chap4

Chapitre 4

Types de réseaux

L’extension des services téléinformatiques suit étroitement celle des réseaux detélécommunications. Ces derniers servent d’infrastructure au transport de l’information etils se développent de façon à permettre le transit indifféremment de tout type de données,par l’accroissement des procédés numériques. Commençons par étudier le réseautéléphonique. Nous présenterons ensuite le réseau numérique à intégration de services(RNIS).

Voici les concepts importants abordés dans ce chapitre :

− La téléphonie• l’architecture du système téléphonique• le dimensionnement d’un système téléphonique• le trafic téléphonique• la signalisation• les systèmes de commutation• la téléphonie sans fil

− Le réseau numérique à intégration de services (RNIS)• le modèle de référence• les services RNIS• la couche physique RNIS• la couche liaison RNIS• la couche réseau RNIS

4.1 TÉLÉPHONIE

4.1.1 Introduction à la téléphonie

En 1876, Graham Bell déposa son brevet de téléphone. En 1877, la compagnie Bell estformée. En 1876, le premier commutateur téléphonique fait son apparition. Déjà en 1890,il y a 1,5 million de téléphones aux États-Unis. Le nombre de téléphones atteindra bientôtle milliard.

Du premier système primaire qu'il était, le téléphone a évolué et la téléphonie est devenueune science en soi. Elle fait appel à des techniques de traitement du signal analogique etnumérique. De plus, la possibilité de commuter intelligemment et économiquement leslignes d’abonnés est un art, car il s'agit de bien dimensionner les commutateurs pour quetout abonné puisse être rejoint facilement, presque en tout temps et avec un minimum dedélai.

Le câblage de cuivre comprenait au départ des câbles bipolaires, des câbles torsadés etdes câbles bipolaires blindés. Par la suite, pour des transmissions à de plus grandes

LES TYPES DE RÉSEAUX 2

© Télé-université, Septembre 1999 INF 5004

vitesses, on a fait usage de câbles coaxiaux, de guides d'ondes et de fibres optiques. Lacommunication téléphonique par voie hertzienne, d'abord réservée aux transmissions àhaut débit des compagnies de téléphone, est devenue l'apanage des abonnés par le réseaude téléphonie cellulaire.

Deux standards principaux ont évolué séparément au cours des dernières décennies. Dansle système téléphonique nord-américain, la hiérarchie des canaux est généralementdénommée T1, T2, T3 ou T4 ou encore DS1, DS2, DS3, DS4 correspondant à latransmission de 24, 96, 672 et 4032 conversations, aux vitesses respectives de 1,544,6,312, 44,736 et 274,176 Mb/s. Le système européen a une hiérarchie de canaux,désignée premier, second, troisième et quatrième ordre, correspondant à 32, 128, 512 et2048 canaux téléphoniques, aux vitesses respectives 2,048, 8,192, 34,368 et139,264 Mb/s. Il va sans dire qu'à chacune de ces hiérarchies correspondent des méthodesdifférentes de reconnaissance de trames et de gestion.

Le domaine est régi par des normes internationales auxquelles s'ajoutent de nombreusesnormes nationales. Les normes internationales n'ont pas force de loi. Elles constituentcependant un créneau d'alignement suggéré à tout manufacturier désireux de mettre enmarché ses produits de par le monde, tout en offrant un certain nombre de garanties enmatière de compatibilité. Ces recommandations sont généralement respectées dans lapratique.

4.1.2 Architecture du système téléphonique

Le réseau téléphonique commuté public est essentiellement un réseau public de typeouvert. Cela signifie que tout client peut en demander l’accès, à condition d’accepter lesprocédures d’exploitation et les frais d’utilisation. Une fois raccordé au réseau, l’abonnépeut avoir accès sans restriction aux autres clients du réseau.

En téléphonie, la zone de distribution constitue la cellule élémentaire. Chaque zone estmunie d’un commutateur à autonomie d’acheminement (CAA), capable d’orienter letrafic sortant de la zone dans un certain nombre de directions, conformément à unetopologie en étoile, comme le montre la figure 4.1.



FIGURE 4.1

L’organisation du réseau téléphonique.

Un abonné peut être raccordé de deux façons à son commutateur à autonomied’acheminement : soit directement, soit par l’intermédiaire d’un commutateur local. Lescommutateurs à autonomie d’acheminement sont reliés entre eux par des lignes à 4 fils,alors que les commutateurs locaux le sont par des lignes à 2 fils. La ligne à 4 fils procureune paire de transmissions dans chaque sens et permet de réaliser un circuit duplexintégral. Quant à la ligne à 2 fils, elle fournit une paire de transmissions pour l’ensembledu circuit.

Du point de vue matériel, le réseau téléphonique est constitué :

− de commutateurs qui assurent la concentration du trafic des abonnés raccordés et larépartition des communications;

− de postes d’abonnés qui assurent la conversion de la parole en signaux électriques,et vice versa;

− de supports de transmission appelés lignes, ou circuits, dont la fonction est depropager des signaux, à courte ou grande distance, dans la bande de fréquencepermettant la reproduction fidèle de la parole, soit de 300 à 3400 Hz.

2 fils

Zone de distribution

Abonné

Commutateur local (CL)

Commutateur à autonomie d’acheminement

4 fils



L’établissement d’une communication entre deux abonnés, le demandeur et le demandé,se réalise en connectant de proche en proche des centres de commutation reliés par lessupports de transmission. Les commutateurs échangent des informations, entre eux etavec les abonnés, et cela jusqu’à la rupture de la connexion.

Plusieurs types de support sont utilisés dans les réseaux téléphoniques. Les lignes deraccordement des abonnés à leur commutateur à autonomie d’acheminement sontgénéralement constitués de simples paires de conducteurs métalliques faits de cuivre,recouverts d’un isolant et torsadés. Les artères de transmission qui relient entre eux lescentres de commutation utilisent des câbles coaxiaux, des faisceaux hertziens et, de plusen plus fréquemment, des fibres optiques.

4.1.3 Poste téléphonique

L'objectif premier du téléphone était de transmettre des conversations. On a donc viséplutôt l'intelligibilité de la conversation que la haute fidélité.

L'ouïe humaine peut capter des sons allant de 200 Hz à 20 kHz. Cependant, la voixhumaine est limitée aux fréquences allant de 2 à 6 kHz environ. De fait, la majorité del'énergie vocale est distribuée dans les quatre premiers kilohertz; aussi se contente-t-on detransmettre et de recevoir l'information audio en se limitant à la bande passante qui va de300 à 3400 Hz seulement. Qui plus est, une telle bande passante correspond à la réponsed'un microphone fort simple, le microphone au charbon.

Dans un microphone au charbon, la résistance électrique des particules de charbon qui ysont enfermées varie avec la pression acoustique. Ainsi, la voix humaine qui émet desondes de pression acoustique d'amplitude et de fréquence variables, fait varier larésistance des particules de charbon. Il s'ensuit que le courant électrique passant dans unmicrophone varie selon les fluctuations de la pression de l'air, que provoque la voixhumaine ou tout autre bruit dont la fréquence se trouve essentiellement dans la gammeallant de 300 à 3400 Hz.

En décrochant un combiné téléphonique de son poste, le crochet commutateur estdéclenché. Le microphone est aussitôt branché à une source de tension continue et l'ondeélectrique variable qui circule dans le fil du combiné est proportionnelle à l'amplitude dessons qui atteignent le microphone. Au récepteur, un électro-aimant est alimenté encourant par le signal électrique variable provenant à la ligne téléphonique. Il s'ensuit quedes plaquettes métalliques aimantées se déplacent selon les variations du signalélectrique, déplaçant un diaphragme élastique et créant de la sorte des ondes de pressionacoustiques, et donc audibles.

Pour l'établissement d'une conversation, l'on a recours au cadran ou au clavier à touches,de même qu'à la sonnerie. La sonnerie est activée par un courant alternatif provenant ducentral par la ligne de l'abonné. En tournant, le clavier à cadran déconnecte un certainnombre de fois la ligne, créant ainsi des impulsions dont le nombre est compté au central.Le clavier à touches permet de transmettre par la ligne de l'abonné des fréquencesaudibles particulières qui sont identifiées au central.



La ligne de l'abonné est généralement constituée de deux fils conducteurs reliant le postede l'abonné au central. Ainsi, chaque abonné requiert deux fils pour son propre usage. Lamême paire de fils sert à transmettre et à recevoir la parole dans les deux sens.

Éléments du poste téléphonique

Une poste téléphonique comprend les éléments suivants :

− Le microphone, dont la fonction est de transformer en signaux électriques variableset proportionnels, les ondes acoustiques produites par la voix humaine.

− Le haut-parleur ou récepteur, qui exerce la fonction inverse du microphone, soitreproduire des ondes acoustiques dont l'intensité est proportionnelle à celle dessignaux électriques qu'il reçoit.

− Le cadran d'appel ou clavier de numérotation, qui permet de composer un numérode téléphone.

− Le crochet commutateur, qui lorsque le combiné est décroché, connecte le postetéléphonique au central, l'avertissant de la prise du téléphone.

− La sonnerie, qui permet d'aviser un abonné de l'arrivée d'un appel.

− Le circuit équilibreur, qui permet à l'abonné de ne pas entendre sa propre voix.Ainsi, le signal du microphone se divise en deux parties : l'une allant au circuitéquilibreur et l'autre allant au central; étant donné que le circuit équilibreur estconçu de façon à présenter la même impédance que celle du central (soit 400 Ωenviron), ces deux courants sont égaux. Comme le microphone est relié aurécepteur par un transformateur à sortie centrale, les courants induits par les deuxsignaux provenant du microphone se divisent également, mais en antiphase. Ils'ensuit que le courant total qui passe par le récepteur est nul.

Combiné

Le combiné téléphonique comprend un microphone et un récepteur séparés par unepoignée rigide de sorte que le récepteur étant collé à l'oreille, le microphone se trouve àproximité de la bouche.

Microphone

Le rôle du microphone est de transformer les ondes acoustiques sonores en signauxélectriques proportionnels. Dans le cas du microphone à charbon, le plus utilisé, les ondesacoustiques atteignent une membrane élastique qui communique son mouvement à de lagrenaille de charbon. Deux électrodes sont branchées à la chambre contenant la grenaillede charbon. La pression acoustique qui fait varier la grenaille de charbon se condense et,de ce fait, sa résistance électrique varie également.

