Téléphonie.

Transcription

1 Téléphonie

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3 RNIS L évolution de la téléphonie RNIS = Réseau Numérique à Intégration de Services ISDN = Integrated Services Digital Network NUMERIS = Nom commercial du RNIS chez France Télécom

4 Découverte «rapide» du RNIS Fondements du RNIS Technologie, architecture, normes et protocoles Câblage Services du RNIS

5 Fondements du RNIS 1970 : Premiers commutateurs numériques (commutation temporelle), 1976 : Signalisation par canal sémaphore (CCITT n 7), 1987 : Début du RNIS (FT Lannion et Rennes) Avant Le RTPC (réseau téléphonique publique commuté ) traditionnel utilisait sur une connexion analogique sur la boucle locale (entre le client et le plus proche central téléphonique) analogique limite la bande passante qui peut être obtenue sur la boucle locale Le «futur» But des opérateurs à l époque créer un réseau unique entièrement numérique (la numérisation permettra l interfonctionnement puis l intégration progressive des réseaux existants)

6 Mode de raccordement RNIS Réseau Téléphonique Raccordement analogique codec C C Postes RNIS permettron une communication numérique de bout en bout Un Poste «au sens large» Raccordement numérique

7 Technologie, architecture, normes et protocoles

8 La technologie RNIS permet d'utiliser des données numériques sur la boucle locale (liaison numérique de bout en bout) d'offrir de meilleurs débits aux utilisateurs distants d utiliser la signalisation hors bande (canal D) pour l'établissement de l'appel et la signalisation le raccordement de terminaux différents (voix, données, images) sur une même ligne: prise unique pour tous les terminaux (téléphone, télécopieur, ordinateurs ) une latence moins élevée

9 RNIS: 2 types de canaux RNIS consiste, logiquement, en 2 types de canaux de communication un canal de signalisation canal D - Data Channel couche 2 : Commutation de paquet : Protocole LAP-D 16 kbit/s pour les accès de base ou à 64 kbit/s pour les accès primaires des canaux de transfert 2 canaux B - Bearer Channel couche 1 : Commutation de circuit : PPP, HDLC 64 kbit/s chacun Bien qu'ils soient transportés par les mêmes fils électriques, les canaux B sont distincts les uns des autres

10 RNIS: 2 types de raccordement L'accès de base S0 (Basic Rate Interface = BRI) ou connexion 2B+D 2 canaux B et un canal D (à 16 kbps) se contente d'une ligne téléphonique physique ordinaire L'accès primaire S2 (Primary Rate Interface = PRI) aux USA et au Japon : "connexion 23B+D" 23 canaux B et un canal D (à 64 kbps) nécessite une ligne débitant 1,6 Mbps (normalisée sous le vocable T1) en Europe : "connexion 30B+D" 30 canaux B et un canal D (à 64 kilobits/sec) nécessite une ligne débitant 2 Mbps (normalisée sous le vocable E1 ou T2)

11 Accès de base S0/T * 8 # Téléphone RNIS Canal sémaphore (signalisation) 16 kb/s Canal D 64 kb/s 64 kb/s Canal B1 Canal B2 Accès de base RNIS Canaux d échanges de données

12 Propriétés des canaux canaux en full duplex les canaux B peuvent être utilisés séparément, ou réunis à plusieurs pour créer une liaison fonctionnant à un multiple de 64 kbps Canaux H (comme High Speed Channel) H0 = 384kbps H11 = 1 536kbps H12 = 1 920kbps

13 RNIS: Détail sur les accès Canal B = circuit de données (parole, FAX ) à 64 kbps Canal D = circuit de signalisation à 16 kbps ou 64 kbps Accès de base = 2 B + D 2 x 64k + 16k = 144 kbps utiles Accès primaire = 30 B + D 30 x 64k + 64k = 1984 kbps utiles (aux USA : 23 B + D = 1536 kbit/s) Un accès de base permet d établir simultanément deux communications à 64k (téléphonie, fax ) et un accès vers le réseau de commutation de paquets (TRANSPAC) via le canal signalisation Un accès primaire utilisera une liaison de type MIC TN1 (32 x 64k = 2048 kbit/s) que l on raccordera à un PABX

