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Concepts de base
Les réseaux étendusWAN «Wide Area Network »
Concepts de base
1
RI : Concepts de base
Plan� Introduction aux réseaux
� Architectures
� Techniques de transmission
� Techniques de commutation
Exemples de réseaux WAN
2
� Exemples de réseaux WAN
� Tarifs en Tunisie
RI : Concepts de base
Introduction� Les services de télécommunications
� La structure des réseaux des télécommunications
� Intelligent Network (IN)
3 RI : Concepts de base
Introduction -Services de télécommunications� Téléphonie
� communication 1 à 1� Radio
� diffusion voix et musique (1 à n)� Télévision
4
� diffusion images, voix, musique (1 à n)� Internet
� communication n à m, recherche et publication information� interactivité
� Réseaux locaux
� partage ressources (imprimantes, disques, applications)
RI : Concepts de base
Introduction -Réseau téléphonique
� Service de base: � appels locaux et longue distance
� Usages
� voix, fax� accès Internet
01 23 45 67 89
� accès Internet� Tarifs
� Durée, Distance� Eléments
� terminaux simples � commutateurs� boucle locale 2 fils cuivre� artères en fibre optique
5
01 23 45 67 89
Principe de fonctionnement:
commutation de circuits
RI : Concepts de base
Introduction -Réseaux radio et télévision
� Services de base: � diffusion programmes radio et télévision
� Teminaux
� récepteurs radiorécepteurs radio� récepteurs télévision
� Tarifs
� Redevance� Abonnement� Gratuit (payé par la pub)
6
Principe de fonctionnement:
diffusion (broadcast)
RI : Concepts de base
Introduction -Internet
� INTERNET: INTERconnectedNETworks� Le réseau des réseaux
� Service de base: interconnexiond’ordinateurs et de réseaux
réseau local
d’ordinateurs et de réseauxd’ordinateurs
� Eléments� Ordinateurs individuels
� Serveurs
� Routeurs
� Boucles et réseaux locaux
� Artères en fibres optiques
7
Principe de fonctionnement:
commutation de paquets (de données)
modemréseau local
RI : Concepts de base
Introduction -Réseaux d’ordinateurs
� PAN, Personal Area Networks (1 - 100 m)� Bluetooth
� LAN, Local Area Networks (100 m - 2,5 km)� Ethernet, Wi-Fi (Wireless Ethernet)
8
� Ethernet, Wi-Fi (Wireless Ethernet)
� MAN, Metropolitan Area Networks (1 - 100 km)� ADSL
� WAN, Wide Area Networks (milliers de km)� X.25, Frame Relay
RI : Concepts de base
Architecture -Interconnexion de réseaux
Ordinateur individuel
avec modem
9
Réseau global
WAN, Wide Area Network
Réseaux locaux
LAN, Local Area NetworksRI : Concepts de base
Architecture -Modèle de référence OSI� Les réseaux sont hétérogènes� Le problème d’interconnexion est complèxe� Il faut décomposer le problème en problèmes plussimples
� Open Systems Interconnection
10
� Open Systems Interconnection� Modèle de référence pour l’interconnexion de systèmesouverts, c-à-d:� d’ordinateurs de différents constructeurs� sous des systèmes d’exploitation différents
� Modèle en couches:� Chaque couche resout des problèmes et offre des services à la couche de
niveau supérieur
RI : Concepts de base
Architecture -Services et Protocoles
� Service : un ensemble de primitives (opérations) qu’une couchefournie à la couche supérieure.
� Protocole : un ensemble de règles qui détermine le format et lasignification des paquets par les entités au sein d’une couche.
services services
RI : Concepts de base
11
services
couche 2
services
couche 1
services
couche 2
services
couche 1
protocole
protocole
Architecture -Les 7 couches du modèle OSI
présentation
application
presentation
application
navigateur web server
12
liaison de données
physique
réseau
transport
session
présentation
data link
physical
network
transport
session
presentation
RI : Concepts de base
Architecture -Couche physique
� Fonctions� Emission et réception des signaux (radio) électriques (bits)
� Sérialisation: octets bitsprésentation
application
� Sérialisation: octets bits
� Exemples� Cartes réseau, connecteurs, cables, modems, concentrateurs (hubs)
13
physique
réseau
transport
session
présentation
liaison de données
RI : Concepts de base
Architecture -Couche liaison de données
� Fonctions� Envoi et réception de messages (trames) à son proche (sur un lien direct)
� Contrôle d’erreurs de transmissionprésentation
application
� Contrôle d’erreurs de transmission
� Exemples� PPP Point to Point Protocol
� raccordement d’un ordinateur avec modem à un fournisseur d’accès Internet
� Protocole Ethernet (IEEE802.3, IEEE802.11b)� liaison avec ou sans fil en réseau local
14
physique
réseau
transport
session
présentation
liaison de données
RI : Concepts de base
Architecture -Couche réseau
� Fonctions� Acheminer les messages (paquets) de proche en proche en fonction de leur adresse de destination (routage)présentation
application
adresse de destination (routage)� Fragmenter les messages en paquets
� Exemples� IP Internet Protocol
� IPv4, version 4, version actuelle
� IPv6, version 6, la prochaine version
15
physique
réseau
transport
session
présentation
liaison de données
RI : Concepts de base
Architecture -Couche transport
� Fonctions� Envoyer et recevoir les messages de bout en bout, c-à-d de la source jusqu’à destination
� Retransmettre, éventuellement, les présentation
application
� Retransmettre, éventuellement, les messages non reçus
� Exemples� TCP Transmission Control Protocol
� transport avec garanties
� UDP User Datagram Protocol� transport sans garantie (“best effort”), donc sans
retransmission
16
physique
réseau
transport
session
présentation
liaison de données
RI : Concepts de base
Architecture -Couche session
� Fonctions� Maintenir un contexte de communication(début/identification, fin, reprise en casd’interruption) entre source et destinationprésentation
application
d’interruption) entre source et destination� Pas toujours nécessaire
� Cette fonction est souvent intégréedirectement dans les logiciels d’applicationqui utilisent des protocoles spécifiques
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physique
réseau
transport
session
présentation
liaison de données
RI : Concepts de base
Architecture -Couche présentation
� Fonctions� Représenter les données
� Exemples� ASCIIprésentation
application
� ASCII� American Standard Code for Information Interchange
� ISO 8859� ASCII plus caractères avec accents
� ASN.1 Abstract Syntax Notation 1� Langage de description des données et règles de
représentation (utilisé par ex. par les applications de gestion des réseaux)
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physique
réseau
transport
session
présentation
liaison de données
RI : Concepts de base
Architecture -Couche application
� Fonctions� Transfert de fichiers, courrier électronique, navigation Internet (requêtes/réponses), voix et vidéo sur Internet, gestion de réseau, etc.présentation
application
vidéo sur Internet, gestion de réseau, etc.