Il en résulte que, dans un circuit comportant une batterie (tension continue), unerésistance fixe et le microphone au charbon, le courant varie. C'est cette variation dusignal électrique qui va représenter la voix : sa fréquence est celle de la voix et sonamplitude est proportionnelle à celle du son.



Le microphone se comporte comme une résistance variable. Au courant continu dans cecircuit, se superpose un courant alternatif proportionnel à l'intensité de la voix qui atteintle microphone. La figure 4.2 illustre le branchement type d’un microphone.

Batterie(tension continue)

1 kΩ

Microphone

FIGURE 4.2

Branchement type d’un microphone.

Récepteur

Le récepteur transforme les signaux électriques variables en ondes acoustiquesproportionnelles. Il consiste généralement en un électro-aimant (palette de fer douxamovible), le courant variable circulant autour d'un aimant, déplaçant ce dernier. Lapalette de fer doux amovible est rattachée à un diagramme dont les mouvements sontproportionnels au courant. Il en résulte un déplacement de l'air en avant du récepteur,créant ainsi des ondes acoustiques audibles.

Crochet commutateur

Lorsque le combiné est au repos, les fils parvenant du central atteignent le circuit desonnerie; le microphone est toutefois déconnecté.

Lorsque le combiné est levé, un ressort libère le crochet commutateur, ce qui permet dedébrancher le circuit de sonnerie et de brancher les fils provenant du microphone et durécepteur.

Circuit de sonnerie

La sonnerie peut être électromécanique (cloche) ou encore piézoélectrique. En Amériquedu Nord, le signal de sortie est un signal alternatif dont l'amplitude varie entre 90et 110 V et dont la fréquence est de 20 ou 30 Hz. La sonnerie est activée toutes les4 secondes pour une durée de 2 secondes.

Ajoutons que le signal de sonnerie n'est pas le même dans tous les pays. Ainsi, en France,c'est un signal de 25 Hz/80 V émis toutes les 3,3 secondes pour une durée de 1,7 seconde.En Grande-Bretagne, il s'agit de deux signaux dont la durée est de 0,4 seconde, espacésde façon alternative par des silences de 0,2 seconde et 2 secondes.

Cadran d'appel

Le cadran rotatif traditionnel des postes téléphoniques est un générateur d'impulsions. Encomposant par exemple le numéro 6, on place le doigt dans le trou d'un disque mobile



indiquant le numéro 6; on tourne le disque mobile dans le sens des aiguilles d'une montrejusqu'à une butée d'arrêt. Sitôt le disque mobile relâché, un ressort le ramène à sa positionoriginale. La partie reliée au disque mobile, et qui se trouve à l'intérieur du postetéléphonique, se déplace également; c’est une roue édentée. En retournant à sa positioninitiale, la roue édentée rencontre un cliquet qui en ralentit légèrement le mouvement. Àchaque « clic », les mouvements du cliquet connectent pour un certain temps le circuitmenant au central. Ainsi, à six clics vont correspondre six interruptions brèves du courantcirculant entre le central et le poste téléphonique (figure 4.3). Ces impulsions sontcomptées au central qui identifie ainsi le nombre 6.

connexion au central

interruption aucentral

combinéraccroché

combinédécroché

temps mort

"6" "2"

FIGURE 4.3

Impulsions générées dans un téléphone à cadran d’appel.

La fréquence des impulsions peut varier entre neuf et onze par seconde. Deux impulsionsconsécutives sont séparées par des durées de fermeture de circuit. La durée de fermeturedu circuit Tc est égale à la moitié de la durée d'ouverture du circuit Tc.

Le temps mort séparant la composition de deux chiffres doit être supérieur à300 nanosecondes et inférieur à trois secondes.

Clavier de numérotation

En enfonçant une des douze touches du clavier de numérotation, on transmet vers lecentral des signaux audibles reconnaissables. Chaque enfoncement d'une touche de ceclavier connecte deux sources de fréquences audibles, comme l’indique la figure 4.4. Leressort en arrière de chaque touche ramène cette dernière à sa position de départ aprèschaque enfoncement.



1 209 1 336 1 477 1 633 (inusité)

697 1 2 3

770 4 5 6

852 7 8 9

941 10 11 12

FIGURE 4.4

Tonalités générées dans un téléphone à clavier de numérotation.

Ainsi, en appuyant sur la touche 8, des signaux de 852 et de 1336 Hz sont émis. Enappuyant sur la touche 3, des signaux de 697 et 1477 Hz sont émis, et ainsi de suite. Lessignaux émis durent 50 nanosecondes, au minimum, et le temps, qui sépare latransmission des signaux correspondant à deux chiffres (digits) différents, varie entre45 nanosecondes et 3 secondes. Au central, ces tonalités sont décodées et interprétéescomme des chiffres.

Des circuits intégrés, tel le Plessey MV5089, permettent de générer les fréquencesaudibles avec une grande précision.

Fil téléphonique

Les fils téléphoniques d'aujourd'hui sont préconnectés et il n'est plus nécessaire de lesbrancher individuellement. Le fil spiralé reliant le combiné au poste téléphonique setermine par un connecteur RJ11. Un connecteur est branché au combiné et un autre à laprise conçue à cet effet dans le poste téléphonique. En Amérique du Nord, le connecteurmâle comprend une languette élastique qui s'enclenche dans le connecteur femelle, unefois qu’il y est enfoncé. À travers le monde, on trouve différents types de prises télé-phoniques.

Un câble de quatre fils se terminant par des prises RJ11 se connecte au postetéléphonique d'une part et à la prise murale de l'autre.

Avec l'introduction du RNIS (réseau numérique à intégration des services), un nouveautype de prise murale RJ45 a été introduit de façon à pouvoir y brancher un câble de huitfils. Notons qu’un connecteur de quatre fils, terminé par un RJ11, peut s'insérer dans unconnecteur huit fils RJ45.

Liaison entre le poste téléphonique et le central

Les lignes téléphoniques de cuivre usuelles introduisent une distorsion de fréquenceparticulière. Aussi doit-on placer à intervalles réguliers des inductances séries (de 15à 60 MHz) en vue d'uniformiser l'atténuation au sein de la bande de fréquencetéléphonique (3,4 kHz). La méthode d'insertion des inductances le long des filstéléphoniques, appelée pupinisation, du nom de son inventeur Pupin, permet de tripler lalongueur du câble utilisé, sans avoir recours à des répéteurs.



Longueur de la ligne téléphonique

Il sera souvent nécessaire d'amplifier le signal électrique voyageant le long des filstéléphoniques. Il ne faut pas oublier que les mêmes deux fils font passer des signauxaudio dans les deux directions. Aussi a-t-on recours à un amplificateur bidirectionnel.Dans un tel amplificateur, les signaux de transmission (TX) et de réception (RX) sontextraits des deux fils téléphoniques au moyen d'un circuit hybride, sont amplifiésséparément et selon des sens différents avant d'être à nouveaux rassemblés sur deux filsau moyen d'un autre circuit hybride. Des circuits équilibreurs jouent un rôle déterminantdans la séparation et la recombinaison des signaux audio de transmission et de réception.

Il va sans dire que les amplificateurs bidirectionnels peuvent également jouer le rôle desinductances de ligne visant à égaliser les pertes sur la ligne en fonction de la fréquence(pupinisation de la ligne).

Suppresseurs d'écho

Des lignes téléphoniques mal balancées peuvent être à l'origine d'écho, le signal transmisretournant à l'expédiant. L'écho survient au bout de 2 (T2 + T4) secondes, T2 représentantle délai existant dans les deux fils et T4 représentant le délai existant dans les quatre filsdes amplificateurs bidirectionnels. Le délai est perçu par l'oreille lorsqu'il dépasse 40 ms.Par ailleurs, la puissance de l'écho dépend des pertes du transformateur deux fils à quatrefils (environ 3 dB) et du transformateur quatre fils à deux fils (environ 3 dB). L'écho estminimisé si l'atténuation de ligne est plus importante et si le délai encouru est plus court.

L'insertion d'une annulation d'écho est la façon la plus appropriée de contrer cetinconvénient. Un modèle de l'écho adaptatif est construit à partir du signal original; cemodèle d'écho est soustrait à l'écho actuel pour l'annuler. Cette technique est aujourd'huilargement répandue, facilitée par le circuit intégré destiné à cette fin.

Diaphonie

Il y a diaphonie lorsqu'un signal téléphonique associé à une autre conversation interfèreavec le signal téléphonique de l'abonné. La capacité distribuée entre deux lignestéléphoniques est généralement la source de la diaphonie. En théorie, nous pourrionsaugmenter le courant de ligne pour rendre cette dernière insensible aux courants induitspar d'autres lignes. Toutefois, cela pourrait engendrer des interférences indésirables surces autres lignes. La situation d'équilibre est atteinte par un choix judicieux du câble et duniveau de courant circulant dans la ligne téléphonique.

La diaphonie de ligne augmente généralement avec la fréquence. Elle est minimiséelorsque la capacité distribuée entre les câbles est la même que la capacité distribuée entrele câble et la terre.

4.1.4 Dimensionnement d'un système téléphonique

Idéalement, le trafic téléphonique doit être fluide, c'est-à-dire que le systèmetéléphonique doit pouvoir connecter en tout temps deux abonnés quelconques. De façonanalogue, tout conducteur espère trouver en tout temps des voies routières dégagées etnon congestionnées.



Lorsqu'un usager décroche son combiné pour parler au téléphone, il doit encourir lesdélais suivants :

− l'attente de la tonalité d'invitation émise par le central, après qu’il ait décroché lecombiné;

− le temps de numérotation, qui dépend du téléphone (à cadran ou à touches) et del'usager;

− le temps nécessaire à établir la connexion avec un second abonné, qui dépend desdifférents commutateurs placés le long de la connexion entre les abonnés;

− le délai de réponse du correspondant qui répond après un certain nombre desonneries;

− l'efficacité du trafic, soit le rapport (en pourcentage) du nombre d'appels aboutissantà une conversation au nombre total d'appels effectués par les usagers. Il va sans direque l'efficacité d'un réseau téléphonique fluctue au cours de la journée. Elle atteintdes maximums entre 10 h et 11 h lE matin et entre 17 h et 18 h lE soir. Certainsjours (Nouvel An ou Fête des mères, par exemple), le taux d'utilisation destéléphones est exceptionnel. Quand un abonné ne peut obtenir un circuit disponible,on dit qu'il y a blocage.

