TÉLÉCOMMUNICATIONS TÉLÉPHONIE SUR IP

COURS TÉLÉCOMMUNICATIONS TÉLÉPHONIE SUR IP J. MILLET 2014/15 jocelyn.millet@univ-fcomte.fr IUT DE BELFORT-MONTBELIARD

SOMMAIRE - Fonctions nécessaires dans un réseau * Transmission ( câbles métalliques, fibres optiques, ondes hertziennes ) * Commutation ( circuit, paquet, cellule ) * Signalisation - RTC : Réseau téléphonique commuté - RNIS : Réseau numérique à intégration de services - LL : Liaison louée - PABX : Installation privée - Réseaux xdsl - Protocoles utilisés sur les réseaux xdsl - Boucle locale Fibre = FTTH - Aspects techniques des réseaux xdsl - Notions de CODECs - Voix sur IP : VoIP - Téléphonie sur IP : ToIP * H323 * SIP * CISCO * ASTERISK

FONCTIONS NECESSAIRES DANS UN RESEAU Une télécommunication est un échange d informations à distance. On la caractérise ainsi : support de transmission ETTD ETCD ETCD ETTD sys. d information sys. de communication L opérateur téléphonique doit fournir un support de transmission longue distance, sous sa responsabilité, adapté aux données à échanger. Ce support étant partagé, il forme un réseau. Pour cela on a besoin des fonctions : TRANSMISSION car distance COMMUTATION car grand nombre d abonnés => Regroupement de com. sur un même support ( multiplexage ) et aiguillage des com. SIGNALISATION car commutation => Faut échanger avec le réseau des infos sur la com pour la gérer. => 2 types d infos: Infos propres à la com. Infos de signalisation => SERVICES en parallèle à la com. I) Transmission par fils métalliques Théorie A partir des phénomènes électriques ( résistif, inductif, capacitif ), on établit le modèle du câble avec les paramètres linéiques R, L, C, G: Au point x de la ligne, sur la portion de fil de longueur dx: R L i x i x + di v x C v x + dv G point x point x+dx R est résistance linéique ( en Ω.m -1 ) L est l inductance linéique ( en H.m -1 ) C est la capacité linéique ( en F.m -1 ) G est la perditance linéique ( ou conductance parallèle ( en S.m -1 ) où G = 1/Ri ( résistance d isolement ) On en déduit les équations du télégraphiste qui définissent l'évolution de la tension et du courant. Ceux-ci évolue selon le temps mais aussi la position dans le câble = équation d'ondes stationnaires. équations du télégraphiste ( Heaviside ) x x x Pour la tension: 2 LC LG RC v RGv x v = 2 t v + ( + ) + 2 2 t Pour le courant: 2 x x x LC LG RC i RGix x i = 2 t i + ( + ) + 2 2 t x Si la longueur de ligne L >> λ = c/f => grande longueur OU/ET fréquence élevée ( à 10 khz, λ = 30 km à 100 MHz, λ = 3m ), on ne peut pas utiliser les lois classiques ( Lois Classiques = Câble court et fréq. basses => L << λ => Câble considéré transparent ), => les valeurs électriques varient selon 2 variables: t temps et x position sur la ligne ( expérience de Hertz ). 2