� Exemples� FTP File Transfer Protocol� SMTP Simple Message Transfer Protocol� HTTP HyperText Transfer Protocol� RTP Real-time Transport Protocol
19
physique
réseau
transport
session
présentation
liaison de données
RI : Concepts de base
Architecture -Internet
présentation
application application FTP
SMTP
HTTP
Modèle de référence OSI Architecture Internet Exemples de protocoles
20
physique
réseau
transport
session
présentation
liaison de données
réseau
transport
hôte-réseau
HTTP
TCP, UDP
IPv4, IPv6
PPP, Ethernet
RI : Concepts de base
Architecture -Exemple transmission page HTML
navigateur web server
application application
21
réseau
transport
sous-réseau
réseau
transport
sous-réseau
RI : Concepts de base
Architecture -Exemple transmission page HTML
web server
application
CODE HTML
CODE HTMLHTTP
22
réseau
transport
sous-réseau
CODE HTMLHTTPTCP
CODE HTMLHTTPTCPIP
CODE HTMLHTTPTCPIPETH FCS
1 0 0 11 10 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 101001 sérialisation: octets bits
RI : Concepts de base
Architecture -Exemple réception page HTML
navigateur
application
CODE HTML
CODE HTMLHTTP
23
réseau
transport
sous-réseau
CODE HTMLHTTPTCP
CODE HTMLHTTPTCPIP
CODE HTMLHTTPTCPIPETH FCS
1 0 0 11 10 0 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 101001
réassemblage: bits octetsRI : Concepts de base
Architecture -Interconnexion de réseaux
Réseau global
WAN, Wide Area Network
Ordinateur individuel
avec modem
Réseau
24
Réseaux locaux
LAN, Local Area Networks
Réseau
téléphonique Lignes
spécialisées
RI : Concepts de base
Architecture -Architecture OSI
application
web server
application
navigateur
serveurclient End Systems
Intermediate Systems
25
liaison de données
physique
réseau
routage
liaison de données
physique
réseau
routage
data link
physical
network
transport
session
presentation
liaison de données
physique
réseau
transport
session
présentation
routeur routeur
LAN LANLS
Lignes Spécialisées
vers autres routeursRI : Concepts de base
Architecture -Architecture Internet
(presentation)
application
web server
(présentation)
application
navigateur
serveurclient Hosts
Gateways ou Routers
HTTP ou FTP
Pages HTML, ASP, JSP ou fichiers
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liaison de données
physique
réseau
routage
liaison de données
physique
réseau
routage
data link
physical
network
transport
(session)
(presentation)
liaison de données
physique
réseau
transport
(session)
(présentation)
routeur routeur
LAN LANLSLignes Spécialisées
vers autres routeurs
Gateways ou Routers
ETH ETH
IP IP IP
PPP
TCP
RI : Concepts de base
Techniques de transmission - raccordement de 2 ordinateurs
� Ordinateurs de bureau et portables� 1 porte parallèle� 2 portes série
serveur
� 2 portes série� 2 portes USB
� Universal Serial Bus
� 1 porte Ethernet � IEEE* 802.3, IEEE 802.11b
� 1 porte DV (Digital Video)� i-Link, Firewire, IEEE 1384
*Institute of Electrical and Electronic Engineers
27
client
Partage de l’imprimante et
utilisation de l’espace disque
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Transmission parallèle
� Porte parallèle
� connecteur 25 broches� 8 fils données (1 octet)� n fils contrôle/état� n fils contrôle/état
� printer on/off
� printer ready/busy
� Usage typique: imprimante
� mais aussi interconnexion de 2 ordinateurs
28 RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Transmission série (ou sérielle)
� Porte série
� connecteur 9 broches� 2 fils données (2 x 1 bit)
� transmission (TD)� réception (RD)� réception (RD)
� n fils contrôle/état� carrier detect� clear to send� data terminal ready
� Usage typique: modem
� mais aussi interconnexion de 2 ordinateurs
29 RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Sens de transmission
� MODE SIMPLEX OU UNIDIRECTIONNEL� liaison dans un seul sens� exemple: ordinateur vers imprimante
� MODE SEMI-DUPLEX, HALF-DUPLEX, A L'ALTERNAT, ou PING-PONG
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PONG� liaison alternativement dans un sens puis dans l'autre� partage de temps
� MODE DUPLEX INTEGRAL OU FULL DUPLEX� transmission simultanée dans les deux sens� c'est le mode le plus performant, indispensable en transmission multimédia� techniques sophistiquées de transmission utilisées dans les réseaux de
télécommunications.