4.1.5 Trafic téléphonique

Définitions

La somme des communications plus ou moins nombreuses ou plus ou moins longuesconstitue l'intensité du trafic, laquelle se mesure en erlangs (E), du nom du mathématicienErlang. L'intensité du trafic Q, exprimée en erlangs, est le produit du nombre moyend’appels (communications) par heure C, par la durée moyenne d'une communication T,soit :

Q = CT

Par exemple, si 100 abonnés engagent 40 conversations téléphoniques en une heure etque la durée moyenne de ces conversations est de 3 minutes, la fréquence des appels parheure est de :

eappel/heur ,40 100

40 ==C

et l'intensité du trafic est de :

Q = CT = 0,4 appel/heure × (3/60) heure = 0,02 E

Si le réseau téléphonique consiste en une seule ligne téléphonique, un erlang vacorrespondre à 100 % d'occupation de la ligne en une heure. Pour répondre aux besoinsdu trafic téléphonique d'intensité E, il faut prévoir N lignes téléphoniques; ce nombre Ndoit être inférieur au nombre d'abonnés, pour atteindre une probabilité de blocageacceptable.



Modèles statistiques relatifs aux calculs de blocage

Lorsque l'abonné tente d'établir une communication et que le réseau est congestionné, ondit qu'il y a blocage. Un système téléphonique bien dimensionné (nombre de lignes etcapacité de commutation) minimise la probabilité de blocage. Trois modèles statistiquesont été développés pour quantifier la probabilité de blocage :

− la formule Erlang B suppose que s'il y a blocage, l'abonné abandonne et ne rappellepas (formule retenue dans certaines compagnies européennes);

− la formule Erlang C suppose que lorsqu'il y a blocage l'abonné va continuer derappeler jusqu'à ce que la ligne se libère;

− la formule de Poisson suppose qu'en cas de blocage, l'abonné appelle au bout d'uncertain temps T (formule retenue en Amérique du Nord).

De par les hypothèses propres à chacune de ces formules, il est évident que la probabilitéde blocage prédite sera plus petite dans la formule Erlang B, intermédiaire dans le cas dela formule de Poisson, et plus élevée dans le cas de la formule Erlang C.

Les courbes de la probabilité de blocage en fonction du trafic exprimé en erlangs, avec lenombre de lignes N en paramètres, apparaissent dans la majorité des ouvrages traitant detrafic téléphonique. Des tables détaillées permettent également de résoudre des problèmesde dimensionnement de réseau téléphonique.

4.1.6 Signalisation

La signalisation téléphonique permet les échanges d'information entre le postetéléphonique et le central (signalisation terminale), de même qu’entre les commutateursdu réseau téléphonique (signalisation entre autocommutateurs). Elle comporte quatrevolets :− Les signaux de supervision, qui sont utilisés pour établir, rompre ou facturer une

communication téléphonique.− Les signaux d'adresse, qui acheminent les numéros de téléphone et les codes

régionaux correspondants.− Les signaux d'information, qui transmettent des informations relatives au

déroulement de la communication (sons audibles, messages préenregistrés, etc.).− Les signaux de gestion du réseau, qui servent à déterminer l'allocation des lignes,

les caractéristiques de commutation, ou à modifier ces dernières dans le cas desurcharge du réseau.

Nature des signaux de signalisation

Signalisation voie par voie

La signalisation voie par voie (associated channel signaling) consiste à attribuer, defaçon fixe, un canal de signalisation à chaque voie de communication. Ainsi, chaque voietéléphonique dispose de sa propre signalisation afin de transmettre les informations deservice la concernant. Deux mécanismes sont mis en œuvre :



− Signalisation dans la bande (in band signaling) dans laquelle les signaux sontvéhiculés dans la bande des fréquences vocales. Une ou plusieurs fréquencesvocales sont émises séparément ou simultanément. C'est ce type de signaux qui sontutilisés dans le cas d'un clavier de numérotation à touches.

− Signalisation hors-bande (out of band signaling) dans laquelle les signaux sontvéhiculés dans une bande de fréquence disjointe afin de limiter les risquesd’interférence. Il peut s'agir d'un signal de fréquence hors-bande (3,825 kHz oumême 0 Hz). La signalisation par impulsions d'un cadran de numérotation, parexemple, se fonde sur la série d'états de repos et d'états actifs de la ligne pourtransmettre l'information. On peut même, dans certains cas, faire varier la polaritéde l'alimentation pour augmenter le nombre de possibilités d'informationsdifférentes.

Canal sémaphore no 7

Un canal sémaphore no 7 (common channel signaling no. 7), dédié à la signalisation,vient s'ajouter aux canaux normaux afin que chacun soit traité séparément. Ce système aété retenu dans le RNIS (réseau numérique à intégration de services) où chaque abonnéreçoit deux canaux de 64 kb/s chacun (canaux B), de même qu'un canal de signalisationde 16 kb/s (canal D).

Signalisation au poste téléphonique

Au poste téléphonique, la série d'impulsions générée par le cadran de commutation ou lasérie de tonalités générée par le clavier à touches sont reconnues au central comme desnuméros.

En téléphonie numérique, les signaux parviennent au central par un multiplexeur. EnAmérique du Nord, 24 signaux sont multiplexés et sont codés en binaire. Au sein d'unmême intervalle d'échantillonnage, nous retrouvons une série de 24 signaux de 8 bitsprovenant de 24 postes téléphoniques, de même qu'un bit de trame. Rappelons que lafréquence d'échantillonnage en téléphonie est de 8 kHz, ce qui correspond à une période

d'échantillonnage de 1

8125

ks= µ , et que le niveau de chaque échantillon est représenté

par 8 bits.

Ainsi, dans un intervalle d'échantillonnage ou trame, nous aurons, comme le montre lafigure 4.5 :

24 × 8 + 1 = 193 bits

1 2 3 4 5

8 bits/canalbit uniquede trame

24

FIGURE 4.5

Trame téléphonique nord-américaine T1.



La vitesse binaire est donc de 193

125µs = 1,544 Mb/s.

Le bit de trame a un rôle essentiel. Il est identifiable et permet d'assigner chaque groupede huit bits à son « géniteur » légitime. Autrement, nous ne saurions reconnaître dans untrain d'impulsions donné quand répartir les bits par groupes de huit.

Voyons maintenant les principales méthodes de signalisation qui prévalent entre le postetéléphonique et le central, et entre plusieurs centraux.

Signalisation de mise en marche par court-circuit (loop start)

Un changement d'état d'occupation de la ligne se fait généralement par la détection ducourant de ligne qui passe d'une valeur quasi nulle (combiné raccroché) à une valeurallant de 20 mA à 40 mA (combiné décroché), comme le montre la figure 4.6. Lavariation de courant est détectée par le central qui prend les mesures nécessaires pourcontinuer l'appel. Rappelons que les lignes sont alimentées par une tension de 50 volts,fournie par le central.

Postetéléphonique Central

Tip I = 0 0 V

Ring -50 V

Combiné raccroché

Postetéléphonique

CentralTip

I ≠ 0 0 V

Ring

-50 V

-20 V

-30 V

600 Ω

Combiné décroché

FIGURE 4.6

Signalisation Loop Start.

En levant le combiné, une résistance de 600 Ω est branchée au central. Le courant de laligne dépend de la longueur des fils téléphoniques. Il peut varier entre la valeur maximalede mA41≅ , lorsque la longueur des fils est négligeable, et la valeur minimale de

mA20≅ , la résistance des fils étant alors limitée à 1300 Ω. Le central est alors prêt àrecevoir les informations de numérotation de la part du poste téléphonique.

Dans le cas de la réception d'un appel (figure 4.7), le signal de sonnerie (courantalternatif) provenant du central active le circuit de sonnerie du poste téléphonique.



Central

0 volt

-50 volt + signal de sonnerie

Circuit desonnerie

Postetéléphonique

Combiné raccroché, réception de sonnerie

FIGURE 4.7

Réception d’un signal de sortie, signalisation Loop Start.

Une situation délicate peut toutefois se produire : un usager peut décider de décrocher soncombiné en même temps que le central décide de lui envoyer un signal de sonnerie. Pouréviter une telle situation, on passe à la signalisation par mise à la terre (ground startsignaling).

Normalement, le central fournit une tension de –50 volts à un des deux fils téléphoniques(fil R), tandis que le second fil (fil T) est ouvert.

Lorsqu'un abonné veut placer un appel, il met momentanément à la terre le fil R, avantque le poste ne vienne se connecter au fil R. De la sorte, le courant circule entre le centralet le fil R. Le central détecte l'augmentation de courant. Lorsqu'il est prêt à recevoir del'information du poste téléphonique (l'adresse), il réagit en connectant à la terre le fil T,mettant ainsi en fonction la boucle du central : fil R, poste téléphonique et fil T. Lecentral peut envoyer alors une tonalité d'invitation.

L'abonné, qui détecte la mise à la terre du central et la tonalité d'invitation, compose alorsson numéro.

Un abonné reçoit un appel lorsqu'il reçoit un signal sur le fil R ou lorsqu'il détecte la miseà la terre du fil T par le central.

L'avantage de la signalisation par mise à la terre est de réduire la possibilité que l’abonnéet le central prennent un circuit simultanément.

Signalisation entre autocommutateurs

Signalisation par changements d'états

À une extrémité du circuit, le circuit ouvert est dans une situation de repos. Lorsqu'uncircuit est activé, les extrémités du circuit sont connectées à une résistance de 500 Ω toutau plus. La seconde extrémité du circuit, les extrémités T et R sont branchés à la terre età –50 volts. Sitôt que le circuit est activé, les polarités des extrémités T et R du circuitsont inversées; cette inversion de polarité se déroule généralement en moins de 5 ms.

Signalisation par tonalités de supervision

Généralement, la fréquence de 2600 Hz est utilisée comme tonalité de signalisation.Certains systèmes utilisent une première fréquence dans une direction et une secondefréquence dans l'autre direction. Ce type de signalisation est appelé signalisation dans labande, car les signaux sont émis dans les mêmes voies et les mêmes fréquences que la



parole. L'abonné n'entend pas cette tonalité, car lorsque le combiné est raccroché, un filtreéliminateur de bande à 2600 Hz bloque cette tonalité.

La méthode dite de signalisation multifréquence attribue à chaque chiffre allant de 0 à 9,deux paires de fréquences. Par ailleurs, deux autres signaux bifréquences indiquentrespectivement le début et la fin de la composition du numéro appelé. Il existe un autretype de signalisation dite hors-bande, qui se fait à des fréquences en dehors de celles dela parole, soit à 3,5 kHz et plus. Il existe également une version de signalisationmultifréquence, dans la bande et hors-bande, faisant usage de six tonalités dans chaquedirection.

