées ; échanges de données informatisées Aspects réseau 8.1 Caractéristiques fonctionnelles Les principales caractéristiques retenues pour la définition du RNIS du point de vue du concepteur du réseau concernent les principes d architecture fonctionnelle (figure 4), le modèle de référence des protocoles, les principes relatifs à l architecture du RNIS et les configurations de référence associées, les fonctions d adressage et le plan de numérotage, les principes de sélection des terminaux, les mécanismes d acheminement, les types de connexion et enfin les objectifs de performance. 8.2 Signalisation par canal sémaphore Le principe de la signalisation par canal sémaphore repose sur le transfert des informations de commande sur une liaison de données commune à plusieurs circuits (figure 5). La signalisation sémaphore se situe au confluent des évolutions de la communication fondée sur la commande à programme enregistré et de la transmission de données dont elle applique les principes (modèle ISO). Le système associé est constitué de deux grands ensembles de fonctions : le sous-système de transport de messages (SSTM) et les sous-systèmes utilisateurs (SSU). L introduction dans le réseau de la signalisation sémaphore CCITT n o 7 (Comité Consultatif International Télégraphique et Téléphonique) a constitué une étape essentielle qui a permis le développement du RNIS. L enrichissement fonctionnel qui accompagne la mise en œuvre des services RNIS concerne le SSU, qui peut être soit un SSU enrichi (ex. SSUTR2 en France actuellement), soit un SSU RNIS (SSUR). 8.3 Interfonctionnement entre réseaux Sachant que, pendant une période transitoire qui pourra être relativement longue, le RNIS devra interfonctionner avec les autres réseaux, le besoin de spécifier les caractéristiques d interfonctionnement (configurations de référence d interfonctionnement, paramètres) a été reconnu. Des scénarios d interfonctionnement entre le RNIS et le réseau téléphonique commuté, les réseaux publics de données en mode circuit et en mode paquet et entre RNIS ont été bâtis. 8.4 Maintenance La définition des aspects généraux et les principes relatifs à la maintenance des installations et des accès d abonnés au RNIS a été étudiée, ainsi que l application des principes de maintenance pour chaque type d accès d abonnés (au débit de base et au débit primaire) et pour les installations d abonnés. RNIS Interface standard d'accès d'usager au RNIS Fonctions de niveaux supérieurs S / T Commutation de circuits S / T Accès au réseau Commutation de paquets Accès au réseau ou serveur Signalisation usager-réseau Signalisation par canal sémaphore Signalisation usager-usager S / T : interface usager-réseau Figure 4 Architecture fonctionnelle du RNIS Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms TE

10 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) 8.5 Mécanismes d adressage Réseau de signalisation PS PTS PS PTS CAA CT CT CAA Réseau de transport des informations SERVEUR PS PTS PS PTS CAA CT CAA Les règles d adressage relatives au RNIS font l objet de recommandations à l UIT-T (I.330 et I.331). Le RNIS étant l évolution naturelle du réseau téléphonique, son plan de numérotage est fondé sur le plan téléphonique (figure 6). L adresse RNIS comprend les éléments suivants : l indicatif de pays ; l indicatif national de destination ; le numéro d abonné RNIS ; la sous-adresse RNIS. Pour un abonné téléphonique, il est donc possible de devenir abonné RNIS, tout en conservant son précédent numéro dans l annuaire téléphonique. 9. Protocoles d accès CAA CT PS PTS centre à autonomie d'acheminement centre de transit point sémaphore point transfert sémaphore Figure 5 Réseau de signalisation par canal sémaphore Indicatif de pays Indicatif national de destination Numéro d'abonné RNIS Numéro RNIS national Numéro RNIS international Adresse RNIS 40 chiffres maxi. Sous-adresse RNIS 4 chiffres dans les premières phases en France Figure 6 Fonctions d adressage et plan de numérotage 9.1 Objectif Les protocoles RNIS étendent le concept de signalisation par canal sémaphore jusqu aux équipements terminaux des installations d abonnés. Le canal D de l accès usager-réseau transporte la signalisation relative aux canaux B du même accès. La signalisation mise en œuvre entre l usager et le réseau permet l établissement des connexions nécessaires au transfert des informations entre usagers et la réalisation des compléments de service. Parmi ces compléments de service, la signalisation d usager à usager offre un moyen supplémentaire de transfert d informations entre usagers. 