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RNISRéseaux Numérique àIntégration de Services

Christophe BorellyIUT GTR Béziers © 2003http://cb.iutbeziers.univ-montp2.frChristophe.Borelly@iutbeziers.univ-montp2.fr

31/03/2003 [email protected] 2

Introduction

Définition dans le Livre Rouge du CCITT,Fascicule III.5, P.3:

"Un Réseau Numérique à Intégration de Services est unréseau développé en général à partir d'un réseautéléphonique numérisé, qui autorise une connectiviténumérique de bout en bout assurant une large palettede services, vocaux ou non, auquel les usagers ontaccès par un ensemble limité d'interfaces polyvalentes."

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Introduction (2)

Besoins de services de communicationsvariés

Le réseau téléphonique, conçu pour latransmission analogique de la voix, estinadapté à la transmission de données,d'images, etc...

Multiplication des coûts de gestion deréseaux différents


Dénominations

ISDN (Integrated Services Digital Network)

RNIS à bande étroite (narrow-band : N-ISDN) :débit ≤ 2 Mbit/s, commutation en mode circuits.

RNIS à bande large (broad-band : B-ISDN) :débit > 2 Mbit/s, commutation en mode paquets.

Numéris est le nom de l’offre RNIS deFrance Télécom (disponible depuis 1987et massivement depuis 1990).

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Commutation de circuits

Les ressources physiques mises en œuvre au sein du réseau(Intervalle de Temps ou ITs) par l’opérateur sont allouées pour les 2extrémités d’une manière exclusive et pendant toute la durée de lacommunication qu’il y ait trafic ou non. On peut assimiler ceprocédé à un lien physique le temps de la connexion. Dans chaquecommutateur, on distingue une table de correspondance entre lesports pour former un circuit.

Type de facturation : à la durée et à la distance Exemple de réseau : RTC ou RNIS Applications : temps réel (voix, vidéo), transfert de petits et moyens

fichiers.


Commutation de paquet

L’utilisateur ne dispose pas en permanence dumédia. Les ressources sont partagées par tousles utilisateurs. Dans ce cas, l’opérateuroptimise ses ressources.

Type de facturation : au volume Exemple de réseau : X.25 (TRANSPAC)

Applications : consultation de base de données,petits trafic.

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Normalisation début 1980

I.120 Réseau numérique à intégrationde services ( RNIS )

I.210 Principes des services assuréspar RNIS

I.211 Services supports assurés parRNIS

I.310 RNIS, principes fonctionnels duréseau

I.320 Modèle de référence pour leprotocole du RNIS

I.420 Interface de base usager-réseau

I.421 Interface à débit primaire,usager-réseau

I.430 Interface de base usager-réseauRNIS, spécification de niveau 1

I.440 Niveau 2 de l'interface usager-réseau RNIS, aspects généraux

I.441 Spécification du niveau 2 del'interface usager-réseau RNIS

I.450 Niveau 3 de l'interface usager-réseau RNIS, aspects généraux

I.451 Spécification de niveau 3 del'interface usager-réseau RNIS


Numérisation

Le RNIS est l’ultime étape de la numérisation duréseau d’un opérateur Télécom.

Les cœurs des réseaux opérateurs sontdésormais déjà numérisé (liaisons MIC, fibresoptiques).

Seul le réseau de distribution (la boucle locale)reste analogique.

Le RNIS poursuit donc la numérisation au niveaude l’abonné final.

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Numérisation de la voix

MIC : Modulation d’impulsions Codées PCM : Pulse Code Modulation Bande téléphonique (300-3400 Hz) Échantillonnage 13 bits à 8000 Hz (Shannon) Compression sur 8 bits G.711

Loi A (Europe) ou loi µ (USA)

Débit de 64 Kbps


Services RNIS

Trois types de service : Services supports ("bearer services") Téléservices ("teleservices") Services supplémentaires

("supplementary services")

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Les services supports

le mode circuit 3.1 kHz audio le mode circuit 7 kHz audio le mode circuit parole ("speech") le mode circuit 64 kbit/s le mode circuit 2 x 64 kbit/s les mode circuit 384 kbit/s H0, 1536 kbit/s H11, 1920 kbit/s H12. le mode paquet sur canal B le mode paquet sur canal D le mode paquet sans connexion (FFS) le mode paquet signalisation d'usager à usager (FFS).