En régime sinusoïdal, on a x jωt v ( x, t) = U ( x) e et x jωt i ( x, t) = I( x) e avec i γ x + r γx U ( x) = U e U e. où γ = ( R + jlω )( G + jcω ) = α + jβ γ: cte de propagation, α: cte d affaiblissement ( atténuation ), On en déduit qu'il y a 2 sens de propagation: - un terme incident ( en -βx = émission dans le sens x>0 ) - un terme réfléchi ( sens x<0 ). => superposition => déformation. Une partie réelle: Atténuation ( perte de puissance ). Une partie imaginaire: Dispersion ( tps de propagation différents selon f ). β: cte de longueur d onde ( déphasage ) => Le signal étant un ensemble de fréquences ( Fourier ), - les atténuations des fréquences déforment l'amplitude. - les déphasages des fréquences élargissent le symbole. On définit l impédance caractéristique d un câble. Elle caractérise la ligne indépendamment de sa longueur. C est l impédance de la ligne de longueur infinie ou de longueur finie quelconque mais fermée par cette impédance. U i U r R+ jlω Z c = = = I I G+ jcω - Pour éviter l'atténuation: Ligne sans perte ( R = G = 0 ) = Théorie ou supraconducteur i - Pour éviter la dispersion: β proportionnel à ω et α ne dépend pas de ω. Dit différemment : " toutes les composantes fréquentielles du signal sont véhiculées à la même vitesse de phase V ϕ = ω/β = 1/ (LC) et sont atténuées dans le même rapport 0 => La ligne retarde le signal de lg (LC). " - Pour éviter la réflexion: Adaptation d'impédances ( même valeur que Zc avant et après câble ), on a un seul sens de propagation, pas de réflexion ). r Il reste les effets du bruit, de l'atténuation, de la dispersion. => Interférences inter symbole ( diagramme de l'oeil à droite ) En pratique R, L, C, G sont fixés par la présence de diélectrique entre fils, par leur position, par la qualité des matériaux utilisés. a) Câble coaxial 3

Pour hautes fréquences => débit élevé => coeur de réseau là où on n'utilise pas la fibre ( lien PDH ), lien antenne/bts. b) Paire torsadée Les câbles sont torsadés pour diminuer les effets de diaphonie ( influence électromagnétique mutuelle ). L'absence de diélectrique fait qu'ils sont moins chers mais moins performants. Cependant ils ont des performances différentes selon - leur blindage - les matériaux utilisés Blindage des câbles (xx/ytp) : x = blindage général du câble, y = blindage des paires, TP : paires torsadées ( twisted pairs ). U : non blindé ( Unshielded ); F : Ecranté ( Foiled ou Full Screened ) = blindé par écran d aluminium = ruban d'alu ; S : blindé ( Shielded ) par tresse métallique ; SF : tresse+écran ; Exemples : U/UTP (dit UTP) : câble de paires torsadées non blindé. F/UTP (dit FTP) : Blindage général. SF/UTP (dit S-FTP) : blindage général tresse+écran. S/FTP (dit S-STP) : blindage général tresse et blindages des paires écran. Remarque: Utilisation des câbles: Câblage vertical ou rocade.: Entre répartiteurs ( beaucoup de paires dans ces câbles ). Câblage horizontal ou capillaire: Entre Répartiteur et terminal. Catégories: On définit des catégories pour décrire les performances des câbles. Catégorie Caractéristiques Type de câble 4 20 MHz ( cible: Ethernet 10 Mbit/s code Manchester ) U/UTP, F/UTP, S/UTP 5 100 MHz ( pour Fastethernet 100 Mbit/s ) U/UTP, F/UTP, S/UTP 6 250 MHz ( Pour GigabitEthernet, valence supérieure à 2 ) U/UTP, F/UTP, SF/UTP 6a 500 MHz F/UTP, F/FTP, S/FTP 7 600 MHz S/FTP 7a 1000 MHz S/FTP source: www.acome.fr ( http://www.acome.fr/organigrammes_acolan/cuivre/cat6_100.htm ) http://www.3m-net.de/quante/pdf/french/cablage_cuivre.pdf voir Comparaison câble coaxial / paire torsadée en TD 4