9.2 Structuration des protocoles Pour réaliser ces objectifs, les protocoles sur le canal D sont structurés en trois niveaux (ou couches) (figure 7) selon le modèle ISO : le niveau «physique» (niveau 1) de l interface usager-réseau est défini aux interfaces S et T des accès de base et des accès primaires ; le niveau «liaison» (niveau 2) assure la transmission des trames entre deux entités situées de part et d autre des interfaces S ou T ; le niveau «réseau» (niveau 3) assure la commande et supervise les appels. TERMINAL Réseau (ou TNA) Protocoles des couches supérieures TERMINAL Protocole D 3 Protocole D LAP D 2 LAP D 2 1 Accès physique 1 Accès physique 1 Figure 7 Structure en couches des protocoles d accès TE Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms

11 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) 9.3 LAP D Le protocole de niveau 2 ou encore LAP D (Link Access Protocol on the D channel ) permet des échanges de trames sécurisés entre les différents équipements assurant les fonctions de la couche 2 [terminaux, adaptateurs de terminaux, TNA (terminaison numérique d abonné), commutateurs]. Le LAP D réalise les fonctions suivantes : la délimitation par fanions, l alignement et la transparence des trames transportées ; le multiplexage de plusieurs liaisons de données sur le même canal D ; le maintien en séquence des trames lorsqu elles sont numérotées ; la détection des erreurs de transmission, de formatage et de fonctionnement ; la correction des erreurs de transmission par répétition des trames erronées ; la notification à l entité de gestion des erreurs qui ne peuvent pas être corrigées ; le contrôle du flux. Ces fonctions sont conformes aux principes HDLC (High-level Data Link Control ) définis par l ISO. Le champ adresse du LAP D est constitué de deux octets ; le premier octet contient principalement le SAPI (Service Access Point Identifier/ identification du point d accès aux services) et le second le TEI ( End-point Identifier, identification de l extrémité terminale). Ces deux éléments permettent de multiplexer plusieurs LAP dans un même canal D ; le SAPI permet l aiguillage de la trame vers l entité de niveau 3 intéressée (processeur de signalisation, commutateur de paquet ou entité de gestion) ; le TEI permet d adresser sur un bus passif un terminal particulier. Les trames de niveau 2 sont de trois types : trames non numérotées, trames de supervision, trames d information. La distinction se fait au niveau du champ de commande du LAP D. Le protocole de niveau 2 est fondé sur HDLC avec deux particularités. a ) Le canal D peut transporter : des trames de signalisation ; des trames de données ; des trames de gestion... Ces trames sont identifiées par un SAPI (identificateur de point d accès service) dans le champ adresse. b ) Le protocole D est multipoint : le terminal concerné par une trame est identifié par un TEI (identificateur de terminal) dans le champ adresse. 9.4 Protocole de commande des appels : protocole D Le protocole de commande des appels, généralement appelé protocole D, constitue le protocole de niveau 3 (couche réseau). Sa richesse et son évolutivité lui permettent de gérer de nombreux services et compléments de service et de s adapter aux évolutions de la demande. Le dialogue entre l usager et le réseau s effectue par échanges de messages de longueur variable. Il permet de commander les appels de base, c est-à-dire la communication proprement dite, et les compléments de service. Pour gérer la commande des appels et des connexions et assurer la supervision du transfert des messages ainsi que la détection des anomalies, le protocole D fait appel aux fonctions suivantes : gestion des primitives de service à l interface avec les couches adjacentes ; traitement des messages de niveau 3 et commande avec les fonctions de commande d appel et de gestion des ressources ; gestion des temporisateurs relative au protocole ou au traitement de l appel ; gestion des ressources nécessaires (canaux, circuits, références d appels...) ; contrôle et fourniture des services de base et compléments de services demandés par les usagers. Deux options sont actuellement identifiées pour la commande des compléments de service : la procédure du type stimulus et la procédure fonctionnelle : dans le cas de la