Les téléservices

la téléphonie la télécopie G4 le télétex la vidéo à balayage lent le vidéotex le mode mixte (fax, teletex) le telex (FFS)

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Les servicessupplémentaires (1)

SDA (Sélection Directe à l’Arrivée) ou DDI (Direct Dialing In) MSN (Multiple Subcriber Number) Identification de l'appelant : CLIP (Calling Line Identity

Presentation) CLIR (Calling Line Identification Restriction)

Ce service permet à l’appelant de refuser la présentation de sonn° d’appel.

Identification de l'appelé : COLP (COnnected Lineidentification Presentation)



COLR (COnnected line IdentificationRestriction”) Ce service permet à l’appelé de refuser

l’identification de la ligne à l’appelant.

MCI (Malicious Call Identification) Service offert à l’appelé. Le commutateur

d’arrivée enregistre toutes les donnéesrelatives à la communication (identification del’appelant, de l’appelé, date, heure, durée,...).

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Transfert d'appels : CT (Call Transfer) CFB (Call Forwarding on Busy) CFNR (Call Forwarding on No Reply) CFU (Call Forwarding Unconditional) CD (Call Deflection) Appels en attente : CW (Call Waiting) HOLD

Permet de suspendre un appel en cours sur un canal B sans lecouper et d’établir un nouvel appel. L’appel interrompu peutensuite être repris.



CCBS (Call Completion on Busy Subscriber) Lorsque l’appelé est occupé, l’appelant peut via ce service demander

au réseau d’établir automatiquement une connexion entre l’appelant etl’appelé dès que l’appelé est libre.

CONF (Conference) 3PTY (3-Party)

Ce service permet une conférence à 3 initiée par l’appelant A. Aappelle B, puis C et ensuite joint les participants. (la différence avecCONF à 3 est qu’il ne faut pas de dispositif HW spécifique).

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Groupe fermé d'usagers : CUG (Closed User Group) AOC (Advice Of Charging). L’AOC est destiné à l’appelant. Il y a 3

variantes: (a) AOC lors de l’établissement d’appel (Permet de donner de

l’information sur le coût de l’appel au début de l’appel. Leschangements sont également communiqués: e.g. tarif plein -> tarifréduit).

(b) AOC pendant l’appel (Permet de voir l’évolution de coût de lacommunication en temps réel ±équivalent à la télétaxation 16 kHz desabonnés analogiques).

(c) AOC à la fin de l’appel (donne le coût de la communication à la finde l’appel).



UUS (User-to-user signalling) 3 variantes. UUS1, échange d'un message de 128 octets lors des

phases d'établissement (SET-UP, ALERT,CONNECT) ou de relâchement (REL, DISC).

UUS2, Message échangé lors de la présentation del'appel, avant la phase active, en principe entreALERT et CONN. Le message utilisé est le messagespécifique USER INFO. Possibilité d'avoir 2messages dans chaque sens (maximum 128 octets).

UUS3, Messages échangés pendant la phase active

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Accès de base S0 (BRI)

Basic Rate Interface (192 Kbps) 2 canaux B + 1 canal D, soit 144 kbps Le canal B (64 kbps) : mode circuits Le canal D (16 kbps) : mode paquets. Le

canal D est utilisé par la signalisation etles données paquets de l'usager.


Accès primaire S2 (PRI)

Primary Rate Interface (2048 Kbps)

B : mode circuit à 64 kbit/s

H0 : mode circuit à 384 kbit/s (6 B)

H11 : mode circuit à 1536 kbit/s (T1 - USA)

H12 : mode circuit à 1984 kbit/s (E1 - Europe).

D : mode paquet à 64 kbit/s, pour lasignalisation et les données de type paquet.

Structures possibles : 30 B + D, 5 H0 + D, H 11 + D

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Points de références

Les points de références désignent les interfaces situéesentre les différents équipements d’une installation RNIS.On les désigne par les lettres R, S, T,U, et V.

Les points R, S, T et U sont situés physiquement chezl’abonné. V étant du côté de l’opérateur.

TE1 TE2

TA

NT2 NT1Opérateur

R

S T U


Équipements terminaux

TE1 (Terminal Equipment type 1) qui utilise lesprotocoles RNIS.

TE2 (Terminal Equipment type 2) qui représenteles fonctions d'un terminal qui n'est pascompatible directement avec le protocole RNIS.Initialement, la plupart des terminaux existantssont incompatibles et requièrent un TA(Terminal Adapter).