II) Transmission par fibre optique Notions d optique La transmission par fibre optique guide la lumière dont le cheminement est régi par les lois de l optique géométrique. Milieu transparent Milieu qui laisse passer la lumière. Milieu Milieu qui est semblable en tous points. Dans un milieu transparent homogène, la lumière se homogène propage en ligne droite à vitesse constante ( cette vitesse dépend de la nature du milieu ). Indice de Tout milieu transparent est caractérisé par un indice de réfraction qui dépend de sa matière. réfraction n On a toujours n 1. L indice du vide est 1. a) Lien entre vitesse de propagation de la lumière et indice de réfraction On a la relation suivante: n v = 1 c = c Dans un milieu d indice n la vitesse de propagation de la lumière est v =c / n, Dans le vide: vitesse c = 3.10 8 m.s -1, indice n = 1 b) Réfraction et réflexion Soient 2 milieux transparents homogènes de natures différentes, d indices de réfraction n 1 lumineux du milieu 1 vers le milieu 2. Ce rayon est appelé rayon incident. et n 2. On envoie un faisceau Réfraction: une partie du faisceau incident passe dans le milieu 2 = rayon réfracté ou transmis. Réflexion: une partie du rayon revient vers le milieu 1 = rayon réfléchi. n 1 θi θr milieu 1 rayon incident rayon réfléchi milieu 2 n 2 < n 1 rayon réfracté ou transmis θt La loi optique de base qui décrit ce phénomène est Loi de Descartes: θi = θr n 1 sin( θi ) = n 2 sin ( θt ) donc θi < θt Remarque: Si n 1 < n 2 ou n 1 = n 2 il n y a pas de réfraction. Fibres optiques La fibre optique est un fil de verre de silice avec une zone centrale: coeur dans lequel se propage un ou plusieurs rayons lumineux. Diamètre: 5 µm à 150 µm. Autour du coeur se situe la zone périphérique: Gaine, d indice de réfraction inférieur à celui du coeur. Principe de la transmission air n = 1 gaine n 2 θ1 coeur n 1 > n 2 θo θ On a un rayon incident avec un angle θo par rapport à l axe. - Il y a réfraction lors du passage du milieu extérieur ( air ) au milieu 1 d indice n 1. - Ensuite il y a réflexion totale dans la fibre avec un angle θ par rapport à l interface entre les milieux 1 et 2. 5

A ces conditions, le rayon lumineux entre dans la fibre et y reste par réflexion totale. Il existe différents types de fibres optiques selon la propagation: Multimode à saut d'indice Multimode à gradient Monomode On observe la dispersion modale en multimode: Le rayon lumineux n'est pas unidirectionnel => Il part dans différentes directions => Délais de transfert plus ou moins rapides => Impulsion élargie dans le temps = Interférences inter-symbole. Performances a) Atténuation et longueur d onde des signaux lumineux L atténuation dans la fibre dépend de la longueur d onde des rayons lumineux. Cette longueur d onde est donnée en fonction de la fréquence par la relation λ = c T = c/f dans le vide ( n=1 ) λ = v T = c T/ n dans un milieu d'indice n Dans un milieu avec n>1: λ et v diminue alors que la fréquence est la même ( même couleur ) On rappelle les types de rayons lumineux en fonction de la longueur d onde: ultra-violets visible infra-rouge 0,01 µm 0,1 µm 0,75 µm 1 mm λ La courbe typique d atténuation d une fibre est la suivante: On utilise des signaux tels que λ = 0,85 µm, 1,3 µm et 1,55 µm. Ces trois valeurs sont appelées «fenêtre». 6