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Signalisation
� C'EST L'ENSEMBLE DES SIGNAUX NECESSAIRES A LAGESTION D'UNE COMMUNICATION� signaux d'établissement/rupture de la communication� signaux de contrôle, taxation
31
� signaux de contrôle, taxation� signaux de surveillance, maintenance
communicationétablissement rupture
contrôle
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Signalisation
� De la signalisation analogique vers la signalisationnumérique:� Sur les accès d’abonnés la signalisation reste aujourd’hui encoreanalogique: tonalités, numérotation multi-fréquences, etc..
32
� L’évolution va vers une signalisation purement numérique, sous formede paquets digitalisés, aussi bien sur la ligne d’abonné (canal D duRNIS) que dans le cœur du réseau (Système de signalisation n° 7 SS7)
� Cette révolution est mise en œuvre depuis le début des années 80 dansles cœurs des réseaux SS7
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Signalisation� La signalisation peut être transmise de deux manière:
� Signalisation en bande de base : la signalisation s’effectuesur le même canal de communication que la voix ou données.
� Signalisation hors bande : la signalisation s’effectue sur des� Signalisation hors bande : la signalisation s’effectue sur desliens de signalisations différents de ceux qui véhiculent lacommunication.�Permet un accès permanent aux informations de signalisation
(signalisation en cours d’appel)� Performance accrue sur un canal dédié (réduction des délais)
RI : Concepts de base33
Techniques de transmission -Signalisation� Signalisation hors-bande:
� Signalisation associée:
o allocation de l’un des conduits reliant chaque paire de commutateursinterconnectés. Tout le trafic de signalisation entre une paire decommutateurs devra traverser ce lien.
� Signalisation sur réseau dédié (réseau sémaphore)� Signalisation sur réseau dédié (réseau sémaphore)
o L’architecture SS7 définit un réseau de signalisation complètementséparé, superposé au réseau de voix (ou de données); autorisantn’importe quel nœud de réseau à échanger de la signalisation avec toutautre nœud supportant SS7.
o Le canal D RNIS étend le concept de signalisation hors-bande à l’interfaceentre l’usager et le commutateur.
RI : Concepts de base34
Techniques de transmission -Signalisation� La signalisation peut être transmise en utilisant de canaux decommunication séparés : « Out-of-Band signaling » ou« Common Channel signaling » (CCS) ou RéseauSémaphore� Sur les accès d’abonnés la signalisation analogique emprunte aujourd’hui le
même canal que les voies de parole .� L’évolution va vers des canaux séparés: par exemple dans le RNIS canaux B
pour les voies de parole, canal D pour la signalisation.� Permet un accès permanent aux informations de signalisation
(signalisation en cours d’appel)� Performance accrue sur un canal dédié (réduction des délais)
RI : Concepts de base35
Réseaux intelligents� Le réseau intelligent a pour objectif de faciliter l’introductionde nouveaux services réseau de télécommunication permettantde rendre le réseau plus sophistiqué.
� Exemples de services intelligents:� Appels d’urgencenuméros “800” (“verts”)
112
36
� numéros “800” (“verts”)�Où est l’ “intelligence” ?
� Serviceso Appels gratuitso Tarifs spéciaux
� Où est effectuée la traductiondu numéro?
112
04 12 34 56 78
01 23 45 67 89
RI : Concepts de base
� Le concept de réseau intelligent consiste à séparer, d’unepart, les fonctions propres à chacune des applications ouservices intelligents et, d’autre part, les traitementscommuns à toutes les applications (décroché, attente denumérotation,..).
Réseaux intelligents
numérotation,..).� Les centraux téléphoniques ne gèrent que les traitementscommunes et deviennent des SSP (Service Switching Point).
� Les traitements spécifiques aux services sont intégrés dans desserveurs réseau spécifiques fournissant l’”intelligence”: SCP(Service Control Point); se sont des ordinateurs capablesd’échanger des messages de signalisation avec les SSP.
RI : Concepts de base37
Réseau Intelligent� Lorsque l’usager demande unservice intelligent, le SSP et le SCPéchangent, en temps réel, desmessages de signalisation non liés àun circuit.
SS7
intelligence
signalisation
un circuit.
� Les réseaux intelligents s’appuientsur SS7: séparation entre:� Réseau de transport de la voix
� Commutation de circuits
� Réseau de signalisation� Commutation de paquets
� messages définis dans le protocoleinternational SS7 Signaling System n°738
112
transport
RI : Concepts de base
Structure du Réseau Téléphonique Moderne
SS7
intelligence
SCP
STP
RI : Concepts de base39
112
transport
SSP
Intelligent Peripheral
Modem/Fax
Answering
machine
Eléments du Réseau Intelligent� SSP sont les commutateurs qui initient, terminent un appel. UnSSP envoie des messages de signalisation à d’autres SSPs pourinitialiser, administrer ou libérer des circuits de voix nécessaire àla gestion des appels. Un SSP peut également envoyer une requêtevers une base de données centralisée (SCP) afin de déterminercomment router un appel particulier (par exemple, un numéro
RI : Concepts de base40
comment router un appel particulier (par exemple, un numérovert ). Un SCP envoie une réponse au SSP de commencementcontenant les nombres de cheminement liés au numéro composé.