Signalisation E et M

La signalisation E et M (du latin, E pour excipere qui signifie recevoir, et M pour mitterequi signifie émettre) est utilisée entre les autocommutateurs. Cette signalisation ne se faitpas au sein des deux ou quatre lignes de circuits téléphoniques audio, mais au sein dedeux lignes supplémentaires. Elle permet de superviser les conditions de circuits« branchés/débranchés ». L'information « M » provient du commutateur et est acheminéevers le circuit de signalisation; l'information « E » suit le chemin inverse. Il existeplusieurs protocoles pour les signaux d'interface E et M. Ces protocoles régissentgénéralement la communication entre les autocommutateurs (PBX pour Private BranchExchange) et le central.

Signalisation numérique

En téléphonie numérique PCM (Pulse Code Modulation) en Amérique du Nord, ledernier bit audio de chaque groupe de six trames est dérobé pour être consacré à lasignalisation; dans les téléphones publics, cela se fait pour le dernier bit audio de chaquegroupe de douze trames.

Cette méthode rend le système téléphonique nord-américain incompatible avec latransmission de données, en raison de l’emprunt de bits (bit stealing). Aussi, plutôt quede transmettre les données à 64 kb/s, les lignes téléphoniques dédiées à la transmission dedonnées fonctionnent à 56 kb/s, comme si les signaux audio étaient codés sur sept bits,plutôt que sur huit. En effet, 8000 échantillons/s x 7 bits/échantillon = 56 kb/s. Il estcourant en Amérique du Nord d’avoir des systèmes de transmission de données à desvitesses multiples de 56 kb/s. Par contre, les lignes RNIS fonctionnent à des vitessesmultiples de 64 kb/s, que ce soit pour la transmission de données ou pour la transmissionaudio.

Numérotation

Les recommandations UIT-TSS E.163 et E.164 prévoient l’octroi d’un numéro inter-national de douze et de quinze chiffres. Ainsi, dans la recommandation E.164, troischiffres sont réservés au code du pays (Canada et États-Unis : 1, France : 33, Grande-Bretagne : 44, Israël : 972, etc.), ce qui laisse jusqu’à douze chiffres pour la compositionà l’intérieur du pays, code régional compris. L’avantage de la nouvelle recommandationE.164 est d’être compatible au RNIS : trois bits sont réservés au code du pays, le mêmeque celui de la recommandation E.163.



Dans le cas de la communication de données, les services à commutation de paquetspublics (PPSN) utilisent la numérotation dite X.121 : trois numéros pour le pays, unnuméro pour le réseau et dix numéros pour identifier le terminal; cette numérotation n’estpas compatible avec celle de la recommandation E.163. Par exemple, au Canada, lesquatre premiers chiffres du réseau Datapac sont 3020. En France, les quatre premierschiffres du réseau Transpac sont 2080. En Grande-Bretagne, les quatre premiers chiffresdu réseau DSS sont 2342. Ceux de Tymnet et de Sprintnet aux États-Unis sont 3106et 3110. Les autres services de communication de données publics, tel le CSPDN,utilisent la même numérotation que le système téléphonique et le RNIS.

4.1.7 Systèmes de commutation

La commutation consiste à choisir un chemin particulier parmi tous les chemins possibleset disponibles permettant de relier deux lignes téléphoniques données, le numérocomposé par l'abonné servant d'instructions au commutateur. Ce chemin est toujours lechemin disponible le plus direct au moment de l’appel et il est choisi en fonction de lacharge instantanée des artères de communication dans le réseau. Ainsi, un mécanisme deroutage (calcul et choix d’un chemin) est mis en place dans chaque commutateur.

Le rôle d'un commutateur téléphonique est d'établir une liaison entre deux lignes qui luisont rattachées; cette liaison est maintenue pendant toute la durée de la conversationtéléphonique. Un commutateur enregistre également le numéro et la durée d'uneconversation à des fins de facturation.

On distingue deux familles technologiques de commutateurs : les commutateursélectromécaniques, les plus anciens et qui sont en voie de disparition, et les commutateursélectroniques. Un commutateur électronique est un ordinateur disposant d’un nombreimportant d’équipements d’entrée-sortie spécialisés, ainsi que d’un systèmed’exploitation, de logiciels de communication, de gestion, etc. Parmi les commutateursélectroniques, on retrouve les commutateurs spatiaux et les commutateurs temporels.

Commutation spatiale

Le commutateur spatial met en œuvre la commutation de circuits. Il effectue en effet uneconnexion électrique directe entre une ligne d’entrée et une ligne de sortie. Cetteconnexion se fait automatiquement et est réalisée en quelques microsecondes.

L’inconvénient majeur du commutateur spatial, c’est que le nombre de points deconnexion est égal au carré du nombre de lignes du commutateur. Étant donné qu’il estimpossible avec la technologie actuelle de construire un boîtier pour accommoder plus de1000 broches avec 499 500 points de connexion, l’utilisation du commutateur spatial estlimitée à de petits systèmes de commutation locaux.

Commutation spatiale multiétage

Pour remédier au problème causé par le nombre de points de connexion, on a recours à lacommutation spatiale multiétage, qui consiste à fragmenter un gros commutateur spatial



en plusieurs plus petits et à les relier entre eux sous la forme d’un réseau d’inter-connexion spatiale.

Commutation temporelle

Les commutateurs temporels sont utilisés en téléphonie numérique, les signauxbinaires PCM étant commutés de façon temporelle par des ordinateurs. Leur principe defonctionnement est le suivant : les n lignes d’entrées sont explorées séquentiellement etrégulièrement en vue d’élaborer une trame d’entrées multiplexées comprenantn intervalles de temps. Par exemple, dans la hiérarchie téléphonique nord-américaine,24 canaux de 8 bits sont multiplexés dans le temps, dans l’intervalle d’échantillonnagede 125 µs.

Le cœur du commutateur temporel est un dispositif mélangeur de voies qui comprend unemémoire tampon et une mémoire de commande; l’entrée du mélangeur est la tramemultiplexée initiale. Les 8 bits de chaque canal sont écrits en séquence dans la mémoiretampon du mélangeur. Lorsque toute la trame est enregistrée, elle est vidée dans un ordredifférent, sous le contrôle d’une mémoire de commande ou table de commutation.

Ainsi, la séquence des intervalles de temps entre dans une mémoire tampon, mais est luedans un ordre différent. L’ordre de lecture est géré par un ordinateur dédié à lacommutation.

Autocommutateurs

Il existe plusieurs façons de connecter un combiné, selon le type de service désiré. Laligne d’abonné individuelle est normalement reliée avec un certain nombre d’abonnés. Ilexiste également des lignes téléphoniques partagées entre un certain nombred’utilisateurs. Par contre, les entreprises peuvent avoir recours à des servicestéléphoniques desservis par un autocommutateur.

Un groupement de lignes est un ensemble de lignes desservant un autocommutateur, desorte qu’un appel passant par l’autocommutateur puisse passer par n’importe quelle lignede ce groupement de lignes. Ainsi, les téléphones au sein d’une entreprise sont reliées àun autocommutateur disposant d’un certain groupement de lignes le reliant au central.

Autocommutateurs PBX

Les commutateurs électroniques dits PBX (Private Branch Exchange) ou PEBX (PrivateElectronic Branch Exchange) sont devenus courants. La première génération a été celledes téléphones à touches qui concentraient les appels de près de dix usagers. Lescommutateurs électroniques PBX sont la propriété et la responsabilité de l’usager etconcentrent entre 30 et 1500 appels. La solution dite Centrex est un commutateurélectronique PBX géré par la compagnie de téléphone; c’est un PBX virtuel.

Le marché des PBX est ouvert à la concurrence en Amérique du Nord. On y trouve descompagnies telles AT&T, Nortel, ROLM, NEC, Mitel, Wang, Fujitsu, Toshiba, Hitachi,Alcatel, Ericson, et d’autres.



Options offertes par les autocommutateurs

Les autocommutateurs offrent aujourd’hui à l’usager un nombre impressionnant defonctions.

Composition abrégée(abreviated dialing)

Code de numérotation abrégé pour certains numéros.

Rappel automatique(call back)

Essai de recomposition automatique lorsque la ligneappelée est occupée.

Identification de ligne(call party identification)

Le numéro de l’appelant est présenté à l’appelé.

Appel conférence(conference call)

Permet d’adjoindre d’autres abonnés à une mêmeconversation.

Haut-parleur(hand free operation)

L’abonné n’a pas besoin de prendre le combiné.L’appareil téléphonique est doté d’un microphone et d’unhaut-parleur.

Indicateur de message(message indicator)

Indique qu’un appel a été reçu.

Recomposition du derniernuméro (redial)

La recomposition se fait par la pression d’une touchedédiée.

Messagerie vocale(voice mail)

Enregistre les appels reçus en l’absence de l’appelé.

Transfert d’appels(call transfer)

Permet de prendre l’appel à un autre numéro.

Le nombre d’options offertes à l’usager est fort grand et il serait fastidieux de toutes lesénumérer.

L’industrie fait grand usage de la distribution automatique d’appels (ACD, AutomaticCall Distribution). Ainsi, dans des organisations de services, les appels sont acheminésséquentiellement aux préposés non occupés. Cela distribue donc plus équitablement et defaçon plus efficace les appels auxquels doit répondre une telle organisation.

Les services automatisés de réponses vocales (voice response services), offrant àl’appelant un menu d’options auxquelles il peut accéder en composant une ou plusieurstouches particulières, ont remplacé en grande partie le rôle joué auparavant par lastandardiste ou une réceptionniste. Le nombre interminable d’options risque cependant defrustrer l’usager. Par ailleurs, les messages téléphoniques reçus peuvent être écoutés àdistance, après la composition d’un « mot de passe » particulier.

La génération des téléphones intelligents (smart phone) propose à l’abonné les mêmespossibilités qu’un ordinateur : messagerie électronique, service de télécopie, paiement defactures et services bancaires. Les compagnies de téléphonie cellulaire notamment offrent



à l’usager des services de communication personnels (PCS, Personal CommunicationServices) dont les possibilités vont sans cesse en augmentant.