A l origine, on utilisait la première fenêtre. A présent on utilise surtout les 2 autres ( atténuation plus faible ). 0 = Original E = Extended S = Short C = Conventional L = Long U = Ultra Long b) Dispersion chromatique ( ou intramodale ) La source de lumière émet sur une plage de longueurs d'ondes, pas sur une seule longueur d'onde. ( voir tableau en dessous, colonne largeur spectrale ). La vitesse v dépend n. Mais λ varie aussi avec n. => v varie avec n donc λ. => 2 ondes de λ différentes parties en même temps arrivent décalées même en monomode. τ = D λ L ( τ en ps D en ps.nm -1.km -1 λ en nm L en km ) D = dispersion chromatique = cause des élargissements d'impulsion. Fibre classique ( G652 ): dispersion nulle à 1,3 µm, dispersion forte à 1,55 µm ( 15 ps.nm -1.km -1 ). => Limite de débit en monomode: Débit = 1000/ τ ( Débit en Gbit/s pour τ en ps ) On doit donc corriger cette variation de v avec λ => fibre à dispersion décalée ( G653 ). On utilise des dopants chimiques ( le germanium ou le phosphore l'indice, le bore l'indice ). Fibre classique D = 15 ps.nm -1.km -1 à 1,55 µm Fibre à dispersion décalée D = 1 ps.nm -1.km -1 à 1,55 µm Source Largeur spectrale ( nm ) τ (ps ) pour 1 km Bande pass. (GHz) 1000/ τ pour 1 km Source Largeur spectrale ( nm ) τ (ps ) pour 1 km Bande pass. (GHz) 1000/ τ pour 1 km DEL 50 750 1,33 DEL 50 50 20 Laser FP 2 30 33 Laser FP 2 2 500 (Fabry-Perot) Laser DFB 0.,02 0,3 3 333 Laser DFB 0.,02 0.,02 50 000 7

c) Fibre: Connectique, composants d extrémité, modules SFP Une chaîne de transmission optique est constituée des éléments suivants: fibre 1 fibre 2 Emetteur Raccordement Récepteur Pour le raccordement sans connecteur, la jonction est appelée une Epissure ( Splice en anglais ). Sinon on utilise des connecteurs dont les principaux sont: Dans le cas d'un appareil électrique qui a une sortie optique, le convertisseur est souvent dans un petit module = SFP ( Small Form-factor Pluggable ) d) Le multiplexage Au lieu de faire passer un flux, on en fait passer plusieurs par la même fibre en les séparant en longueur d'onde. WDM: Wavelength Division Multiplexing. La norme ITU-T G692 définit la plage de longueurs d ondes dans la fenêtre de transmission de 1530 à 1565 nm et un espacement normalisé entre deux longueurs d ondes de 1,6 ou 0,8 nm. Le multiplexage de longueur d onde se fait exclusivement sur fibre monomode. DWDM ( Dense WDM ): L espacement utilisé entre les longueurs d'onde est égal ou inférieur à 0.8 nm. Les systèmes DWDM commercialisés acheminent 8, 16, 80 voire 160 canaux ( 1 canal = 2.5 gigabit/sec ). UDWM (Ultra-Dense ): systèmes à 0.4 nm et à 0.2 nm. CWDM (Coarse WDM): utilise un espacement de 20 nm. => Moins de multiplexage ( limité à 8 ) => moins coûteux 8

III) Transmission par ondes radioélectriques Ondes Onde : Perturbation qui se propage d un endroit à un autre sans transporter avec elle la matière qu elle traverse. = Transporte de l énergie sans déplacer de matière. => variation d une grandeur caractérisée par son amplitude, sa fréquence, affectant différents points de l espace => Aspect géométrique Onde progressive ( travelling wave ) : Onde se propageant dans un milieu infini Exemple : Onde sinusoïdale progressive transversale en dimension 1 qui se déplace selon x positif. ( ω[ t x ]) = Asin( ωt 2 x) y( x, t) = Asin π c λ où λ = c T longueur d onde ( longueur séparant 2 points consécutifs de même amplitude à un instant t fixé: x Onde stationnaire (standing, stationnary wave) = superposition de 2 ondes progressives de même période et de même amplitude, ( si le ratio de l'amplitude de l'onde en deux points ne varie pas dans le temps ). Leur équation sépare les termes en x et t : y(x,t) = u(x) v(t). On a alors des nœuds et ventres fixes dans l espace. Onde Pseudo-Stationnaire : Si la réflexion n est pas parfaite ( cas réel ) => partiellement stationnaire ( décrite par le coefficient de réflexion R =réfléchi/incident : R=0 onde progressive, R=1 : stationnaire ). y(x,t) = f( x-t/c ) + g( x+t/c ) termes incident et réfléchi Antennes Bande d utilisation Une antenne est conçue pour fonctionner dans une bande de fréquences ( choix des dimensions par rapport à λ ). Gain de l antenne Selon sa forme et ses dimensions, l antenne rayonnera plus ou moins bien dans certaines directions la puissance reçue. => gain de rayonnement dans chaque direction représenté graphiquement sur le diagramme de rayonnement de l antenne. Angle d'ouverture ou ouverture numérique ( antenna beamwidth ) = Directivité Pour caractériser la concentration ou non des ondes dans une direction = directivité de l antenne => angle dans lequel le gain est compris entre le gain maximal de l'antenne G MAX et G MAX -3dB ( de P MAX et ½ P MAX ). 9