� Le trafic entre les points de signalisation peut être routé par uncommutateur de paquet appelé STP (Signal Transfer Point).Un STP route chaque message d’entrée vers un lien de sortie enfonction des informations de routage contenues dans le messageSS7.
Eléments du Réseau Intelligent� Périphérique intelligent : (Intelligent Peripheral) IP :
� Processeur attaché au SSP permettant de fournir plus de fonctionnalités:� Interactive Voice Response (IVR)
� réponse vocale
RI : Concepts de base41
réponse vocale
� Media Gateways� par ex. voix sur Internet
� le signal voix numérisée du réseau téléphonique doit être mis dans des paquets pour pouvoir être acheminé par Internet.
Techniques de commutation� Utilisent techniques de commutation
� Commutation de circuits� Commutation de paquets
� Exemples:� Réseau téléphonique public (PSTN)
42
� Réseau téléphonique public (PSTN)� X.25� ATM� Arpanet
RI : Concepts de base
Techniques de commutation
43 RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Commutation de Circuits
Call Request Signals
}
Propagation Delay
hunting time
• Réserver un chemin physique àtravers le réseau maillé, jusqu’audestinataire•Communication en 3 phases
•Établissement de la connexion
44
DATA
Call Accept
Signal
Tim
e }•Établissement de la connexion(circuit fixe entre les ETTD)•Transfert des données•Fermeture de la connexion
N1
N2
N4
N3
N6N5information
RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Commutation de Circuits
� Connexion directe, transparente à traversle réseau (commutation spatiale outemporelle)
� Temps de transfert fixes et minimal.
45
Temps de transfert fixes et minimal.� Capacité temps-réel optimale: idéal pour
la voix� Mais....
� Risque d’être inefficace pour la transmission desdonnées
� EXEMPLE : réseau téléphoniquecommuté (RTC)
RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Commutation de Paquets
46
• Les réseaux utilisant la commutation de paquets imposent une taillelimite maximale des paquets véhiculés.
o Fragmentation de longs messages en plusieurs paquets.o Paquet contient une portion des données plus de l’info decontrôle (ex.: adresse)
• Paquets sont reçus, brièvement mémorisés et transmis au nœudsuivant : « Store and forward »RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Commutation de Paquets
� un équipement spécial nœud de commutation est utilisé pouracheminer des paquets entre diverses machines identifiées parleurs adresses
� BUT: partager le coût des lignes entre les nœuds
47
� BUT: partager le coût des lignes entre les nœuds
� exemples: réseau X.25, frame relay,ATM, UMTS .
N1
N2
N4
N3
N6N5
information
information
RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Commutation de cellules
� Une optimisation technique consiste à remplacer les paquets de taillevariable par des cellules cells de taille fixe. C ’est l ’ATM AsynchronousTransfer Mode
� Permet des vitesses plus élevées que la commutation de paquets
48
� Permet des vitesses plus élevées que la commutation de paquets� Permet aisément de réserver un débit à un circuit virtuel� Souvent utilisé pour le transfert de la voix ou de la vidéo
RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Commutation de Paquets - Datagrammes
� Chaque paquet inclut l’adresse de destination
� Chaque paquet est traité indépendamment et prend la routela plus pratique
� Les paquets d’un même message peuvent arriver en désordre
49
� Les paquets d’un même message peuvent arriver en désordre
� Des paquets peuvent se perdre
� Le récepteur se charge de re-ordonner et reprendreéventuellement la transmission en cas de pertes.
RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Commutation de Paquets - Datagrammes
Pkt 1
Pkt 2
Pkt 3 Pkt 1 Propagation Delay
Time
between
packets
50
Pkt 2
Pkt 3 Pkt 1
Pkt 2
A 1 2 B
Pkt 3
{Queuing Time
Packet
Transmission
Time
}
RI : Concepts de base
Commutation de Paquets -Datagrammes
Message: 40 bytes
Entête: 3bytes
51129 octet-times 93 octet-times
77 octet-times
Trop
d’overhead
RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Commutation de Paquets – Circuit Virtuel
� Route établie avant l’envoi des paquets� Paquets de requête (call request) et acceptation (call accept)établissent la connexion (handshake)
� Chaque paquet contiens un numéro de circuit virtuel
52
� Chaque paquet contiens un numéro de circuit virtuel� Pas de décision de routage requis pour chaque paquet� Requête pour terminer le circuit (clear request)
RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Commutation de Paquets – Circuit Virtuel
call
request
packet
call
accept
packet
53
Pkt 1
Pkt 2
Pkt 3 Pkt 1
Pkt 2
Pkt 3 Pkt 1
Pkt 2
Propagation Delay
Pkt 3
{Queuing Time
Packet
Transmission
Time
}
Time
between
packets
RI : Concepts de base
Techniques de commutation -Délais dans les réseau à commutations de paquets
� Traitement nodal:
� Vérifier les erreurs� Déterminer la file de sortie (routage)
� File d’attente
A
B
propagation
transmission
nodal
54
File d’attente
� Temps d’attente. � Dépends du niveau de congestion du routeur
� Délai de Transmission� R=Bande passante (bps)� L=taille des paquets (bits)� Délai de transmission= L/R
Bnodal
processing queueing
