TELEPHONIE MOBILE HISTORIQUE

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1 La téléphonie mobile est une infrastructure de télécommunication qui permet de communiquer par téléphone sans être relié par câble à un central.

2 HISTORIQUE Première génération Ericsson 450 Ericsson 900

3 HISTORIQUE Deuxième génération La seconde génération de réseaux mobiles (notée 2G) a marqué une rupture avec la première génération de téléphones cellulaires grâce au passage de l'analogique vers le numérique. Alcatel 9109HA

4 HISTORIQUE Deuxième génération avec GPRS Il permet d'échanger des données à un debit d'environ 30kbit/s, ce qui a permis l'apparition du MMS

5 HISTORIQUE Les technologies 2G, 2.5G et 2.75G utilise le même réseau, les opérateurs ont simplement ajouté des modules supplémentaires aux équipements existants.

6 HISTORIQUE Troisième génération La 3G atteint un débit pouvant atteindre 300 Kbit/s La 3G nécessite l'installation d'un nouveau réseau avec de nouvelles antennes (appelée NODE B) et de nouveau contrôleur de station (appelé RNC). Elle utilise ensuite les modules GPRS existant pour la connexion à internet. La 3,5G génération avec HSDPA Également appelé 3G+, Elle permet d'atteindre des débits de l'ordre de 1Mbit/s

7 Fonctionnement du réseau GSM Elle fonctionne sur la gamme de fréquence des 900 MHz. Une variante appelée DCS (Digital Communication System) utilise la gamme des MHz.

8 Concept de cellule Ce que l'on appelle une cellule, c'est la surface sur laquelle le téléphone mobile peut établir une liaison avec une station de base déterminée.

9 Architecture du réseau GSM BTS : Appelé plus communément antenne-relais GSM, elle est en charge de la liaison radio avec les stations mobiles.

10 Architecture du réseau GSM BSC : Le contrôleur de station de base BSC gère un ensemble de stations de base BTS.

11 MSC : Le centre de commutation du service mobile, gère plusieurs BSC. Il assure la connexion avec d'autre MSC (appels portable <-> portable) ou des poste fixes (appels portable <-> fixe) a travers le réseau téléphonique. TELEPHONIE MOBILE Architecture du réseau GSM

12 VLR : L'enregistreur de localisation des visiteurs. C'est une base de donnée qui contient des informations concernant les abonnés des mobiles présent dans la zone gérée par le MSC. Les informations sont effacées lorsque le mobile quitte cette zone TELEPHONIE MOBILE Architecture du réseau GSM

13 Architecture du réseau GSM HLR : L'enregistreur de localisation nominal. Il s'agit de la base de données centrale comportant les informations relatives à tout abonné autorisé à utiliser le réseau.

14 Architecture du réseau GSM HLR Le HLR contient les informations caractérisant l'utilisateur lui-même: IMSI identifiant de l'utilisateur stocké dans la carte SIM l'imei identifiant du téléphone mobile MSISDN le numéro de téléphone ( xx xx xx xx ). les services et options souscrits par l'abonné.

15 Architecture du réseau GSM AuC : Le centre d'authentification est associé au HLR, Il permet d'authentifier la carte SIM dès la mise sous tension du téléphone mobile. (Evite le clonage de la carte SIM)

16 Architecture du réseau GSM SMSC: Centre de service de messagerie, gère les SMS (envoi, réception, mise en attente)

17 Architecture du réseau GSM EIR : Registre d'identification des Équipements. Il empêche l accès aux terminaux blacklisté (mis sur liste noire) pour vol.

18 Architecture du réseau GSM RTC: Réseau téléphonique commuté : c'est le réseau téléphonique français.

19 Concept de mobilité Pour établir une communication, il faut savoir dans quelle cellule l'abonné se trouve. C'est la fonction de gestion de localisation.

20 Concept de mobilité Il doit y avoir continuité de la communication lorsque l'abonné passe d'une cellule à une autre. Transfert inter-cellulaire, communément appelé handover Couverture radio des cellules Puissance en db A MOBILE B Cellule A cellule B Cellule C C Zone de couverture de la cellule Temps

21 Sécurité de la communication Authentification de l'abonné avant l'accès à une communication (HLR). Le cryptage des communications (chiffrement par l'algorithme A5/1).

22 Partage des ressources radio La bande radio représente une ressource rare : on a donc du découper le spectre alloué dans un plan temps / fréquence pour obtenir des canaux physiques pouvant supporter une communication téléphonique.

23 Multiplexage fréquentiel Le GSM opère dans la bande des 900 MHz, où 2 fois 25 MHz de bande ont été alloués. 124 Fréquences

24 Multiplexage temporel (TDMA) Chaque canal est divisé en intervalles de temps (IT) appelés slots durant ms. Un slot accueille un élément de signal radioélectrique appelé burst. L accès TDMA (Time Division Multiple Access) permet de partager un canal entre différents utilisateurs.

25 Multiplexage temporel (TDMA) Communication numérisée : Trame TDMA Ce découpage permet d'augmenter la capacité d'une bande radio mais une quarantaine de canaux par opérateurs et 8 slots sur chacun d'entre eux permettrait un maximum de 300 communications en même temps...

26 Réutilistation des fréquences Lorsqu'on se trouve assez loin d'un émetteur, le signal envoyé par celui-ci est très faible. On peut alors utiliser la même fréquence que l'émetteur lointain sans crainte d'interférences, le signal local étant beaucoup plus puissant que le signal lointain. Exemple de motif à 3 cellules

27 Broadcast Channel et handover Chaque BTS émet en permanence des informations sur son canal BCH (Broadcast Channel) appelé aussi voie balise. Il Mise en route du mobile garde aussi en mémoire les fréquences des 7 BCH de puissance inférieure. Mise en veille Toutes les 15 secondes si le signal reçu est fort et toutes les secondes s il est faible, le récepteur écoute les balises des cellules voisines pour détecter un éventuel changement de cellule (handover). Mobile en communication Parallèlement à cette activité principale, il écoute périodiquement les voies balises de la cellule et des cellules voisines pour détecter une variation de niveau lui indiquant un changement de cellule (handover).

28 EVOLUTION DU GSM ET 3G Deuxième génération considérablement le Le GPRS et l'edge sont deux techniques qui ont permis d'augmenter les vitesses de transferts de données Le coût de ces techniques étant faible (utilise l'architecture existante), GPRS et l'edge ont put être déployé rapidement. Elle Troisième génération fonctionne sur la gamme de fréquence 2000MHz. Le réseau UMTS (3G) a ensuite évolué vers la norme HSDPA. (3G+) Le coût de l investissement est moindre puisqu il s agit de mises à jour logicielles.

29 EVOLUTION DU GSM ET 3G Occupation des bandes de fréquences GSM 900 DCS 1800 UMTS (3G)

30 EVOLUTION DU GSM ET 3G Le réseau de téléphonie actuel

31 EVOLUTION DU GSM ET 3G Débits moyens des différentes normes 1 Gbit/s 100 Mbit/s 28 Mbit/s 100 kbit/s 300 kbit/s 1 Mbit/s 9 kbit/s 30 kbit/s Évolutions futures

32 LA LTE ARRIVE... Les station de base enode B sont directement raccordée au réseau IP de l'opérateur. En quelque sorte, cela revient à faire de la station de base un routeur IP. Architecture d'un réseau LTE

33 LA LTE ARRIVE... Terminaux compatible LTE «4G» HTC EVO 4G IPHONE 4G En cours de test sur le réseau LTE de l'opérateur américain

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