Pour les antennes courantes: Parabolique Yagi Panneau Omnidirectionnelle Polarisation Dans le champ électromagnétique, on a les champs électrique E et magnétique H, considérés orthogonaux entre eux. Polarisation verticale de l'antenne = E vertical. ( sinon horizontales ou circulaires droites et gauches si le sens de E tourne autour de l'axe de propagation suivant le sens précisé ). Rapport d'onde stationnaire ( R.O.S. ) Le ROS ( ou sous une autre forme: TOS ) caractérise les réflexions existant entre une antenne et la source d information. Types de propagation - Fréquences relativement basses (100kHz à 30MHz) : 2 réflecteurs => transmission longue distance - Réflexion sur la ionosphère ( couche atmosphérique dont les propriétés varie selon météo et rayonnement solaire ). - Réflexion sur la terre. - Fréquences plus élevées ( 30 MHz à 300 MHz ) - Réflexion sur la ionosphère, plus la terre => Une seule réflexion. - Hyperfréquences ( au delà de 300 MHz ) - Aucune réflexion => visibilité directe (cas des faisceaux hertziens ) nécessaire. ( au dessus d'une tour, et de choisir un site en haut d'une colline ou montagne ). Il reste toutefois la diffraction et des réflexions sur des obstacles ( réception TV, GSM,... ). Enfin, il est nécessaire dans ce cas de ne pas avoir d'obstacle dans le 1er ellipsoïde de Fresnel. 10

Phénomènes liés à une transmission atmosphérique Problèmes liés aux phénomènes de propagation en radiodiffusion Evanouissement ( fading ) de Rayleigh: Effet spatial des trajets multiples. => Distorsion d'amplitude => Distorsion de phase: Dispersion du tps de propagation sur les trajets multiples: Effet temporel des trajets multiples. Effet de masque ( évanouissement lent ) Les ondes sont bloquées par un large obstacle ( pas de vision directe émetteur/récepteur ). L obstacle peut être des personnes en déplacement autour ( 30 db ), un mur (moyen 10dB ), Distorsion de fréquence : Effet Doppler ( mouvement des émetteurs, des récepteurs ou des obstacles réflecteurs ) F reçue = F émise [ 1 + ( v/c ) cos(θ) ] pour un déplacement à la vitesse v, l antenne étant à un angle θ. => Si θ varie, si il y a des trajets multiples, une fréquence émise est non seulement décalée mais donne en plus une plage de fréquences en réception ( Doppler spread ). Synchronisation : Le TDMA nécessite synchronisation entre réseau et terminal mobile malgré la mobilité. Bruits : Bruits interne au système ( électronique : Thermique, grenaille, ), Bruits sur le canal ( commutation de courants, ) Interférences : + Interférences co-canal : Emissions sur les mêmes fréquences par d autres équipements. + Interférences sur canal adjacent : Emissions de canaux adjacents qui débordent et empiètent. + Intermodulation : Non-linéarités créant des harmoniques sur les canaux adjacents. Atténuation de propagation libre : Oxygène et vapeur d eau de l air, arbres. Médium ouvert : Problèmes de sécurité, de confidentialité. Solutions aux perturbations Codage de canal : Ajout de bits pour créer des redondances ( évolution selon un scénario défini ) Entrelacement : Eparpillement de l information dans le temps rendant le codage de canal plus efficace Etalement de spectre : Elargissement du spectre Contrôle de puissance d émission du signal : Gestion du rapport signal/bruit Cryptage : Modification des données selon des clefs de chiffrage Temps de garde dans les bursts échangés Time Advance: Le système mesure les retards de propagation, l'émetteur anticipe l'envoi de message pour compenser. Egalisation : Envoi de séquences d informations connues => Modélisation du canal et compensation. Diffraction des ondes : Un obstacle devient source d une émission secondaire. 11