14 RNIS: Obligations Normalisation internationale Commutation de circuits (éventuellement de paquets sur canal D) Signalisation enrichie et extensible Norme = CCITT n 7 Signalisation indépendante de la communication transport sur un réseau sémaphore messages en mode paquet (norme X25) Signalisation enrichie Envoi des n appelant et appelé, Type de circuit et/ou service demandé, causes d échecs

15 Pour info Normes UIT-T (ex CCITT) Systèmes de transmission numérique série G700G961 RNIS (structures, interfaces) série Ixx Signalisation n 7 série Q700 Signalisation d abonné (liaison et réseau) Q920Q940 (I440I460) Circuit de données couche 1 seulement normalisée Circuit de signalisation Couche 1, 2 et 3 normalisées

16 Normes utilisées par le RNIS couche physique (BRI et PRI) (Niveau 1) sont définies respectivement dans : ITU-T I430 et I431 la couche de liaison de données (Niveau 2) fondée sur le protocole LAPD spécifiée dans : ITU-T Q920, Q921, Q922, Q923 et la couche réseau (Niveau 3) définie dans : ITU-T Q930 (=I450) et ITU-T Q931 (=I451)

17 Normes utilisées par le RNIS Ces normes définissent les connexions d'utilisateur à utilisateur, à commutation de circuits et à commutation de paquets Le format de trame de la couche physique RNIS diffère selon que la trame est entrante ou sortante trame sortante, elle est envoyée du terminal au réseau (format de trame TE) trame entrante, elle est envoyée du réseau au terminal (format de trame NT)

18 Formats de trame

19 Contenu des trames Chaque trame contient deux sous-trames contenant ~ : 8 bits du canal B1 8 bits du canal B2 2 bits du canal D 6 bits de surcharge trame BRI: 48 bits =( )*2 rythme: 4000 trames par seconde canal B (B1 et B2) offre une capacité de 8 * 4000 * 2 = 64 kbits/s canal D offre une capacité de 2 * 4000 * 2 = 16 kbits/s Total des canaux: 144 Kbits/s =(B2+B1+D) pour un débit binaire total de l'interface physique RNIS BRI de 192 Kbits/s (6 bits de surcharge par soustrame)

20 Encapsulation du canal D Niveau 3 Protocol Discriminator Length of Call Reference Call Reference Message Type Information Elements Niveau 2 (LAPD) Flag Address Control Information CRC Flag Niveau 1 D Channel (16 Kbps or 64 Kbps)

21 Le protocole LAPD Link Acess Protocol on D channel constitue la couche 2 du canal de signalisation (D) assure une circulation et une réception adéquates des flux d'information de contrôle et de signalisation fondé sur le protocole HDLC avec 2 particularités Le canal D peut transporter: des trames de signalisation (messages de niveau 3) prolongement de la signalisation par canal sémaphore jusqu'aux terminaux des trames de données des trames de gestion (terminaux et réseaux pour se reconnaitre) Le protocole D est multipoint : Le terminal concerné par une trame est identifié : dans le champ adresse par un TEI ( Identificateur de Terminal), 128 valeurs SAPI+TEI = identification de la liaison de données (fax, téléphone) (voir juste après)

22 Le protocole LAPD trames semblables à HDLC champs d'indicateur et de contrôle sont identiques à ceux de HDLC champ d'adresse de 2 octets premier octet identificateur du point d'accès au service (service access point identifier - SAPI) qui identifie le type de trafic command/response bit (C/R) indique si la trame contient une commande ou une réponse deuxième octet contient l'identificateur de point d'extrémité (Terminal Endpoint Identifier - TEI)

23 Le protocole LAPD

24 Principe d'aiguillage LAPD s = 0 p = 16 m = 63 SAPI signalisation SAPI paquet SAPI gestion Terminal TEI=64 p 64 s 66 traitement appels Terminal TEI=65 m 65 ligne d'abonné p 64 commutation paquet Terminal TEI=66 s 66 m 65 gestion ABONNE RESEAU PUBLIC