Routage des appels

Les circuits de téléphonie publics sont conçus pour assurer un blocage ne dépassant pas1 %. Autrefois, le routage était directement relié à la numérotation et l’appel suivait unehiérarchie rigide. L’appel local transite par le commutateur de l’échangeur local, l’appelrégional transite par un commutateur de plus haut niveau, etc.

Aujourd’hui, le routage se fonde sur le trafic en temps réel. De la sorte, lorsqu’un circuitest surchargé, le trafic est dévié sur une autre route. Un bon système téléphonique prévoitdes routages alternatifs, fut-ce pour des raisons de sécurité advenant le cas où un circuitparticulier serait rompu.

4.1.8 Téléphonie sans fil

La communication mobile et, de façon générale, la communication sans fil constituent undomaine en pleine expansion.

La technologie des faisceaux hertziens entre stations fixes est depuis longtemps mature.De façon générale, il s’agit de transmettre de très larges bandes passantes (de l’ordred’une vingtaine de mégahertz) sur une fréquence porteuse de plusieurs gigahertz. Dessolutions originales ont été apportées aux problèmes des évanouissements dus à lapropagation de l’onde par trajets multiples. Cette technologie est hautement fiable.

Les téléphones sans fil, dits portables et dont on se sert dans les domiciles, utilisent defaibles puissances et leur portée est limitée à quelques dizaines de mètres. L’extension dela portée peut être obtenue au moyen de stations répétitrices placées dans des endroitsstratégiques, comme c’est le cas pour les technologies dites CT1, CT2, CT2+ et CT3.

La téléphonie cellulaire permet d’augmenter la capacité du réseau téléphonique mobile.Une région donnée est divisée en cellules dont le rayon est de quelques centaines demètres à plusieurs kilomètres; des fréquences particulières sont attribuées à chaquecellule. En choisissant parmi les signaux reçus celui dont la puissance est la plus élevée,le récepteur cellulaire de même que le récepteur associé à la base dédiée à chacune descellules identifient la cellule en usage à tout moment. La station de base de la celluleidentifie le récepteur cellulaire particulier, selon un certain protocole d’identification, etelle transmet régulièrement l’adresse de la cellule à la station de base de la celluled’origine du récepteur. De la sorte, lorsque quelqu’un appelle le récepteur cellulaire, sabase d’origine transfère directement l’appel à sa base actuelle.

Les systèmes analogues (AMPS, par exemple) transmettent généralement en FM sur desfréquences allant de 800 à 900 MHz. Les systèmes numériques fonctionnent parmultiplexage temporel (TDMA) à l’intérieur d’une bande de fréquence allant de 800 à900 MHz ou de 1,85 à 1,99 GHz. Toutefois, la modulation par spectre étendu (CDMA)qui consiste à transmettre à de très bas niveaux de puissance l’information multipliée pardes séquences binaires particulières de haut débit, qui constituent un « code »personnalisé, présente des avantages particuliers, notamment en ce qui a trait à la capacité



des cellules. Les systèmes CDMA utilisent la bande passante à l’intérieur des fréquences1,85 à 1,99 GHz. Le système standard GSM, qui fait usage de la technologie CDMA, aété adopté dans une cinquantaine de pays. Il faut ajouter à cela les systèmes de pagette(paging), ainsi que les réseaux radio privés.

L’on parle de plus de systèmes de communication personnels (PCS) dans lesquels c’estl’individu plutôt que le terminal qui est identifié par un numéro particulier. Des servicesde téléphonie, de messagerie, de multimédia, de vidéoconférence et de bureautique sontprévus en PCS. Des cartes d’identification personnalisées SIM (Subscriber IdentityModule) insérées dans un appareil PCS permettent de personnaliser et de sécuriser lesservices PCS. Un tel système est grandement facilité par des systèmes satellites en orbiteautour de la Terre : système géostationnaire tel le MSAT, système à basse orbite tell’Iridium, système à orbite moyenne tel l’Odyssée, et système à haute orbite elliptique tell’ELMSAT. De tels systèmes peuvent communiquer avec des récepteurs fixes, mobilesou portables. Les réseaux locaux sans fil transmettant par ondes hetziennes ou par ondesinfrarouges font leur pénétration sur le marché.

La téléphonie sans fil peut être subdivisée en services fixes, telles les transmissions entredes tours d’antennes ou des antennes fixes en zones relativement éloignées, en servicesportables, ces derniers l’étant généralement au sein d’un même emplacement (réseauxlocaux sans fil ou appels confinés à l’intérieur d’un bâtiment ou d’une industrie) ou enservices mobiles où l’usager est en déplacement constant.

La téléphonie sans fil couvre de nombreux services : pagette, téléphonie, données,télécopies, etc. Nous tenterons d’en présenter les principaux domaines, de même que lesparamètres et les difficultés techniques qui s’y rattachent.

Principales méthodes de transmission à accès multiple en téléphonie mobile

Il existe trois méthodes principales permettant le multiplexage de plusieurs conversationsen téléphonie mobile. Elles sont connues sous les sigles de FDMA (Frequence DivisionMultiple Access) ou multiplexage temporel à accès multiple, TDMA (Time DivisionMultiple Access) et CDMA (Code Division Multiple Access) ou accès multiple àrépartition de code.

FDMA

Dans un système FDMA, plusieurs canaux de fréquence sont alloués pour pouvoirtransmettre un ensemble de conversations simultanées, tout comme c’est le cas pour lasyntonisation radio où plusieurs stations, ayant chacune leur fréquence de transmissionpropre, émettent simultanément. La téléphonie cellulaire analogique a recours au FDMA.

TDMA

Dans un système TDMA, l’axe du temps est réparti en intervalles réguliers. À chaqueutilisateur est alloué un intervalle de temps particulier de façon périodique. Ainsi, s’il y aN utilisateurs qui se partagent une période T, chaque utilisateur peut utiliser un intervallede temps T/N, de même que tous les intervalles de temps qui surviennent nT plus tard, oùn est un nombre entier. Généralement, la période T est reliée à la période d’échantil-



lonnage de signal transmis, qui est généralement la même pour chacun des N signauxtransmis. La téléphonie cellulaire numérique a recours au TDMA, les intervalles de tempsalloués à un usager particulier servant à transmettre généralement des signaux binairesassociés au signal d’usager.

CDMA

En CDMA, chaque signal numérique est mélangé à une séquence pseudo-aléatoireparticulière (généralement de vitesse très supérieure) pour former un nouveau signal.Pour récupérer le signal numérique original, il faut mélanger ladite séquence pseudo-aléatoire particulière au signal reçu.

Le signal CDMA recouvre généralement un large spectre, d’où le nom de modulation àspectre étendu qui lui est associé. Notons que les signaux CDMA occupent quasiment lemême spectre étendu et seule l’application de la séquence pseudo-aléatoire à chaquesignal (le code) permet d’identifier et de récupérer les signaux numériques de départ.

Services fixes

Les services fixes établissent des liaisons électromagnétiques entre :− des emplacements éloignés;− des sections différentes au sein d’un bâtiment (entre des étages par exemple);− différents bâtiments;− une antenne extérieure et une antenne à l’intérieur d’une maison, ce qui peut

constituer un système téléphonique alternatif.

À titre d’exemple, les systèmes Ionica (TDMA) et Milicon sont des systèmes opérant au-dessus de 3 GHz.

Téléphonie cellulaire

Le nombre de canaux de fréquences disponibles étant limité, la téléphonie cellulairepermet de réutiliser une fréquence donnée dans des endroits qui sont relativementéloignés sur le plan géographique. Pour cela, le territoire est divisé en cellules dont laforme est similaire à celle d’alvéoles, de façon que les cellules adjacentes utilisent desfréquences différentes.

Bien qu’un réseau cellulaire soit souvent présenté sous la forme de cellules hexagonales,il serait plus juste de considérer ces cellules comme plus ou moins circulaires. Il va sansdire que dans les zones rurales, les cellules seront plus grandes et qu’elles diminueront endimension dans un centre urbain.

Un réseau cellulaire doit être capable :− de pouvoir changer de fréquence de travail rapidement et sans problème lorsqu’un

usager se déplace et change de cellule;− d’être insensible à l’interférence pouvant provenir d’une transmission faite sur la

même fréquence de travail, mais dans une autre cellule;



− d’interfacer le réseau téléphonique local ou PSTN (Public Switched TelephoneNetwork);

− d’offrir une transmission fiable en dépit des perturbations climatiques et des pertes(évanouissements) propres aux canaux électromagnétiques hertziens.

Les systèmes analogues transmettent en FM, tandis que les systèmes numériques sontcodés en binaire à faible vitesse au moyen d’une technique de compression.

Téléphonie avec antenne fixe

Les téléphones portables souvent utilisés en milieu résidentiel communiquent avec uneantenne fixe.

Certains systèmes libèrent l’abonné de la recherche d’une cabine téléphonique. L’abonnéne doit cependant pas se déplacer et être à proximité (une cinquantaine de mètresmaximum) d’une borne radio reconnaissable. Dans des cas exceptionnels, la portée peutatteindre 100 ou 200 m.

4.2 RÉSEAU NUMÉRIQUE À INTÉGRATION DE SERVICES (RNIS)

À l’origine, les réseaux téléphoniques n’étaient destinés qu’à la transmission de la voix,mais ils ont évolué en utilisant une technologie analogique. Cependant, la diversificationdes besoins des utilisateurs a rendu désuète cette technologie. On peut actuellementutiliser, pour la transmission de la voix et pour la transmission des données, des supportstels que :

− le réseau téléphonique commuté (RTCP);

− des lignes téléphoniques louées dans différentes configurations (point à point,multipoint, système distribué);

− des réseaux spécialisés pour la transmission des données, comme DATAPAC.

Toutefois, ces différents réseaux ne permettent encore que fort peu et fort mal derépondre au besoin de communiquer à la fois la voix, les données et l’image. C’estpourquoi on a imaginé pour y parvenir un réseau d’accès facile pour l’utilisateur, capablede transmettre économiquement, et en même temps, ces divers types d’information. Decette préoccupation est issu le concept de réseau numérique à intégration de services(RNIS) ou ISDN (Integrated Services Digital Network).

4.2.1 Modèle de référence RNIS

La figure 4.8 présente le modèle de référence RNIS.