Bilan de liaison On établit la puissance aux différentes étapes de la liaison ( électrique, électromagnétique réelle, électromagnétique isotrope,... ). Ce modèle n'est valable que dans le cas de l'espace libre ( pour des satellites par exemple ). => Pour tenir compte des perturbations, il faut adapter le modèle. Exemple dans un bâtiment: ETSI TR-101-112 Modèle de Keenan Motley puis Rappaport Seidel puis COST231 ( L = Loss = Atténuation ) L = L FS (d,f) + L c + k wi L wi + n ((n+2)/(n+1) - b) * L f Avec L FS (d,f) = free space: Atténuation d'espace libre entre émetteur et récepteur L c = constante : 37 db normalement. k wi = nombre de murs traversés de type i, L wi = perte d'un mur de type i n = nombre d'étages traversés, L f = perte entre 2 étages adjacents b = paramètre empirique = 0,46 Description perte (db) L f1 Moyen 23,62 Etages L f2 Normal ( bureaux ) 14,6 ( floor ) L f3 Renforcé ( sous sol ) 55,3 L w1 Brique 2,5 à 6 Murs ( Wall ) L w2 Plâtre 1,3 à 2,9 L w3 Béton 10,8 L w4 Mur fin 2,31 L w5 Mur épais 15,62 12

Commutation Pour réduire les liens entre abonnés, on utilise le multiplexage ( des liaisons passeront par un même support physique sur une partie du trajet ). Il faut donc être aussi capable d aiguiller chaque communication dans plusieurs directions possibles en fonction de leurs destinations. Le tout forme la commutation. usager A usager 1 Noeud de Noeud de Commutation Commutation usager B usager 2 SUPPORT PARTAGE par multiplexage usager C usager 3 I) Commutation de circuit Un lien permanent est établi avant de pouvoir communiquer. Commutation spatiale: A l'origine ( analogique ), on réalise une continuité filaire entre les 2 abonnés: Opératrice branchant des câbles ou relais électromagnétiques. Commutation temporelle Elle était soit analogique ( modulations d impulsions ) soit numérique avec la MIC. On ne parlera ici que du cas numérique qui a fait disparaitre la première technique. On a donc des communications qui arrivent sous forme de 8 bits insérés dans des IT ( intervalle de temps ) de trames. Une communication correspond maintenant à un IT. bribes de communication ( 8 bits ) brassage d IT Le support physique porte plusieurs communications ( IT ), mais entre les 2 communicants en permanence on a un IT réservé. 13

II) Commutation de messages Pour éviter de réserver un lien en permanence même dans les temps libres, dans le cas de transmission de données où la communication a un début et une fin fixe, on n'utilise le réseau que quand on a un message à envoyer. On partage le réseau avec les autres communications => S'il y a plusieurs messages à traiter à la fois, on fait une file d'attente = commutation temporelle asynchrone. communication entière brassage de messages => Problèmes de stockage, de délai ( attentes avec messages sont longs ), de retransmissions en cas d'erreur. III) Commutation de paquets On reprend le principe précédent mais en découpant un message en paquets de longueur définie par une norme. Cette commutation est aussi numérique temporelle asynchrone. Les paquets de données arrive donc dans un ordre non défini. Il faut donc ajouter à chaque paquet une étiquette indiquant son identité. Comparaison de commutation de message et de paquets: Cas d un message traversant 3 noeuds de commutation: 1) Le noeud 1 a besoin de T secondes pour enregistrer, analyser et modifier l'étiquette du message. 2) Temps de propagation négligeable entre noeuds 1 et 2 Noeud 1 COMMUTATION Noeud 2 DE MESSAGES Noeud 3 message+étiquette 3) Le noeud 2 recommence les traitements comme le 1 4) Propagation entre noeuds 2 et 3 5) Traitements du noeud 3 T T T t message + étiquettes Noeud 1 COMMUTATION Noeud 2 DE PAQUETS Noeud 3 to to to to to t Un noeud reçoit un paquet ET émet un autre => temps de transfert de 5 to. Pour notre exemple, si on approxime T = 3 to, le temps de transfert est 5T/3 à la place de 3T. Cela devient encore plus net dans le cas d une transmission comprenant des erreurs de transmission. 14