25 Niveau 3 (Q930/931): CCS Messages Call Establishment Alerting Call proceeding Connect Connect ack Progress Setup Setup ack Call Information Hold Hold ack Hold reject Resume Resume ack Resume reject Retrieve Retrieve ack Retrieve reject Suspend Suspend ack Suspend reject User information Call Clearing Disconnect Release Release complete Restart Restart ack Miscellaneous Congestion control Facility Information Notify Register Status Status inquiry

26 Architecture du réseau RNIS Vu de l opérateur, le RNIS est une spécification d accès à à son réseau (BRI BRA, PRI PRA) Common Channel Signalling Network and Database (SS7) ISDN PBX PRA Telco Switch Circuit Switched Services Dedicated Circuit Services Telco Switch BRA NT1 Public Packet Network (X25)

27 Architecture du réseau Architecture des autocommutateurs similaire au RTC CL et CAA CTS, CTP, CTI CAA, CTS, CTP doublés d un PS (point sémaphore), PTS (point de transit sémaphore) pour le réseau de signalisation

28 Architecture du réseau Abonné

29 Points de référence TE1 TE2 TE2 TE1 TE2 R R TE1 TA S R TA S NT2 PABX S/T T NT1 NT1 U U BRA PRA Telco Réseau privé utilisateur ABONNE Boucle locale RESEAU PUBLIC

30 NT1 Termine la boucle locale conversion de codage et de transmission Maintenance et mesure de performance Considéré comme un CSU (Channel Service Unit) TE1 TE2 TE2 TE1 TE2 R R TE1 TA S R TA S NT2 PABX S/T T NT1 NT1 U U BRA PRA Telco Réseau privé utilisateur Boucle locale

31 TE1 équipement compatible RNIS TE2 équipement non-compatible RNIS, nécessite un TA TA Interfaces disponibles pour différents TE2 eg RS-232, X21, V35, TE1 TE2 TE2 TE1 TE2 R R TE1 TA S R TA S NT2 PABX S/T T NT1 NT1 U U BRA PRA Telco Réseau privé utilisateur Boucle locale

32 NT2 généralement un PABX assure les fonctions de commutations gère les protocoles de niveau 2 et 3 TE1 TE2 TE2 TE1 TE2 R R TE1 TA S R TA S NT2 PABX S/T T NT1 NT1 U U BRA PRA Telco Réseau privé utilisateur Boucle locale

33 S RJ-45 (paires de reception et transmission) alimentation optionelle pour équipement TE quand plus d un TE, les cables se comportent comme un bus (CSMA/Collision Resolution) TE1 TE2 TE2 TE1 TE2 R R TE1 TA S R TA S NT2 PABX S/T T NT1 NT1 U U BRA PRA Telco Réseau privé utilisateur Boucle locale

34 Nomenclatures : Correspondances NT1 == TNR : Terminaison Numérique de Réseau T0 = accès de base (2B+D) T2 = accès primaire (30B+D) limite de responsabilité de l opérateur NT2 == TNA : Terminaison Numérique d Abonné TA == AT : Adaptateur de Terminal R == Z : Interface analogique S == S : Interface multipoint pour terminaux numériques S0 = 2B+D TE == ET : Equipement terminal (Poste tel, fax, ) U == U : Interface ligne d abonné

35 RNIS français = offre Numéris Plusieurs offres différentes : Accès de base ou groupement accès de base (jusqu à 6) Numéris Duo Accès primaire ou groupement d accès primaires

36 Accès de Base Numéris

37 Numéris Duo

38 Groupement d accès de Base

39 CÂBLAGE

40 Techniques de transmission Accès primaire On a initialement réutilisé les techniques de liaison MIC déjà existantes (liaison 4 fils avec répéteurs éventuels), actuellement on préfère utiliser une technologie DSL sur une ou 2 paires Accès de base Transmission duplex sur une paire avec annulation d écho Avec une transmission de type DSL, il est éventuellement possible de grouper plusieurs accès de base sur une seule paire