• Delai de propagation :– d = Longueur du lien– s = vitesse de propagation– Delai de propagation = d/s
RI : Concepts de base
Techniques de commutation - Circuits Virtuels vs Datagrammes
� Circuits virtuels� Réseau peut fournir séquencement et contrôle d’erreurs� Paquets retransmis plus rapidement
� Pas de décision de routage
55
� Pas de décision de routage
� Moins fiable� Perte d’un nœud � perte de tous les circuits à travers celui-ci
� Datagrammes� Pas de phase d’établissement
� Meilleur s’il y a peu de paquets
� Plus flexible� Possibilité d’éviter les parties congestionnés du réseau
RI : Concepts de base
Techniques de commutation -Commutation de Paquets - Avantages� Efficacité de la ligne
� Partage de liaisons nœud à nœud entre plusieurs paquets � Paquets enfilés et transmis aussi rapidement que possible
� Conversion de débit
56
� Conversion de débit� Chaque station connecté à son nœud local a sa propre vitesse
� Paquets peuvent être accepté même si le réseau est occupé � Livraison peut-être ralentie
� Possibilité de priorités
RI : Concepts de base
Techniques de commutation -Comparaison
• Commutation de Circuits
– canaux dédiés
– délai constant
• Commutation de Paquets
– canaux partagés
– délai variable
57
– délai constant
– bloquant
– flot continu
– point-à-point
– délai variable
– non bloquant
– store-and-forward
– point-à-point & multipoint
– inclut:
• datagrammes
• circuits virtuels
RI : Concepts de base
Techniques de commutation -Comparaison
Telecommunication
networks
58
Circuit-switched
networks
FDM TDM
Packet-switched
networks
Networks
with VCs
Datagram
Networks
RI : Concepts de base
Techniques de commutation –Choix
�Commutation de circuits est préférable pour untrafic synchrone.
�Commutation de paquets est préférable si le traficest épisodique "bursty".
59
est épisodique "bursty".� Circuits virtuels efficace pour longue transmissions.
� Datagrammes efficace pour transmission courtes
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Synchronisation� LIAISON SYNCHRONE
� un fil d'horloge pour la synchronisation ou codage approprié
� performance max.
� problèmes sur longues distances
� pour très hauts débits
60
� pour très hauts débits
� LIAISON ASYNCHRONE� séparateurs de début et fin de message (START/STOP)
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -ETTD / ETCD
- SOURCE ET COLLECTEUR
DES DONNEES:
- TRAITEMENT
- CODAGE ET DECODAGE
DES DONNEES
61
- TRAITEMENT
- STOCKAGE
- CONTROLE
- ADAPTATION AU MEDIA
DE TRANSMISSION
ETTD: EQUIPEMENTTERMINAL DETRAITEMENT DESDONNEES
ETCD: EQUIPEMENT TERMINAL DECONTROLE DESDONNEES
Réseau deCommutation
LIGNE D’ABONNE ����RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Modem
� ADAPTATION D'UN TERMINAL NUMERIQUE (PC) A UNCONDUITANALOGIQUE (Réseau téléphonique)� Modem =Modulateur/Démodulateur; c'est un élément de contrôle
de données (ETCD)
62
de données (ETCD)� Techniques: modulation d'amplitude, fréquence, phase
MODEM
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Modulation
Modulation de Fréquence
63
Modulation de Phase
Modulation d’amplitude
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Modulation� deux types de modems
� bande de base: modulation simple, rapides, bons marchés,nécessitent une continuité électrique entre les modems (doncpas d’amplificateurs, ...) => courte distance
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� broadband: modulation d’une porteuse, plus lents, plus cher,acceptent la présence d’amplificateurs =liaison analogique =>longue distance
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Les divers modems� fréquence de transmission:
� générée et/ou véhiculée par les modems: modems synchrones
� générée par les ordinateurs: modems asynchrones
� débit et standards:� V.21: 300 bit/s
� V.22: 1.200 bit/s
65
� V.22: 1.200 bit/s
� V.22bis: 2.400 bit/s
� V.32: 9.600 bit/s
� V.32bis: 14.400 bit/s
� V.34: 28.800 bit/s
� V.42bis: correction d’erreur et compression
� V.90: 56.000 bit/s
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Numérisation de la voix
� CONVERSION D'UN SIGNAL ANALOGIQUE EN DONNEES NUMERIQUES� signaux analogiques dans la bande 300 - 3000 HZ� il faut échantillonner à au moins deux fois la fréquence max.
66
� il faut échantillonner à au moins deux fois la fréquence max. (Théorême de SHANNON) soit 8000 HZ
� chaque échantillon est codé sur 8 Bits� soit un débit de 8*8 = 64 KBit/s
Valeur sur8 Bits( 7 + signe)
Valeur sur8 Bits( 7 + signe)
Fréquence d'échantillonnageà 8000 HZ
125 microsec.RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Multiplexage
� Objectifs : optimisation del’utilisation du réseau
� agrégation de flux avanttransmission sur backboneFrequency Division
67
� Frequency DivisionMultiplexing (FDM) : signauxanalogiques
� Time Division Multiplexing(TDM) : données numériques
� Wave Division Multiplexing(WDM) : signaux optiques
RI : Concepts de base
Techniques de transmission -Multiplexage - MIC
� Le MIC (Multiplexage d’Informations Codées) est basé sur l’utilisationde canaux à 64 Kbits/s
� La séquence correspondant à un balayage de tous les canaux multiplexés s'appelle une trame. La structure de la trame est fixe et cyclique.