Comparaison de commutation de message et de paquet avec erreur de transmission: Cas d un message traversant 3 noeuds de commutation: Noeud 1 COMMUTATION Noeud 2 DE MESSAGES Noeud 3 message avec erreur message retransmis t Suite à l erreur on doit recommencer la transmission complète du message. erreur paquet retransmis Noeud 1 1 2 2 3 COMMUTATION Noeud 2 1 2 3 DE PAQUETS Noeud 3 1 2 3 t Suite à l erreur, on ne doit recommencer la transmission que sur un paquet. On a donc un gain de temps énorme. Dans un réseau à commutation de paquets, les support est affecté à la communication seulement pendant la transmission du paquet. C est une commutation temporelle asynchrone IV) Commutation de cellules: ATM Commutation de cellules = cas particulier de la commutation de paquets ( Paquets de longueur fixe 53 octets = 5 octets d en-tête et 48 octets de données ). La commutation de cellules est une synthèse de commutations de circuits et de paquets. Il faut pour cela respecter les 2 techniques => temps de transmission et de commutation sont très brefs devant le temps de propagation du signal. Grâce à la taille fixe des cellules et aux progrès de l électronique ( ASIC ), la commutation s effectue de manière matérielle ( pas d analyse de la communication ) d où de gros gains de temps. 15

Résumé commutation MODE CIRCUIT Commutation temporelle synchrone Intervalle de temps de longueur déterminée Identification implicite des voies par le numéro d intervalle de temps Réservation permanente de ressource propre à chaque communication Débit fixe ( lié à la fréquence de la trame ). Délai de transfert constant à travers le réseau des données d une voie associé à un intervalle de temps élémentaire. Incidents de transfert: - Glissement ( perte de la référence de temps ) - Erreur de transmission avec effet grave si perte de verrouillage de trame Simplicité ( en particulier du système de gestion ) MODE PAQUET Commutation temporelle asynchrone Bloc d information dont la longueur peut être choisi parmi des valeurs standards. Identification explicite des voies par une étiquette Débit quelconque: pas de réservation permanente de ressources Délai de transfert variable d une trame ( gigue ) Pas de glissement Incidents de transfert: erreurs de transmission si affectation de l étiquette du paquet Souplesse d adaptation Commutation de circuits: Le circuit entre émetteur et récepteur n appartient qu'à cette communication, il est dédié. Le circuit doit être établi de bout en bout avant que les informations circulent. Le circuit dure jusqu au moment où un des 2 correspondants interrompt la communication. Si les 2 correspondants n ont pas de «données» à transmettre, la liaison reste inutilisée. Du point de vue réseau, on a une mauvaise utilisation du réseau. Le réseau ne réalise pas de contrôle ( erreurs ni flux ) => Réseau transparent => Pas de délai. => Pas de configuration. => Pas de correction d'erreur. Commutation de paquets: Un circuit du réseau est partagé par plusieurs communications selon les besoins. => Chaque paquet est étiqueté. Le réseau n est pas transparent aux utilisateurs. L opérateur impose des paramètres de fonctionnements ( définis dans l'abonnement ). Chaque paquet est analysé à chaque commutateur franchi, son étiquette est modifiée. Il est stocké et n est émis que quand le circuit est libre. => Une communication ne monopolise pas un circuit => Bonne utilisation mais latence. Le récepteur doit vérifier l'ordre des paquets et les rassembler. => Téléphonie traditionnelle = Réseau TDM ( Time Division Multiplex ) = Commutation de circuits. Exemple: GSM, 3G domaine CS => Réseau téléphonique pour transmission de données ou Téléphonie sur IP = Commutation de paquets. Exemple: GPRS, EDGE, 3G domain PS, 4G 16