procédure stimulus, les informations composées par l abonné (chiffres, touches de fonction...) sont insérées dans des éléments d informations spécifiques et émises vers le réseau. Le terminal ignore le type de demande, seul le réseau analyse ces informations et détermine le traitement à réaliser ; pour ce qui concerne la procédure fonctionnelle, le terminal a connaissance de la demande de l abonné et il insère dans un élément d information commun à différents compléments de service le type de demande effectué par l abonné, puis il émet cette indication vers le réseau dans un message spécifique. Le protocole fonctionnel utilisé pour la mise en œuvre des compléments de service nécessite un niveau applicatif normalisé. 10. Installations d usagers 10.1 Typologie des installations Actuellement la configuration des installations d usagers peut prendre plusieurs formes. Il existe en effet deux grandes classes de commutateurs privés : ceux de petite capacité (moins de 100 postes) et ceux de moyenne et grosse capacité (100 postes et plus) Petites installations La plupart des installations de la première classe ne sont pas numériques et cette situation amène à constituer une nouvelle gamme raccordée par un ou plusieurs accès de base au RNIS Bus passif L installation la plus simple est celle d un bus passif ou accès de base isolé ne comportant pas d équipement intermédiaire entre les terminaux et la terminaison numérique de réseau. Elle autorise la connexion simultanée de huit terminaux (cinq en France) et est plus particulièrement destinée aux petits établissements ou encore à la desserte de un à deux bureaux Commutateurs RNIS L utilisation d un équipement intermédiaire ou commutateur conduit à distinguer deux configurations : le commutateur à accès de base isolé (figure 8a ) supportant un bus passif sur lequel plusieurs terminaux (cinq en France) peuvent être connectés qui permet la communication interne entre terminaux ainsi que le traitement de la sélection directe à l arrivée et la centralisation éventuelle d autres services ; Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms TE

12 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS) le commutateur RNIS dont le raccordement au réseau peut s effectuer par un groupement d accès au débit de base n(2b + D) ou par accès au débit primaire (30B + D) (figure 8b ) : pour la desserte interne de l installation d usager, il peut présenter les bus à interface S RNIS (étoile de bus) mais aussi des interfaces téléphoniques dédiées ou encore informatiques. Ces commutateurs gèrent les compléments de services offerts par le réseau public ainsi que des compléments de services offerts uniquement en interne à l installation. Certains d entre eux intègrent même des fonctions de traitement des services en mode paquet PABX Les PABX de moyenne et grosse capacité (100 postes et plus) offrent une gamme étendue de services. Ils bénéficient des possibilités de raccordement au réseau public via les accès au débit primaire. En interne à l installation, ils desservent des terminaux analogiques, des terminaux numériques évolués et spécifiques aux constructeurs ainsi que des terminaux informatiques pour interfaces V.24, V.35 et X.21. Leur évolution vers le RNIS est naturelle. Dans un premier temps, les interfaces citées subsistent et cohabitent avec les interfaces RNIS normalisées. Ces dernières sont utilisées plutôt pour des terminaux dits intelligents : interface S0 pour micro-ordinateur et S2 pour les ordinateurs, les serveurs ou encore les réseaux locaux d entreprise. Le PABX RNIS joue dans ce contexte un rôle fédérateur (figure 9) Câblage des installations Le câblage des installations fait l objet de règles strictes de construction. Ces règles consistent principalement à maintenir des distances minimales entre le câble de l installation et les sources de perturbation éventuelles : énergie, tubes fluorescents, machines industrielles, et à utiliser dans certains cas des câbles avec écran. Le câblage téléphonique existant peut, s il est de bonne qualité, servir de support aux extensions RNIS. S S COMMUTATEUR T TNR Accès de base S S a à accès de base isolé S.0 Groupement d'accès de base ou accès primaire C O M M U T A T E U R S.0 S.2 n bus interface S Autres interfaces b à accès au débit primaire S.0 TNR dénomination ECMA de l'interface S terminaison numérique de réseau Figure 8 Commutateurs RNIS TE Techniques de l Ingénieur, traité Télécoms