Bus S 2B +D Interface Interface T U Interface R

TE Équipement terminal (Terminal Equipment) placé chez l'abonné :TE1 : TE compatible au RNISTE2 : TE non compatible au RNIS

TA Adaptateur de terminal (Terminal Adaptor)NT Terminaison de réseau (Network Termination) :

NT1 : interface au niveau de la couche physiqueNT2 : interface au niveau des couches physique, liaison et réseau

Interface d'abonné R Peut desservir un terminal non compatible au RNIS.Interface d'abonné S Point de branchement pouvant desservir jusqu'à huit terminaux.Interface d'abonné T Point de branchement à la ligne RNIS.Interface d'abonné U Se situe sur la ligne numérique de l'abonné.Canaux B Pour les données ou l’audio (2 x 64 kb/s chacun).Canal D Pour la signalisation (16 kb/s).

FIGURE 4.8

Le modèle de référence RNIS.

Les fonctions de terminaison de réseau NT1 (Network Termination 1) appartiennent à lacouche physique (niveau 1 du modèle OSI). Elles incluent le contrôle physique etélectrique de la boucle (test de la boucle), la supervision de la ligne (moniteur deperformance), la synchronisation (timing), le multiplexage des bits.

La terminaison de réseau NT2 est une entité intelligente qui peut contenir, selon lesbesoins, les trois premiers niveaux de l’OSI, soit les couches physique, liaison et réseau.Elle peut faire de la commutation et de la concentration. Un contrôleur de terminaux estun bon exemple de NT2.

Le terminal TE1 (Terminal Equipment Type 1) est un équipement qui peut supporterl’interface normalisée d’un RNIS. Il peut être branché au réseau RNIS au point deréférence S. Parmi les terminaux TE1, on peut trouver le téléphone RNIS, l’ordinateur, latélécopie groupe 41, etc.

Le terminal TE2 (Terminal Equipment Type 2) est un équipement qui n’est pascompatible à la norme RNIS. Un adaptateur TA (Terminal Adaptor) lui sert alorsd’intermédiaire avec le point de référence S. Parmi les terminaux TE2, on trouve lemodem, l’ordinateur, la téléphone analogique, la télécopie groupe 32, X.21, etc.

Le point de référence S est donc le bus auquel l’abonné au service RNIS branche seséquipements. De fait, il existe un autre point de référence chez l’abonné, dit point deréférence T, qui sépare le réseau de l’équipement de l’abonné d’un point de référence U.

1 Défini par un avis du CCITT (1980), permet l’intégration du texte et de l’image.2 Transmission numérique plus lente que le groupe 4.

TE1

TE2 TA

NT2 NT1

PABX

Échangelocal



Du point de référence U, il est possible d’accéder à l’échange local téléphonique. Lesignal sur deux fils est à nouveau renvoyé sur quatre fils grâce à un terminal de ligne LT(Line Termination) qui assure la séparation deux fils/quatre fils et dont la sortiecorrespond au point de référence V. Ce dernier point de référence se rattache aucommutateur. De l’échangeur local, le signal de type CCS7 (Common Central SwitchingNo. 7) assure la communication au sein du réseau RNIS, comme le montre la figure 4.9.

C CS7Com m utateurcentral R N IS

Interface

V

Échangelocal

R éseauté léphonique

Interface

UL T

FIGURE 4.9

De l’interface U au réseau téléphonique

Le réseau RNIS s’appuie sur la hiérarchie du réseau téléphonique numérique existant quimultiplexe 24 canaux audio (système nord-américain DS1 à la vitesse de 1544 Mb/s) ou32 canaux audio (système européen E1 à la vitesse de 2048 Mb/s). Aux points deréférence, dans notre modèle de référence RNIS, ne transitent pas nécessairement que descanaux RNIS de type 2B + D, soit deux canaux B (transmission audio ou de données à64 kb/s) et un canal D (signalisation à 16 kb/s). Ainsi, le point de référence T peutaccommoder l’accès de base 2B + D ou encore l’accès primaire 23B + D à 1536 kb/s ou30B + D à 1984 kb/s ou encore un multiple de H0, soit un multiple de 360 kb/s.

4.2.2 Terminaux RNIS types

La figure 4.10 présente différents types de terminaux, ainsi que leur connexion auréseau RNIS. Les terminaux qui ne sont pas compatibles au RNIS sont tout de mêmeconnectés, mais au moyen d’un adaptateur de terminal TA.

Micro-ordinateuravec modem

TéléphoneRNIS

RéseauRNIS

NT

TA

TerminalVidéotex

TélécopieurGroupe 3

TA

TélécopieurGroupe 4

Micro-ordinateurRNIS

Téléphoneanalogique

TA

FIGURE 4.10

Exemples de terminaux connectés au réseau RNIS.



4.2.3 Services RNIS

Le RNIS permet d’offrir toute une panoplie de services de télécommunications auxusagers. Ces services peuvent être regroupés en deux catégories : les services supports(bearer service) et les téléservices (teleservices). Chacun de ces services peut être offertavec ou sans compléments de services (supplementary service); l’appel en attente est unexemple de services supplémentaires.

Services supports

Les services supports correspondent à des services, hors terminaux, associés auxcapacités intrinsèques de transmission entre les abonnés, aux caractéristiques d’accès et àdes caractéristiques d’utilisation et d’exploitation. Ils sont offerts par la couche réseau. Ilspossèdent les quatorze attributs suivants :

1. Mode de transfert (commutation de circuits ou commutation de paquets)

2. Débit binaire (B, 2B, H0, 1536 kb/s ou 1920 kb/s, 56 kb/s, etc.)

3. Type d’information (données, voix, audio 3,1 kHz, audio 7 kHz, audio 15 kHz,vidéo, etc.)

4. Structure (intégrité de 8 kHz, non structuré, etc.)

5. Mode d’établissement de communication (permanent, réservé ou sur demande)

6. Symétrie (communication unidirectionnelle ou bidirectionnelle)

7. Configuration (point à point, multipoint, etc.)

8. Débit d’accès (D 16 kb/s, B 64 kb/s, H0 , H11, H12, etc.)

9. Protocoles de signalisation :• au niveau de la couche physique• au niveau de la couche liaison• au niveau de la couche réseau

10. Protocoles d’accès à l’information :• à la couche physique• à la couche liaison (HDLC, LAPB, X.25, etc.)• à la couche réseau

11. Complément de services (plus-value de services, transfert d’appels, rappelautomatique, etc.)

12. Qualité de service

13. Interréseautage

14. Aspects commerciaux et opérationnels (dont la tarification).

Dans le cas où le mode de transfert est un mode de transfert par paquets, il est possible depréciser qu’il s’agit d’une transmission sur le canal B ou sur le canal D; dans ce derniercas, la signalisation s’effectue seulement une fois. La transmission par paquets peutprovenir d’un réseau de commutation par paquets (PPSDN) ou être lancée directementpar le RNIS.



Téléservices

Les téléservices sont des services de bout-en-bout, incluant les terminaux. Ils assumentdes fonctions des couches OSI supérieures (quatre, cinq, six et sept), en s’appuyant surles services supports. Ils correspondent à des services globaux de télécommunicationsentre utilisateurs ou entre terminaux, tels que le vidéotex, le télex, le télétexte, letélécopieur, la téléconférence, la vidéotéléphonie, l’audio à 7 kHz, la messagerieautomatique, pour donner quelques exemples. Les téléservices possèdent eux aussiquatorze attributs. Les neuf premiers sont similaires aux neuf premiers attributs desservices supports. S’ajoutent à ces derniers :

1. Type d’information de l’usager (téléphonie, audio, texte, fac-similé, vidéotex,vidéo, texte interactif, etc.)

2. Protocole de la couche quatre (X.224, T.70, etc.)

3. Protocole de la couche cinq (X.225, T.62, etc.)

4. Protocole de la couche six (T.400, G.711, T.61, T.6 et mode graphique, etc.)

5. Protocole de la couche sept (T.60, T.500, etc.)

Compléments de services

Des compléments de services peuvent s’ajouter aux services supports ou aux téléservicesRNIS. Les voici.

1. Composition directe (direct dialing in) : il s’agit d’une composition abrégée quiévite de passer par le standard téléphonique.

2. Identification d’appel (calling line identification presentation) : affichageautomatique d’informations relatives au correspondant.

3. Restriction de l’identification d’appel (calling line identification restriction).

4. Identification de l’appelé (connected line identification presentation) : affiche etidentifie le numéro de l’abonné qui vient d’être appelé.

5. Restriction d’informations relatives à l’appelé : si, par exemple, un numéroimportant a été composé par erreur.

6. Sous-adressage : permet d’étendre la capacité d’adressage au-delà de celle quepermet le réseau, jusqu’à 20 octets d’adresse à des fins interusagers.

7. Transfert d’appels et réacheminement (call transfer).

8. Appel en attente (call waiting) : indique qu’un abonné appelle durant uneconversation.

9. Mise en attente (hold) : permet d’interrompre momentanément une conversation.

10. Groupe fermé d’utilisateurs (closed user group) : permet à des usagers decommuniquer entre eux, mais non avec des usagers extérieurs.

11. Appel conférence (conference calling) : établit la communication entre un grouped’abonnés.



12. Identification d’appels malveillants (malicious call identification) : ceux-ci sonttracés pour l’échange téléphonique; permet de connaître l’identité de la ligneappelante (enregistrement par l’exploitant du réseau).

13. Priorité d’appel (priority service) : permet d’assurer un traitement préférentiel auxappels de certaines lignes d’abonné.

14. Facturation des services (charging services) : permet de porter les frais d’appels surdes cartes de crédit (credit card call) ou de virer les frais (reverse charging).

15. Modification de la catégorie de service de support au milieu d’un appel : passage dumode audio au mode télécopieur, par exemple.

4.2.4 Couche physique RNIS

La pupinisation des lignes téléphoniques analogiques a consisté à ajouter des inductancesséries le long des lignes, à des intervalles réguliers. Ces inductances égalisent ladistorsion de la ligne. Toutefois, elles déforment sérieusement les impulsions binaires enraison des transitions rapides du signal. Il importe donc de les éliminer pour pouvoirmaintenir une qualité de signal approprié.

La distance qui sépare l’échange téléphonique local (LE, Local Exchange) ou le centrald’un site desservi par un RNIS est limitée à 18 000 pieds, soit un peu moins de sixkilomètres. Il est utile de noter que des branchements intermédiaires le long de la ligneont pour effet de déformer les impulsions binaires, car l’impédance qui charge des lignesest modifiée et n’est plus égale à l’impédance caractéristique de la ligne téléphonique, cequi peut causer des réflexions ou échos multiples. Aussi, faut-il éliminer lesbranchements de ligne.