� LE MIC ( Norme Européenne) UTILISE UN CONDUIT
68
� LE MIC ( Norme Européenne) UTILISE UN CONDUITNUMERIQUE A 2048Kb/s = 32 canaux (IT) de 8 bits échantillonnés à64Kb/s ou E1
IT0 VOIES DE PAROLE IT16 VOIES DE PAROLE
BALAYAGE DE LA TRAME A 8KHZ
8 BITS DE SYNCHRO2*4BITS DE SIGNALISATION
de deux voies de parole (4bits/voie)
15 CANAUX A 8 BITS 15 CANAUX A 8 BITS
Techniques de transmission -Multiplexage - PDH� Hiérarchie PDH « Plesiochronous Digital Hierarchy »:
� MULTIPLEXAGE DEMULTIPLEXAGE des MICs à des débits plusélevés.
� E2=4*E1 ; E3=4*E2; E4=4*E3 (139,264 Mb/s)
� Multiplexage / Démultiplexage COMPLEXES, LENTS,COUTEUX� Multiplexage / Démultiplexage COMPLEXES, LENTS,COUTEUX
RI : Concepts de base69
Techniques de transmission -Multiplexage - SDH� SDH « Synchronous Digital Hierarchy »: standard pour latélécommunication à haut débit sur fibre optique.�des multiplexeurs capables d'injecter ou d'extraire directementun affluent d'abonnés
� La trame de base est appelée STM-x ( Synchronous TransportModule level x )
70
Module level x )
DébitSDH
155 MbpsSTM - 1622 MbpsSTM – 42,5 GbpsSTM – 1610 GbpsSTM – 6420 GbpsSTM – 12840 GbpsSTM – 256
MIE MIE
MIE
MIEBoucle …
Affluents2 Mbps, 34 Mbps, …
Réseau d'abonnés
Réseau d'opérateurFibre optique
MIE (Multiplexeur à Injection Extraction)
RI : Concepts de base
Tunisie - SDH Béja
Jendouba �abeul
KefSiliana
Kasserine
Sidi Bouzid
Sousse
Mahdia
Bir Ali
Meknassy
Sbeitla
Kélibia
Gafsa
Monastir
Sfax
ITALIE
Bizerte
FRA�CE
ALGERIE
3
Moknine
Tabarka
Tunis
Menzeh
B.Arous
Bardo
KasbahOuerdia
Belvédère
Hached
ZaghouanHammemet
Ariana
Marsa
71
Gabes H Souk
Medenine
Tataouine
Gafsa
Tozeur
Sfax
Zarzis
Ben Guerdane
Légende Ras Jdir
LIBYE
Kébili
�oeud de transmission SDH
Centre de gestion du réseau Boucles SDH
Liaison SDH point à point
RESEAU �ATIO�AL DE TRA�SMISSIO� PAR FIBRES OPTIQUES(Boucles SDH)
RI : Concepts de base
Exemples de réseaux WAN
RI : Concepts de base72
Réseaux WAN
� Bordure du réseau:� Aapplications et hôtes
� Cœur du réseau:
RI : Concepts de base73
Cœur du réseau: � Routeurs
� Réseau d’interconnexion
� Réseaux d’accès, liens physiques : � Liens de communication
� ISP (Internet Service Provider)� Réseau permettant aux terminaux de se connecter à Internet
Réseaux WAN� On distingue:
� Les WAN d'accès :� RTC, RNIS
� famille des DSL
� accès sans fil (GSM, GPRS, UMTS,...)
� Les WAN d'interconnexion :� liaisons louées
� FR et ATM
� Internet (VPN)
RI : Concepts de base74
RTC: Réseau Téléphonique Commuté� Le réseau d’accès RESTEANALOGIQUE
� de nouvelles techniques de réseaux d'accès sont endéveloppement: accès xDSL, accès câble....
� Le réseau interne est NUMERIQUE� des liaisons à multiplexage plésiochrone PDH (Plesiochronous� des liaisons à multiplexage plésiochrone PDH (PlesiochronousDigital Hierarchy) du type MIC (Modulation par ImpulsionsCodées).
� des liaisons à multiplexage synchrone du type SDH(Synchronous Digital Hierarchy).
� Auto-commutateurs numériques
� La signalisation est numérique
RI : Concepts de base75
RNIS� RNIS : Réseau Numérique à Intégration de Service� ISDN : Integrated Service Digital Network
� RNIS est un réseau fournissant une connectivité numérique debout en bout avec une grande variété de services.
� Intégration de tous les services sur un même réseauApplications multimédia chez l'abonné (voix + données + images).
RI : Concepts de base76
� Applications multimédia chez l'abonné (voix + données + images).
� RNIS combine :� La large couverture géographique d'un réseau téléphonique.� la capacité de transport d'un réseau de données supportant simultanément la voix, les données et la vidéo.
� Avec RNIS, le même canal est divisé en plusieurs canaux logiques.
RNIS� RNIS définit deux types de canaux logiques
� Les canaux B :transmettent à un débit de 64 Kbps encommutation de circuit ou de paquet les informationsutilisateur (voix, données, fax).� Tous les services réseau sont accessibles à partir des canaux B.
Les canaux D : Ils supportent les informations de signalisation à
RI : Concepts de base77
� Les canaux D : Ils supportent les informations de signalisation à16Kbps (ou 64 Kbps):� Appels, établissement des connexions, demandes de services, routage des données
sur les canaux B et libération des connexions.
RNIS� Deux catégories d'utilisation distinctes :
� Résidentielle : utilisation simultanée des services téléphoniques etd'une connexion Internet.