41 Pour les installations d entreprise avec accès primaire (PRA) l opérateur fournit le TNR et l interface T2 est directement raccordée à l autocommutateur (PABX) le TNA est intégré dans l autocommutateur accès de base (BRA): pour les installations simples TNA et TNR sont confondus et fournis par l opérateur les interfaces S et T sont confondues alors la communication interne entre deux terminaux d un même BUS est impossible pour les abonnements «Duo» (et «itoo») afin de permettre à l utilisateur de conserver l usage des équipements analogiques (FAX, répondeurs ) l opérateur installe une TNRG possédant deux Z1 sorties analogiques (Z) et une sortie S/T Z2 TNRG seules 2 communications simultanées sont S/T cependant possibles (2B+D) U Ligne

42 TNR 97 G

43 Ligne d abonné abonné est raccordé à son commutateur de rattachement par une seule paire métallique pour une même liaison, plusieurs câbles de diamètres et caractéristiques différentes peuvent être utilisés : Cable de transport multipaires (diamètres 0,30,6mm) du commutateur au sous-répartiteur, Cable de distribution (0,60,9mm) du sousrépartiteur au point de concentration, Cable de branchement du point de concentration à l abonné longueur max ~ 10km mais <4km pour plus de 80%

44 BUS S0 multipoint Support Câble téléphonique cuivre (0,6mm) 4 paires conseillé, écran conseillé Utilisation de 2 paires minimum sur câblage existant (rocades) Caractéristiques, limites : Zc de 75 Ohms à 150 Ohms (à 96kHz) (100 ou 120 Ohms habituellement) C de 30 à 120pF/m (50pF/m habituellement) Cordon de raccordement du terminal : R < 3 Ohms, C < 300pF, Zc >= 75 Ohms, l < 7m

45 BUS S0 multipoint Prises Prise normalisée : ISO 8877 (RJ45) Brochage : 1-2 inutilisé en Europe (Alim TNR par TE), 3-6 Emission du TE vers TNR, 4-5 Réception du TE, 7-8 Alim TE par TNR (9) écran (option)

46 Câblage de l installation L adaptation d impédance est nécessaire sur le BUS : la dernière prise de l installation doit posséder 2 résistances de 100 Ohms afin de la réaliser sur chaque paire Le TNR est lui adapté en impédance mais pas les terminaux Les cordons des terminaux ne doivent en aucun cas dépasser 7m

47 Topologies de réseau RNIS chez l usagé

48 Liaison point à point longueur maximum dépend de l atténuation (environ 3dB) longueur maximale préconisée est de 800m elle peut être portée à 4 km avec un répéteur P0: point de coupure

49 Liaisons multi-point ( Bus) distance entre terminaux limitée par le temps de propagation (car plusieurs TE peuvent émettre simultanément sur le canal D) distance maximale préconisée 200m (délai = 1µs) on considère de plus que chaque prise introduit une atténuation de 0,25dB 3 topologies de type «bus»: «Bus étendu» «Bus en Y» «Bus court»

50 «Bus étendu» (le plus courant)

51 «Bus en Y» (brassage sur répartiteur)

52 «Bus court» (à éviter)

53 Alimentation des terminaux Objectif : même service minimum que le RTC (en cas de coupure du réseau d énergie) Installations les plus simples (accès de base) l énergie peut provenir de l opérateur (télé-alimentation sur interface U à 97V-1,7W) avec un maximum de 420mW utilisable pour les terminaux Alimentation par paire spécifique Permet une fourniture d énergie plus importante peu employé Valeur = 40V +5%/-15% 7W (-40V 2W en restreint) Service restreint En cas de coupure du réseau d énergie, la polarisation de l alimentation est inversée et seuls les terminaux supportant cette inversion continuent de fonctionner (téléphones essentiellement) L énergie peut provenir du réseau ou de batteries locales Alimentation "fantôme" alimentation normale des terminaux le TNR fournit l énergie sur les paires "données" avec le +V sur les 2 fils de la paire TE TNR et le -V sur la paire TNR TE, la ddp continue sur chaque paire étant nulle Valeur = 40V +5%/-15% 1W (-40V pour 420mW en service restreint)