S’il existe un répéteur qui amplifie le signal le long des lignes téléphoniques, il y a dangerque l’échange local considère le répéteur comme étant la terminaison NT de l’abonné lorsdes tests de lignes. Des solutions logicielles peuvent parfois être apportées à ce problème,cela dépend du manufacturier du commutateur. Sinon, il est suggéré d’investir dans uneliaison optique qui résout ce problème tout en offrant de plus grandes possibilités à longterme.

Enfin, le câble téléphonique chez l’abonné peut être un câble torsadé non blindé AWG-26ou encore un câble de catégorie 3 ou plus (3, 4 ou 5). En outre, il est utile de vérifier quele matériau de construction des câbles répond au code électrique en matière deretardement à l’inflammabilité.

Une unité de dérivation est généralement conçue pour desservir plusieurs terminaux.Aussi, est-elle suivie d’une boîte de dérivation à partir de laquelle les fils téléphoniquesrelient les différents terminaux dans un branchement en étoile. L’unité NT devrait êtresituée à moins de trois mètres de la boîte de dérivation. Il est conseillé de choisir uneunité NT avec une pile ou batterie de secours, si l’on désire conserver la connexion duterminal, en cas de panne d’électricité.

Au niveau de la couche physique, un terminal RNIS donné (TE) peut être éloigné d’uneterminaison NT d’une distance pouvant aller jusqu’à mille mètres. Un câble dont lescaractéristiques d’atténuation sont de 6 dB à 96 kHz peut servir à cette fin.



Alternativement, il est possible de placer 4 terminaux sur une distance allant de 100 à500 mètres ou, encore, 8 terminaux sur une distance allant de 100 à 200 mètres. Lesrestrictions du nombre de terminaux en fonction de la distance sont reliées au délai aller-retour.

La figure 4.11 présente le câblage RNIS en détail. Notez qu’il est conseillé de garder lecâble téléphonique à une distance d’au moins six pieds (deux mètres environ) de câblesélectriques, d’antennes, de paratonnerre, de fils de sonnerie, etc., et de ne pas modifier lamise à la terre de la compagnie de téléphone.

LE

Six km maximum

(Pour de plus grandes distances,utiliser des répéteurs. Vérifier si lesrépéteurs ne seront pas reconnuscomme des TE. Si c'est le cas,utiliser un lien par fibre optique.)

PrisesRJ45

Boîte de dérivation

...Bloc de

protection

N T...

Trois kmmaximum

Câble AWG-26 oucâble de catégorie 3ou plus.

Un mmaximum

T ET E

FIGURE 4.11

Câblage de prises RNIS au réseau téléphonique.

Prise RNIS

Le connecteur RJ45 à 8 broches constitue la prise RNIS. L’alimentation primaire provientnormalement du réseau. Bien que la norme RNIS précise qu’il faut huit fils pour établir laconnexion RNIS, la communication RNIS peut être activée par quatre broches seulement,l’usage des quatre autres broches étant optionnel. Pour une transmission de vitesse RNISprimaire PRI, les huit fils sont nécessairement utilisés.

L’alimentation principale fournie par la compagnie de téléphone le long des lignesd’abonné est de 48 volts. La puissance fournie est normalement de un watt, mais elle peutêtre réduite à 420 mW, dans certaines conditions. La charge est conçue pour pouvoirconsommer 1 W lorsqu’elle est activée, et 0,1 W dans des conditions de non-activation.L’alimentation secondaire (48 volts) est dérivée à partir du secteur chez l’abonné. Elle estdestinée à fournir 7 W minimum, ou 2 W dans certaines conditions restrictives.L’alimentation tertiaire est rarement utilisée; elle pourrait servir à l’alimentation deréseaux locaux. En matière d’alimentation, il est important de vérifier lorsque l’on seprocure des équipements RNIS, si l’unité de terminaison NT est pourvue ou non d’unealimentation secondaire ou tertiaire.



La prise RNIS à huit broches, le RJ45, est conçue pour pouvoir être également branchée àune prise traditionnelle RJ11 à six broches, dont seulement quatre sont utilisées. De lasorte, un terminal, tel un téléphone dont le fil se termine par une prise RJ11, peut êtredirectement branché à une prise murale RJ45.

Codage de lignes RNIS

Dans le RNIS, le codage de lignes diffère selon le point de référence au sein du modèlede référence RNIS. Considérons la transmission d’un canal RNIS de type 2B + D. Auxpoints de référence S et T, l’information binaire circule sur quatre fils à la vitesse de144 kb/s, en codage AMI (Alternate Mark Inversion), lequel consiste à transmettre lesvaleurs binaires « 1 » avec une polarité de zéro volt, et à transmettre les valeurs binaires« 0 », selon une polarité positive ou négative et ce, de façon alternative. Ainsi, laséquence 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 sera représentée comme à la figure 4.12.

1 1 1 1 1

0

0

0 0

0 0

11

FIGURE 4.12

Exemple de codage AMI.

Au point de référence U, l’information binaire circule sur deux fils à la vitesse de160 kb/s, en codage 2B1Q. Dans un tel codage, chaque paire de bits binaires est remplacépar un bit quaternaire, c’est-à-dire un bit à quatre niveaux. La figure 4.13 montrecomment s’effectue la conversion du binaire en quaternaire.

Paire de bitsbinaires

Signal quaternairecorrespondant

0 0 −30 1 −11 0 11 1 3

FIGURE 4.13

Codage 2B1Q.

Les impulsions quaternaires étant plus longues, il y a deux fois moins de transitions parrapport au signal binaire, ce qui réduit la vitesse de moitié, soit à 80 kb/s.

Pour l’accès primaire 2B + D, le codage AMI est modifié en codage B8ZS (Binary 8Zero Substitution) qui consiste à remplacer huit niveaux de tension binaires nuls



consécutifs par une séquence spéciale. Le but recherché est de limiter le nombre deniveaux de tension nuls consécutifs, sans quoi la régénération d’horloge à partir du signalbinaire reçu risque de dériver, ce qui peut entraîner des erreurs. Rappelons que l’horlogebinaire d’un signal binaire aléatoire est extraite, à partir de ce signal binaire aléatoire, aumoyen d’un circuit de reconstitution d’horloge.

Adaptateur de terminal

L’adaptateur de terminal TA (Terminal Adaptor) fait l’interface entre les points deréférence R (du côté du terminal non compatible au RNIS) et S T (du côté de laterminaison du réseau NT), notamment pour l’adaptation au débit binaire RNIS. CertainsTA effectuent la conversion de la compression de la voix dans le système téléphonique,de même que la conversion des signaux téléphoniques émanant d’un cadran téléphoniquerotatif ou d’un clavier à touches, en signaux compatibles à la signalisation RNIS sur lecanal D.

Les adaptateurs de terminal TA de la série V convertissent les interfaces de série V(modems) en signaux transmissibles sur le canal RNIS B.

Un adaptateur de terminal TA pour X.21 (norme pour l’interface usager et le réseau X.25,réseau public CSPDN, Circuit Switched Public Data Network, ou réseau de donnéespublic à commutation de circuits) fait l’adaptation de la vitesse, comme pour la série V, etconvertit en protocoles RNIS Q.931 les protocoles X.21.

Il existe également un adaptateur de terminal TA directement branché au réseau X.25.Selon un premier scénario (cas A), le RNIS ne fait que mettre un canal B à la dispositiondu réseau X.25 et les données X.25 passent dans les RNIS sans problème. Selon unsecond scénario (cas B), les données X.25 sont augmentées par le réseau RNIS qui lestransmet à un lien X.75, qui relie entre eux les liens X.25, avant d’être pris en charge parun réseau X.25.

Structure de la trame RNIS en accès de base

Débits RNIS aux différents points de référence

Toujours au niveau de la couche physique, un canal 2B + D comporte deux canaux audioou de données de 64 kb/s chacun et un canal de signalisation D de 16 kb/s. Précisonsqu’une liaison RNIS est bidirectionnelle et nécessite au moins deux paires de fils, chaquepaire véhiculant des canaux 2B + D dans chaque direction. Par ailleurs, la vitesse detransmission est de 192 kb/s, en raison des bits de gestion supplémentaires. La figure 4.14illustre ces débits RNIS aux différents points de référence.

Contention d’accès au canal D

Au départ, seul le canal D est utilisé en vue de vérifier qu’il n’y a pas de contention,c’est-à-dire de vérifier que plusieurs terminaux rattachés à la même ligne RNIS neveulent pas communiquer en même temps. C’est seulement alors que les canaux Bpeuvent être utilisés. Précisons la procédure. En premier lieu, tout TE doit vérifier que lecanal D est libre; c’est le cas lorsque au moins huit bits « 1 » consécutifs sont détectés.



Ensuite, le TE transmet au NT sa signalisation (un bit D de valeur « 1 », soit une tensionnulle) sur le canal D. Le NT répond en renvoyant ce bit D vers le TE après un délai desept bits. Il revient alors au TE de vérifier huit fois de suite que ce bit d’écho, dénommébit E, est identique au bit transmis. Si c’est le cas, la voie est libre pour la transmissiondes données. Autrement, le TE doit se déconnecter en vue de réessayer plus tard d’établirla connexion.

La priorité normale d’un terminal est huit. Elle passe à la valeur neuf, après que leterminal ait complété sa transmission; elle conserve cette valeur jusqu’à ce que tous lesautres terminaux aient transmis. La priorité normale des transmissions de données parpaquets est dix. Elle passe à onze, après qu’un terminal ait fini de transmettre ses paquets;elle maintient cette valeur jusqu’à ce que les autres terminaux transmetteurs de paquetsaient complété leur transmission. La priorité de niveau huit a préséance sur celle duniveau neuf, celle de niveau neuf sur celle de niveau dix, et ainsi de suite.

Po de référence Tint →

Canal B1Canal B2Canal D

64 kb/s64 kb/s16 kb/s144 kb/s

Bits de trameGestion Bits de contrôle et de maintenance

8 kb/s

8 kb/s

Po de référence Uint → 160 kb s/

Po de référence Vint → Bits de contrôle 32 kb/s

192 kb s/

FIGURE 4.14

Débits RNIS aux points de référence en accès de base.

Adresse RNIS

L’adresse RNIS de quinze chiffres se compose du code du pays, suivi de l’indicatifrégional et du numéro de téléphone RNIS. Ce numéro peut être suivi également d’unesous-adresse de quatre chiffres. Précisons que l’adresse RNIS doit pouvoir être traduiteen adresse PSTN de douze chiffres et en adresse PSPDN de quatorze chiffres.