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Équipements réseau

NT1 (Network Termination 1) est l'équipement fourni parl'opérateur qui termine électriquement et physiquementla ligne du réseau local. TNR : Terminaison Numérique de Réseau TNL : Terminaison Numérique de Ligne (accès Primaire T2)

NT2 (Network Termination 2). assure les fonctions degestion de la signalisation et d'acheminement descommunications vers le terminal approprié (SDASélection Directe à l’Arrivée). TNA : Terminaison Numérique d’Abonné PABX : Private Automatic Branch eXchange


L’interface S

L'interface S est à 4 fils, du type "buspassif", à laquelle peuvent être connectés(RJ-45) un maximum de 8 terminaux detoute nature. La longueur maximale dubus est de 200 à 1000 m. Elle est fonctiondu nombre de terminaux et de leursemplacements respectifs.

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Configurationsd’installation (1)

Bus passif, pas de TNA (les interfacesS et T sont confondues).

TNR

S0

T0

S0 S0



Bus unique, avec TNA.

TNR

S0

T0

TNA

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Numéris Duo, une TNRg fournit en plus du bus S0, 2interfaces analogiques. Cette offre commerciale deFrance Télécom est issue du besoin de réutilisationdes anciens postes analogiques.

Z1

T0

TNRg

Z2



Étoile de bus ou groupement d’accès de base Utilisé dans le cas ou 2 lignes ne sont pas suffisantes.

On peut grouper jusqu’à 6 accès T0.

T0

TNR

TNR

TNR

TNAT0

S0

S0

T0

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Câblage RNIS

Il existe plusieurs configurations decâblages du bus S0, celles-ci étantdirectement dépendantes du tempsd’aller-retour d’une trame essentielpour la méthode d’accès au bus.


Bus Passif Court

Limité à par le temps d’aller-retour (10 µs à 14µs) et non par l’atténuation. 8 terminauxmaximum.

TNR

10 m max.

P0 P1 P2

200 m à 150 Ω et 100 m à 75 Ω

TE1 TE8

TRTR

TerminalResistor

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Bus Passif Étendu

Les prises sont situées à l’extrémité du câble. 4terminaux maximum.

Le temps d’aller-retour (10 µs à 26 µs).

TNR

25 à 50 mmax.

P0 P1 P2

500m à 1000m

TE1 TE4

TRTR

TerminatingResistor

P3


Point à Point

Un TE unique à l’extrémité du câble. L’atténuation maximum est de 6 dB à 96 KHz. Le temps d’aller-retour (10 µs à 42 µs).

TNR

1000m maximum

TETRTR

TerminatingResistor

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Câblage RJ-45TE NT

PS3+

TX+

PS3-

PS2+

PS2-

TX-

RX+

RX-

PS3+

RX+

PS3-

PS2+

PS2-

RX-

TX+

TX-

1

2

3

4

5

7

6

8

1

2

3

4

5

7

6

8


Signal électrique

Débit de 192 Kbps (48 bits en 250 µs). Codage pseudo-ternaire (bipolaire AMI). Tension nominale maximum : 750 mv.

0 1 0 0 1 1 0 0 0 1 1

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Organisation de la trame


Alignement de trame

Le bit F est à ZERO, mais l’impulsion à la même polaritéque le bit L précédent (violation).

Pour garantir la détection de cette violation, les bits Faet N=NOT(Fa) (NT-TE) et Fa et L=Fa (TE-NT) sontutilisés.

Une violation intervient à 14 bits ou moins du bit F dansle sens NT-TE car N ou Fa est à ZERO.

La perte d’alignement de trame est constatée aprèsl’équivalent de 48 trames sans violation.

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Signaux INFO (NT vers TE)

INFO 0 : Pas de signal INFO 2 : Trame dans laquelle tous les bits des canaux

B et D et du canal D en écho sont mis à ZERO binaire.Le bit A est également mis à ZERO binaire. Bits N et Lcodés conformément aux règles normales de codage.

INFO 4 : Trames contenant des données d'exploitationsur les canaux B et D et sur le canal D en écho. Le bit Aest mis à 1 binaire.


Signaux INFO (TE vers NT)

INFO 0 : Pas de signal INFO 1 : Signal continu émis selon la séquence

suivante : ZÉRO positif, ZÉRO négatif, six UN

INFO 3 : Trames synchronisées avec les donnéesd'exploitation sur les canaux B et D.