� Professionnelle : utilisation d'un commutateur téléphonique (PABX)et/ou d'un routeur d'agence.
� Débit binaire:
RI : Concepts de base78
� Débit binaire:� Accès de base, BRI= Basic Rate Interface: comprend 2 canaux B et uncanal D pour la signalisation = 2 x 64 kbit/s + 1 x 16 kbit/s� Pour réseau privé ou petite entreprise.
� Accès Primaire, PRI= Primary Rate Interface: 32 x 64 kbit/s� Usage professionnel.
X25� Commutation de paquet en mode "Circuit Virtuel": routage semi-adaptatif, contrôle de flux, détection d'erreurs....
� Taxation en fonction de la durée et du débit.
� X.25 intègre les trois couches basses du modèle OSI:� niveau 1 : couche physique (X25.1)� niveau 1 : couche physique (X25.1)� niveau 2 : couche liaison – niveau trame (X25.2: LAP-B)� niveau 3 : couche réseau – niveau paquet (X25.3)
RI : Concepts de base79
Frame Relay� Le relais de trames (Frame Relay) est une évolutionsimplificatrice de la commutation par paquets X.25.
� Le FR a été initialement défini comme étant un protocoleorienté connexion.� Etablissement de liaisons virtuelles (Q933)
RI : Concepts de base80
� Etablissement de liaisons virtuelles (Q933)� Liaison virtuelle à la demande ou permanente (SVC ou PVC).
� Pas de contrôle de flux, ni contrôle d’erreurs.� Réseau avec connexion.� Les paquets arrivent dans le même ordre où ils sont reçus.
Frame Relay
� La liaison virtuelle est caractérisée par un identificateur de lien logique : DLCI (Data Link Connection Identifier).
Couches
3-7
Couches
3-7
RI : Concepts de base81
LAPD
core
Couche
Physique
LAPD
core
Couche
Physique
contrôle de flux, correction d’erreur
LAP D
core 2-
Couche
Physique
Service
spécifique
couche 2+
3-7
service
spécifique
couche 2+
3-7
LAP D
core 2-
Couche
Physique
CV
U
�
I
Frame RelayCommutation de paquet
X.25
Relayage de trames
Transparence OUI OUI
Existence d’un CRC OUI OUI
RI : Concepts de base82
Existence d’un CRC OUI OUI
Contrôle d’erreurs OUI NON
Contrôle de flux OUI NON
Reprise et redémarrage
OUI NON
Frame Relay� Le FR offre la possibilité d’écouler les pics de charge (burst) des usagers (LAN).� Suppression de tout contrôle de flux � problème de congestion
� Solution: contrôle d’admission: � Négociation de divers paramètres (QoS) entre le prestataire de
RI : Concepts de base83
� Négociation de divers paramètres (QoS) entre le prestataire de service et le client.� Le CIR (Committed Information Rate) représente le débit moyen, garanti
par le prestataire, sur un intervalle de temps donné.� Le Bc (Committed Burst size) : pic de charge autorisé (EIR).� Le Be (Excess Burst size) : pic de charge en excès.
� Respect des informations de congestion.
Frame Relay
� Le réseau FR surveille si le flux de trafic de l’utilisateur respecte son contrat.� Utilisation de l’indicateur DE (Discard Eligibility)
Quantité d’information
RI : Concepts de base84T
temps
Quantité d’information
Bande passante
garantie
Pic de charge
autorisé
Pic de charge
en excès
DE=0 DE=0
DE=1 Tramedétruite
CIR
Bc
Bc + Be
Capacité
du lien
ATM� ATM : AsynchronousTransfer Mode� RNIS large bande.� Support de transmission:
� Fibres optiques, � Infrastructures SDH.
� Mode de commutation rapide : l’ATM
RI : Concepts de base85
� Mode de commutation rapide : l’ATM� temps de traversée très faibles (10 microsecondes)
� adaptée à des débits de commutation très élevés (1 à 10 Gb/s)
� Bandes-passantes à la demande.� Le service peut être synchrone ou asynchrone.� On a à la fois les avantages de la commutation de circuits et de la commutation de paquets.
ATM
� Le service est orienté connexion. Les adresses sont remplacées pardes labels de circuits virtuels.
Lien Physique
Chemins virtuels
RI : Concepts de base86
Lien Physique
Canaux Virtuels
ATM� Circuit virtuel commuté ( Switched virtual circuit (SVC)) estgénéralement établi en même temps que la communication et sontdéconnectés une fois celle-ci terminée.
� Circuit virtuel permanent (PermanentVirtual Circuits (PVC)) :� Utilisé comme une option pour fournir un lien dédié entre 2 points d'accès.
RI : Concepts de base87
� Il est établi pour des connexions répétées entre les mêmes terminaux.
� Les PVC enlèvent le besoin d'établir un chemin puisqu'ils sont établisstatiquement, souvent par l'administrateur.
ATM
Connexion d’ordinateurs
Applications télécom
Trafic Données Voix
Commutation Paquets Circuits
• 2 approches: connexion d’ordinateurs ou application télécom
RI : Concepts de base88
Arrivée Bursty Périodique
Qualité de servie Best Effort Garantie
Variation de délai Non critique Critique
Allocation de ressources
Partagée Dédiée
Connexion Non connecté Orienté-connexion
MPLS� MPLS : MultiProtocol Label Switching
� Conçu pour fournir un service unifié de transport dedonnées pour les clients en utilisant une technique decommutation de paquets.