4.2.5 Couche liaison RNIS

La couche liaison RNIS consiste en une trame HDLC, connue sous le nom de LAP-D(Link Access Procedure, Canal D) et qui assure la connexion entre le terminal et leréseau. Cette trame est formée par les bits du canal D. Bien que la trame de la couchephysique soit synchrone, celle de la couche liaison est asynchrone; elle nécessite unfanion pour identifier les différents bits de la trame. La figure 4.15 illustre une trameLAP-D et en décrit les différentes parties.



Fanion0111 1110 ContrôleAdresse Données FCS Fanion

"Frame Check Sequence"pour la détection d'erreurs.

Champ optionnel, tout dépendantde la définition du champ de contrôle.

Champd'adresses.

Séquencepériodiquereconnaissable.

Détermine entre autres, s'il s'agit d'une tramede contrôle ou d'une trame incorporant des données.

FIGURE 4.15

La trame LAP-D.

4.2.6 Couche réseau RNIS

La couche réseau RNIS est définie au sein de la trame de commandes et de réponses detype I (information) de la couche liaison qui a pour rôle de transférer des tramesnumérotées provenant de la couche réseau. Les messages, la communication,l’établissement et la gestion des appels sont pris en charge par la couche réseau.

Structure d’un message de la couche réseau

Un message de la couche réseau possède la structure que montre la figure 4.16. Lemessage débute par un fanion 0 0 0 0 1 0 0 0 pour une signalisation Q.931 ou par unfanion 0 0 0 0 1 0 0 1 pour une signalisation V.120. Le prochain octet comprend quatrebits non utilisés et quatre bits indiquant la longueur du champ suivant. Le numéro deréférence d’appel (Call Reference Value) est un numéro aléatoire qui sert à identifierl’appel. Le troisième octet démarre toutefois par un bit qui est « 0 », si le message estémis par le terminal qui détermine le numéro de référence de l’appel, et qui est « 1 », si lemessage est émis vers le terminal qui a déterminé le numéro de référence d’appel.

Quant au type de message, il peut caractériser les phases d’établissement d’appel, detransfert d’information, de terminaison d’appel, etc. Un dernier champ définit un certainnombre de paramètres. Ce champ peut consister en un octet unique (dont le dernier bit esttoujours « 1 ») ou en une longueur variable d’octets, en vue de déterminer les paramètresde l’appel. Au moyen d’un analyseur de protocole, il est possible de suivre chaque octet.

0 0 0 0 1 0 0 0/1 octet 10 0 0 0 Longueur du numéro de référence d’appel octet 20/1 Numéro de référence d’appel (Call Reference Value) octet 30 Type de messageAutres informations

FIGURE 4.16

Structure d’un message de la couche réseau.



Services supplémentaires

Les services supplémentaires (options variées rattachées aux lignes du client) peuventêtre définis de trois façons :

1. Par les touches de numérotation du clavier (keypad); par exemple, en composant uncertain code, on peut retracer le numéro du dernier appelant. Il est possible de faireappel à ces touches durant la plage d’établissement d'appel ou durant l’appel.

2. Par des touches dédiées; cette méthode est rarement utilisée car il faut définir unetouche supplémentaire pour chaque service additionnel. Cela n’est guère pratiqueétant donné la pléthore de services additionnels offerts à l’usager.

Précisons que les options touches de numérotation ou touches dédiées sontincompatibles. Un réseau RNIS se doit de définir la méthode pour faire les choix,qui doit être retenue pour tous les usagers. En Amérique du Nord, le choix deservices additionnels, par composition de touches numériques a été retenue.

3. Une dernière méthode est celle dite fonctionnelle (functional) qui est déterminéepar la compagnie de téléphone lors de l’établissement d’un profil d’usager. EnAmérique du Nord, cette façon cohabite avec celle des services additionnelsoctroyés par composition de touches numériques du clavier. Précisons que cetteméthode présuppose une certaine sophistication du terminal pour la génération etl’analyse de messages.

Signalisation interusagers

Lors de l’établissement d’une connexion, les signaux Setup, Alert et Connect (mise enplace, alarme et connexion) peuvent occuper jusqu’à 32 octets et peuvent servir à latransmission d’informations particulières : mot de passe par exemple. Il en est de mêmelors de la terminaison des appels et de l’envoi des commandes de type Release ouDisconnect (relâcher et déconnecter).

Ces échanges d’informations (jusqu’à 128 octets) peuvent se faire durant la phased’établissement d’appels (Setup), durant la phase de la présentation d’appel (envoid’information de type Info Overlap et Call Proceeding, envoi de quatre messages de cetype dans chaque direction, chacun pouvant contenir 32 à 128 octets) ou encore durant lacommunication sans limitation de nombre d’octets, sauf en cas de surcharge du réseau.Ces échanges d’informations se font selon un protocole séparé.

Établissement d’un appel

Le dialogue entre l’appelant, l’appelé et le commutateur se fait au moyen de tramescaractéristiques et, une fois l’appel engagé, les données sont transmises sur le canal D. Lafigure 4.17 illustre bien les différents moments de la procédure d’appels a commutationde circuits.

En décrochant, l’appelant effectue une demande d’établissement d’appel (setup). Lecommutateur réagit en transmettant la demande à l’appelant, tout en communiquant àl’appelant une trame d’accusé de réception (setup ACK) et une trame de procédured’appel en cours (call proceeding). Sitôt la sonnerie engagée chez l’appelé, un signal



d’alerte est transmis par le commutateur à l’appelant. Dès que l’appelé répond, une tramede connexion (connect) est acheminée depuis l’appelé jusqu’à l’appelant. L’appelantréagit finalement en transmettant jusqu’à l’appelé une trame de confirmation ou accuséde réception de connexion (connect acknowlegment). Ceci met fin au dialogue sur lecanal D et la communication prend place sur le canal B.

Si le signal d’appel est trop long et qu’il contient des informations de signalisationsupplémentaires propres aux usagers (mot de passe par exemple), celles-ci sonttransmises par le commutateur, lequel les ignore lors de la procédure d’établissement deroutage jusqu’à l’appelé. Ce signal d’appel trop long est envoyé en deux fois (infooverlap ou information en chevauchement) et le réseau répond en déterminant quelcanal B (B1 ou B2) doit être libéré. Ce n’est que lorsque l’appelant a fini de composerque la demande d’appel est transmise au réseau sur le canal D. Rappelons que lors desphases de signalisation (établissement et terminaison d'appels), la valeur du SAPI duchamp de contrôle de la trame de la couche liaison est de « 0 ».

Usagerappelant

TE1

Terminal del'appelant TE1

(Réseau)

Terminal del'appelé TE2

UsagerappeléTE2

Indication

de sonnerie

Alerte"Info Overlap"

Connexion ACK

"Setup ACK"

Procédure d'appel

Décrochage"Setup"

Sonnerie

"Setup"

Alerte

Arrêt de l'in

dication

de sonnerie

Décrochage

Connexion

Connexion

Connexion ACK

Action de l'appelé(active ou passive)

Action de l'appelant(active ou passive)

FIGURE 4.17

Procédure d’appel à commutation de circuits.

Utilisation du canal B pour la transmission de données par paquets

L’option d’utilisation du canal B pour la transmission d’informations par paquets, selonle protocole X.25, est annoncée au niveau de la couche B, dans le champ de contrôle oùla valeur de SAPI passe à seize. Rappelons que des trames successives de la coucheliaison peuvent contenir des champs de contrôle avec des valeurs SAPI = 0 ou SAPI = 16,les premières donnant droit à un plus haut niveau de priorité.



Précisons que deux canaux de données peuvent être utilisés sur chacun des canaux B dela liaison RNIS. Normalement, il est possible de connecter jusqu’à huit usagers sur uneprise RNIS; si les deux canaux B sont pris, les autres terminaux peuvent avoir accès aucanal D, selon une procédure de résolution de convention, discutée au niveau de lacouche physique du RNIS.

La procédure d’appels pour une liaison de données par paquets sur le canal B étanteffectuée et les ressources assemblées, le transfert de données se fait selon leprotocole X.25 dans la couche liaison. Le réseau ne sait pas ce qui se passe au seincanal B. Tous les signaux multiplexés dans le canal B ont la même adresse. Les outils demultiplexage au sein du canal B se trouvent en aval et en amont de la connexion RNIS.

4.2.7 Déploiement d’un réseau RNIS

Le déploiement d’un réseau RNIS est laissé à l’initiative des pays qui adoptent la norme;de nombreuses variations peuvent exister d’un pays à l’autre. Au Canada, il a été décidéde commencer l’implantation du RNIS, au niveau RNIS d’accès primaire ou préférentielPRI de 23B + D, alors qu’aux États-Unis, il a été décidé de commencer par implanter leRNIS au niveau de l’accès de base BRI de 2B+D. Toutefois, quand il s’agit decommuniquer entre les pays, une passerelle est nécessaire en vue de communiquer selonla norme internationale.

De façon générale, les standards RNIS nord-américains sont définis par le comité T1 del’ANSI (American National Standard Institute), par l’intermédiaire de ses différents sous-comités (TSC, TISI, TIMI, etc.). L’organisation du forum des utilisateurs du RNIS enAmérique du Nord (NIUF, North American ISDN User’s Forum) propose des directivesd’implantation, sans toutefois délivrer de certification.

Un nouveau réseau RNIS doit tenir compte du choix des options RNIS du réseau IA(Implementation Agreements), des différents profils d’usagers et de tests de conformitéaux IA.

Le NIUF comprend deux comités : l’IUW (ISDN User Workshop) et l’IIW (ISDNImplementation Workshop). Le premier décrit les caractéristiques nécessaires à desapplications particulières du RNIS, telles que les profils d’application du IIW les ontdéfinies. Les tests de conformité consistent en un formulaire PICS (ProtocolImplementation Conformance Statement); ils définissent les options retenues ou omises,ainsi qu’une séquence de tests pratiques ATS (Abstract Test Suite). La séquence ATScomprend autant les aspects de comportement dynamique (par émulation) que les testsdétaillés de laboratoires spécifiques PIXIT (Protocol Implementation eXtra Informationfor Testing Proforma).

La certification en laboratoire des équipements RNIS relève du COS (Corporation ofOpen Systems). Au Canada, le comité TAPAC (Terminal Attachment Program AdvisoryCommittee) représente autant les usagers que les manufacturiers et les compagnies detéléphone.

chap4

Engineering