0 0 1 1 1 1 1 1 0 0

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Primitives de la couche 1

PH-DATA (REQUEST, INDICATION) PH-ACTIVATE (REQUEST, INDICATION)

PH-AR et PH-AI

PH-DEACTIVATE (INDICATION) PH-DI

MPH-ERROR (INDICATION) MPH-ACTIVATE (INDICATION)

MPH-AI

MPH-DEACTIVATE (REQUEST, INDICATION) MPH-DR et MPH-DI

MPH-INFORMATION (INDICATION)


États du TE (1)

F1 Inactif : Terminal hors tension F2 Détection :

Le terminal passe à cet état lorsqu'il a été mis sous tensionmais n'a pas déterminé le type de signal qu'il reçoit.

F3 Désactivation : Etat de désactivation du protocole physique. Ni la terminaison

de réseau ni le terminal n'émettent.

F4 Attente signal : En réponse à une demande de déclenchement de l'activation

au moyen d'une primitive de demande PH-AR, le terminalémet un signal (INFO 1) et attend une réponse de laterminaison de réseau.

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États du TE (2)

F5 Identification des entrées : A la première réception d'un signal émis par la

terminaison de réseau, le terminal cessed'émettre le signal INFO 1 et attendl'identification du signal INFO 2 ou INFO 4.

F6 Synchronisation : En réponse à un signal d'activation reçu de la

terminaison de réseau (INFO 2), le terminalémet un signal (INFO 3) et attend l'envoi detrames normales par la terminaison de réseau(INFO 4).


États du TE (3)

F7 Activation : Etat actif normal dans lequel le protocole est activé

dans les deux sens. La terminaison de réseau et leterminal transmettent des trames normales. L'état F7est le seul où les canaux B et D contiennent desdonnées d'exploitation.

F8 Perte de verrouillage de trame : Etat dans lequel le terminal a perdu la synchronisation

de trame et attend soit la resynchronisation par laréception d'un signal INFO 2 ou INFO 4, soit ladésactivation par la réception d'un signal INFO 0.

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Diagramme d’étatscouche 1-2

Informationtransfert

not available

Informationtransfertavailable

Activationrequested

PH-AR

PH-DI

PH-DI

PH-AI PH-DI

PH-DATARPH-AI

PH-AI PH-DATAI


Procédure généraled’activation/désactivation pour un TE

Un TE connecté pour la première fois et alimenté ou à lasuite d’une perte d’alignement de trame, doit envoyerINFO 0. Dans la cas d’un TE déconnecté mais alimenté,il envoi INFO 1.

Quand l’alignement de trame est réalisé, le TE envoiINFO 3. Le transfert de données ne peut cependant pasdémarrer avant le réception de INFO 4.

Quand l’alimentation est supprimée, le TE envoi INFO 0avant la perte d’alignement de trame.

La valeur du timer T3 est de moins de 30s.

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Activation/désactivation d’unTE


Accès au canal D

Le NT, à la réception d’un bit D, letransmet en écho sur le canal E.

Un TE transmet des UNs sur le canal D s’iln’a pas de données de couche 2.

Les données de la couche 2 (HDLC) sontencadrées par des flags (0111 1110) avecl’insertion d’un ZERO après 5 UNs pourprévenir de l’imitation du flag.

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Accès au bus

Pour accéder au bus, un TE doit «écouter» si lecanal D est utilisé ou non, il lui suffit pour celad’écouter le canal E.

Ce canal est l’écho du canal D de l’autre paire(TE-NT). Si l’écho est identique à ce qu’il aenvoyé, alors c’est qu’aucun autre terminal n’aessayé de dialoguer en même temps et leterminal poursuit sa transmission.

Dans le cas contraire le terminal arrête latransmission et retourne à l’état de surveillancedu canal D.


Priorités (1)

Un système de priorité permet de s’assurer qu’un seulTE aura l’accès.

Les données de signalisation ont une priorité classe 1. Les données d’information ont une priorité classe 2. Dans chaque classe, la priorité d’un TE diminue

(incrémentation) après une transmission correcte. Le TE retrouve sa priorité normale quand tous les TEs

ont transmis correctement leurs données. Cette valeur de priorité est donnée à l’installation, par

le constructeur du TE ou bien par la primitive PH-DATAR.

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Priorités (2)

Un TE commence à transmettre quand C(nombre de UNs consécutifs sur le canalE) est plus grand ou égal à X1 (classe 1)et X2 (classe 2). X1 est fixé à 8 en priorité normale X1 est fixé à 9 en priorité faible X2 est fixé à 10 en priorité normale X2 est fixé à 11 en priorité faible


Bibliographie

Norme ETSI EN 300 012-1

http://www.etsi.org Cours de Romain Guesdon (IUT

Informatique d’Amiens). Public Networks RNIS v2.1

http://www.itel.ch

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