� MPLS peut être utilisé pour transporter pratiquement tout
RI : Concepts de base89
� MPLS peut être utilisé pour transporter pratiquement touttype de trafic, par exemple la voix ou des paquets IP.
MPLS� L’IETF met au point un protocole destiné à tout type detrafic et optimisant les en-têtes des paquets IP:« Multiprotocol Label Switching »� Conçu pour fournir un service unifié de transport de donnéespour les clients en utilisant une technique de commutation depaquets.
RI : Concepts de base90
paquets.
� Objectif : permettre la définition de contrats de qualité deservice (ne garder de l’ATM que sa capacité de transfert)
� Tous les paquets ayant la même destination forment uneclasse d’équivalence et reçoivent un label qui identifie letrajet (path) que les paquets vont traverser.
GSM� GSM : Global System for Mobile communications.� Le standard de téléphonie mobile « de seconde génération ».� Les réseaux de téléphonie mobile sont basés sur la notion decellules,� Des zones circulaires se chevauchant afin de couvrir une zonegéographique.
RI : Concepts de base91
géographique.� Chaque cellule contient un émetteur-récepteur central,appelé « station de base » (en anglais Base Transceiver Station,notée BTS).
GSM� Station mobile : terminal de l’utilisateur.� Une station mobile est composée de :
� Une carte SIM (Subscriber Identity Module): permettant d'identifierl'usager de façon unique.
� Un terminal mobile.� Les terminaux (appareils) sont identifiés par un numéro
RI : Concepts de base92
� Les terminaux (appareils) sont identifiés par un numérod'identification unique appelé IMEI (International MobileEquipment Identity).
� Chaque carte SIM possède un numéro d'identification unique(et secret) appelé IMSI (International Mobile SubscriberIdentity).
GSM� L'ensemble des stations de base d'un réseau cellulaire est relié à un
contrôleur de stations (Base Station Controller : BSC),� Chargé de gérer la répartition des ressources.
� L'ensemble constitué par le contrôleur de station et les stations de baseconnectées constituent le sous-système radio (Base Station Subsystem :BSS).
RI : Concepts de base93
� Les BSC sont reliés physiquement au centre de commutation du servicemobile (Mobile Switching Center, MSC).� Géré par l'opérateur téléphonique, qui les relie au réseau téléphonique
public et à internet.
GSM� Le MSC est relié à des BDs :
� Le registre des abonnés locaux (HLR: Home Location Register) :contient des infos sur les abonnés inscrits dans la zone ducommutateur.
� Le Registre des abonnés visiteurs (VLR : Visitor Location Register) :contient sur les autres utilisateurs que les abonnés locaux.
� Le registre des terminaux (EIR : Equipement Identity Register) : base
RI : Concepts de base94
� Le registre des terminaux (EIR : Equipement Identity Register) : basede données répertoriant les terminaux mobiles.
� Le Centre d'authentification (AUC : Authentication Center) : élémentchargé de vérifier l'identité des utilisateurs.
INTERFACE VERS LE RESEAU
TELEPHONIQUE TERRESTRE
Concentrateur
Cellules
Cœur du système
GSM
RI : Concepts de base95
Terminaux :
Numéro IMEI
SIM:
Identifie l’abonné
via l’IMSI
LOCALISATION ET
LISTE DE
VISITEURS EN
ROAMING
LISTE D’USAGER DE L’OPERATEUR ET DROITS
List des terminaux volés
ENCRYPTION,
AUTHENTIFICATION
GPRS� GPRS : General Packet Radio Service.
� Une évolution de la norme GSM.
� Un réseau à commutation de paquets avec gestion de la mobilité etaccès par voie radio
� Les transmissions de données n'utilisent le réseau que lorsque c'est
RI : Concepts de base96
Les transmissions de données n'utilisent le réseau que lorsque c'estnécessaire.
� Le standard GPRS permet de facturer l'utilisateur au volumeéchangé plutôt qu'à la durée de connexion.
GPRS� Le GPRS permet de fournir une connectivité IPconstamment disponible à une (MS).
� Mais ! les ressources radio sont allouées uniquement quanddes données doivent être transférées.
==> ce qui permet une économie de la ressource radio.
RI : Concepts de base97
==> ce qui permet une économie de la ressource radio.
UMTS�UMTS : Universal Mobile TelecommunicationsSystem
�Une des technologies de téléphonie mobile detroisième génération (3G) européenne.
� L'UMTS permet en particulier de transférer dans
RI : Concepts de base98
� L'UMTS permet en particulier de transférer dansdes temps relativement courts des contenusmultimédia tels que les images, les sons et lavidéo.
UMTS� Fédèrent les différents systèmes existants, il doit :
� Avoir une couverture mondiale.� Être mutli-opérateurs.� Multi-fournisseurs de services.� Permettre le roaming international.� Multi-services.
RI : Concepts de base99
� Multi-services.� À coût faible.� Multi-standards / standards ouverts.� Débit élevé (2 Mbits/s).� Haute confidentialité.� Services Multimédia.
INTERNET
� Globalement hiérarchique� ISP locaux
� Se connectent aux ISPs régionaux
� ISPs régionaux� Se connectent aux NSPs
RI : Concepts de base100
� Se connectent aux NSPs
� National/International Serviceproviders (NSPs)
� e.g. BBN/GTE, Sprint,AT&T� Connectent les réseaux ensemble defaçon privée ou via un réseau public� Les NSPs doivent être connectés entreeux par des NAPs (Network AccessPoints)