54 Comment mesurer la qualité du réseau numérique? Initialement la qualité des conduits numériques est définie par le taux d erreur sur bit (BER) et le taux d indisponibilité d une liaison On s est aperçu que les erreurs étaient souvent par paquets aléatoires nouveaux modèles d erreurs La recommandation G821 du CCITT caractérise les conduits numériques en prenant comme référence la plus longues liaison à 64kbit/s possible : 1250 km aux extrémités nationales et km de liaison internationale Les paramètres définis sont : SAE : Seconde Avec Erreur SGE : Seconde Gravement Erronée ( > 64 erreurs) MD : Minute Dégradée ( > 4 erreurs)

55 Test de prises RNIS Elles seront soumises à 3 tests avant d'êtres utilisées 35 SAE (35 périodes de temps de 1s comportant au moins 1 erreur) 1 SGE (1 période de temps de 1s comportant au moins 64 erreurs) 1 MD (1 période de temps de 1 min comportant au moins 4 erreurs) Si UN seul de ces résultats n'est pas satisfaisant il faut vérifier que la valeur du champ électromagnétique n'est pas trop élevé et que les règles de câblage sont bien respectées

56 SERVICES DU RNIS

57 3 catégories de services RNIS Les services supports sont fournis par l opérateur ne concernent que les couches basses (maximum couche 3) les caractéristiques de qualité, débits, mode de facturation sont définies capacités de transmission établies par le réseau pour supporter les flux d'information au point de référence S Les téléservices concernent les utilisateurs et couvrent les 7 couches OSI transportés par un service support garantissent la compatibilité et l'interconnexion de terminaux interviennent pour la sélection du terminal Offerts de bout en bout, au niveau du terminal et non plus au point de référence S certains téléservices sont normalisés (téléphonie, télécopie ) Applications aux normes internationales Les compléments de services sont des prestations additionnelles à des supports (info taxation) ou à des téléservices (conférence sur téléphonie seulement)

58 Services supports CCBT : Circuit Commuté dans un canal B Transparent Circuit commuté binaire 64kbit/s sans restrictions, permet des transferts informatiques CCBNT : Circuit Commuté dans un canal B Non Transparent Circuit commuté binaire 64kbit/s utilisable pour l audiofréquence Hz (parole numérisée MIC) Un transcodage en cours de liaison pourra éventuellement être effectué par l opérateur Ce support permet le transport des services du RTC CVD : Circuit Virtuel dans un canal D Permet l établissements de circuits virtuels permanents ou commutés D = 16kbit/s : 4 liaisons logiques à 9600bit/s possibles (plusieurs circuits virtuels par liaison) D = 64kbit/s : 16 liaisons logiques à 9600bit/s Autres services : CVB : Circuit Virtuel dans un canal B SSC : Service en mode paquet Sans Connexion (téléaction) CCH0T : Circuit Commuté dans un canal H0 Transparent (384kbit/s) CCH1T : Circuit Commuté dans un canal H1 Transparent (1920kbit/s)

59 Exemple de service support numérique Service support à commutation de circuit sur canal B transparent (CCBT) Intégrité de la séquence numérique assurée de bout en bout Transparence des informations échangées Caractéristiques Mode ce commutation de l'information : mode circuit Débit de transfert de l'information : 64 Kbit/s, structure type octet possibilité de transfert de l'information sans restriction sans altération, sans protocole imposé Etablissement de la communication : appel par appel Configuration de la communication : point à point Flux d'information : bidirectionnel et symétrique Données d'information transmises dans le canal B Données de signalisation (établissement, libération) transmises dans le canal D