Signalisation Afin de signaler un événement dans la communication, on doit définir des informations de contrôle => informations supplémentaires à celles que l on doit transmettre. Ces informations auxiliaires sont appelées en téléphonie signalisation. Elles sont soit Usager / Réseau ( UNI User Network Interface ) soit Réseau / Réseau ( NNI ) I) Signalisation usager/réseau Réseau analogique Sonnerie en analogique: Le réseau envoie une tension alternative de 80V 50Hz. Décrocher: Le réseau fournit 48V continu. Décrocher = consommer du courant ( ferme un circuit ) Raccrocher = Ne plus consommer de courant ( ouvrir le circuit ) Signaux d acheminement: Le réseau envoie des fréquences qui sont dans la bande téléphonique ( 300 Hz-3400 Hz ) et qui sont donc audibles. Mode de numérotation: Numérotation à impulsion ( décimale ) fermé On tourne le cadran = Cela ouvre et ferme la ligne d abonné successivement. ouvert Ligne ouverte Numéro 3 Numéro 2 Prise de ligne Intervalle entre chiffres ( décrochage du combiné ) ( il faut au moins 250 ms ) On tourne le cadran. Lorsqu il revient à sa position de départ, à chaque passage sur un chiffre, il y a une ouverture de 66ms et une fermeture de 33 ms car la vitesse de rotation est constante. Problème: Service pendant la communication impossible ( SVI Serveur Vocal Interactif ) Numérotation à fréquences vocales On garde le même principe ( ouverture/fermeture de la ligne ) sauf pour la numérotation. un numéro = 2 fréquences entre 300 et 3400 Hz = DTMF. exemple: pour 4, on aura f 2 et F 1. F 1 = 1209 Hz F 2 = 1336 Hz F 3 = 1477 Hz F 4 = 1633 Hz f 1 = 697 Hz 1 2 3 A f 2 = 770 Hz 4 5 6 B f 3 = 852 Hz 7 8 9 C f 4 = 941 Hz * 0 # D Signalisation sur liaison numérique: Protocole D En numérique, un code signifie un message: Protocole ( voir cours RNIS ). En plus on pourra utiliser le multiplexage temporel pour avoir en permanence info et signalisation. 17

II) Signalisation réseau/réseau Signalisation par canal sémaphore ( CCITT N 7 ) En parallèle du réseau des commutateurs acheminant les informations, on aura le réseau de signalisation. Il sera en commutation de paquets A chaque centre de commutation du réseau téléphonique est associé un point sémaphore (PS) qui est l origine et le destinataire des messages de signalisation. Les messages de signalisation sont émis selon le protocole DSS1 ( Digital Subscriber Signaling ) 18

RECAPITULATIF + TRANSMISSION car distance Electricité -> Fil métallique Lumière -> Fibre optique Ondes Electromagnétiques -> Atmosphère + COMMUTATION car grand nombre d abonnés => Regroupement de com. sur un même support ( multiplexage ) et aiguillage des com. Circuits -> Com. sûre de passer sans délai variable Mais monopolise ressource de com. Doit être établi de bout en bout avant com Paquets ( informatique ) -> Adaptatif au trafic Mais délai variable Faut rajouter étiquette Contrôle d erreurs + SIGNALISATION car commutation => Faut échanger avec le réseau des infos sur la com pour la gérer. => 2 types d infos: Infos propres à la com. Infos de signalisation => SERVICES en parallèle à la com. USAGER/RESEAU Analogique: Impulsions Fréq. Voc. Numérique: LAP-D RESEAU/RESEAU Analogique: TRON/RON Numérique: CCITT 7 19