60 Téléservices Base (RTC): Téléphonie Hz Télétex télécopie G3 Vidéotex RNIS: Téléphonie 7kHz télécopie G4 télétex mode mixte vidéotex photo Visiophonie téléaction

61 Compléments de service La plupart d entre eux sont des facilités déjà connues et offertes sur certains réseaux ou par les PABX Le RNIS vise à la généralisation nationale et internationale de ces compléments Compléments de base : Identification de l appelant présentation d appel sélection du terminal Portabilité Compléments facturés en sus : Secret identification SDA Transfert Renvois Information de coût

62 >15 compléments de services Les plus importants: Identification d'appel Identification d'appels malveillants (nécessite une décision de justice) Minimessage (32 caractères) Indication du coût Sélection directe à l'arrivée Sous Adresse Renvoi du terminal

63 Identification d'appel Ce mécanisme sera utilisé par les équipements d'interconnexion Permet à l'usager de connaitre l'identité de l'usager demandeur Numéro de l'installation (NDI) fourni par le réseau ou numéro du terminal (NDS) complété éventuellement de la sous-adresse NDI : Numéro de désignation de l'installation = numéro de la tête de ligne C'est le numéro que devra fournir l'équipement d'interconnexion de réseaux NDS : Numéro de désignation supplémentaire programmé par l'utilisateur sur son terminal

64 Séléction Directe à l Arrivée SDA Permet de sélectionner un terminal ou un groupe de terminaux, au sein d'une installation, au moyen d'un numéro spécifique du plan d'adressage national Les numéros de SDA sont enregistrés dans le commutateur du réseau qui lors d'un appel qui arrive transmet systématiquement les quatre derniers chiffres du numéro demandé C'est un service payant Voir plus loin dans chapitre PABX

65 Sous-adresse Sous-adresse Permet de sélectionner une entité à l'intérieur d'une installation en complétant le numéro principal par 1 à 4 caractères alphanumériques Permet à un demandeur de compléter l'identification Ne se substitue pas à la SDA, elle permet de compléter en interne les moyens de sélection d'un terminal où d'une fonction dans un terminal multimédia

66 Usage de la SDA et de la sous-adresse MARSEILLE n NUMERIS PARIS n T N R accès de base accès de base T N R Tel 1 M1 Tel 1 Micro G4 Tel 2 M2 Tel 2 G4

67 Usage de la SDA et de la sous-adresse MARSEILLE n Micro T N R accès de base Tel 1 NUMERIS SDA : 2671 PARIS n accès de base M1 T N R Souscription de 5 n de SDA : Tel G4 Tel Tel 2 SDA : 2671 M2 SDA : pour atteindre un groupe de terminaux G téléservice Télécopie n de SDA : 2673

68 Usage de la SDA et de la sous-adresse MARSEILLE n Micro T N R accès de base Tel 1 NUMERIS SDA : 2671 sous-adr: 30 PARIS n accès de base M1 T N R Souscription de 5 n de SDA : Tel * 10 G4 Tel * 11 Tel 2 SDA : 2671 sous-adr: 31 SDA : pour atteindre un groupe de terminaux Sous-adresse : sélection d'un terminal dans un groupe M2 G téléservice Télécopie n de SDA : 2673

69 Numeris et Transpac Raccordement à Transpac par le canal D depuis la version VN3 de Numéris, accès à Transpac par le canal D Nécessite un raccordement Numéris et l'option LLP (Liaison Logique Permanente) Débit maximal de 96 Kb/s Facturation : Abonnement Numéris + abonnement complémentaire Coût au volume émis ou reçu Le prix du CV Transpac est facturé en sus, au même tarif que celui d'une LS à 96 Kb/s (Volume + Durée)

70 Les coûts Accès de base S0 Frais d'accès au réseau Abonnement mensuel Accès primaire Frais d'accès au réseau Abonnement mensuel par canal B avec une perception minimum Tarif des communications, service donné à 64 Kbit/s Mise en oeuvre des périodes de tarifications téléphoniques: Rouge, Blanc, Bleu, Bleu nuit Pour un canal B, le coût est maintenant identique au téléphone