Services & Réseaux

1. Services & Réseaux Formation

2. Objectifs • Quels sont les principales caractéristiques que doit posséder un réseau étendu ?

3. Classification des données • Supports • Trafic et métriques • Conclusion

4. Classification des donnés Formation

5. Nature des informations à transférer • Les informations à transférer sont de plus en plus diverses et volumineuses (applications multimédia). • Ce transfert d'information utilise des réseaux multiservices. • Le premier réseau multiservices français date de la fin des années 80 (Numéris), basé sur le concept du RNIS, Réseau Numérique à Intégration de services.

6. Réseau multiservices Voix interactive Télécopie Données multimédia Vidéo Réseau multiservices Téléphonie Données Sons Station multimédia

7. Nature des informations à transférer • Les différents flux de données diffèrent par leur besoin en bande passante, leur sensibilité aux erreurs et au temps de transfert. Type de transfert Type de débit Bande passante Sensibilité au temps de transfert Sensibilité aux erreurs Voix Constant Faible Elevée (Isochrone) Faible Vidéo non compressée Constant Elevée Elevée (Isochrone) Faible MPEG : Vidéo compressée Variable Elevée Elevée (Isochrone) Faible Transactionnel et transfert de fichiers En rafale (Bursty) Moyenne à élevée Elevée (Asynchrone) Elevée Interconnexion de LAN En rafale Elevée Elevée (Asynchrone) Elevée

8. Temps de transfert dans le réseau Effet sur la conversation Inférieur à 150 ms L'oreille ne décèle aucune gêne. Entre 150 et 400 ms La conversation peut devenir difficile, mais est encore tolérable. Au-dessus de 400 ms La conversation devient pénible, voire impossible. La voix • Les contraintes relatives au transfert de la voix dérivent de caractère temps réel : l'information étant générée et consommée en temps réel, il ne peut y avoir de stockage. • L'interactivité d'une conversation téléphonique introduit une contrainte forte sur le temps de transfert. La recommandation G114 montre l'influence du délai de transfert sur la qualité de la voix.

9. La voix • Numériser la voix consiste à échantillonner le signal analogique à 8000 Hz et à quantifier chaque échantillon sur un octet : codage MIC, modulation par Impulsion et Codage ou encore PCM Pulse Code Modulation. • Deux solutions peuvent être envisagées pour le transfert de la voix : • Commutation de circuit, où un circuit dédié est établi pour la durée de l'échange. Il en résulte une sous utilisation de la bande passante. • Commutation de paquet où les échantillons sont paquetisés. Cette technique qui optimise la bande passante, donne naissance à une gigue (variation des files d'attente dans les différents éléments de commutations).

10. La voix • La paquetisation des données introduit un délai additionnel : exemple pour un octet (MIC) toute les 125 µs il faut 8 ms de paquetisation. • Dans les réseaux en mode paquet, afin de gagner de la bande passante la voix est généralement compressée. • La technique la plus simple, l'ADPCM (Adaptive Differential PCM) code non la valeur absolue de l'échantillon mais son écart par rapport au précédant. • Des techniques plus élaborées utilise une prédiction de la valeur future, déduite des quatre derniers échantillons : CELP (Code Excited Linear Prediction).

11. La voix

12. Les supports Formation

13. Les supports de transmission • Paire torsadée ou symétrique • 2 fils de cuivre isolés et entre-croisés, • diamètre de 0,2 à 1 mm, • possibilité de blindage sous la gaine isolante externe, • débit jusqu'à 10 Mbps sur distance < 10 km, • affaiblissement important (bobine tous les 1830m) • immunité aux interférences moyenne si blindée, • facilité d'installation et de connexion, • coût réduit.

14. Ve Vs Diaphonie Vp • Les supports de transmission • Les performances d'un support de transmission sont directement liées à sa structure. On retrouve différents paramètres qui mesurent la qualité d'un câble : paire 1 paire 2 Atténuation en dB = 20 log Vs/Ve Paradiaphonie en dB = 20 log Vp/Ve

15. Les supports de transmission • Catégorie de câbles :

16. Les supports de transmission • Catégorie de câbles : UTP (Unshielded Twisted Pair) = paire torsadée non blindée STP (Shielded Twisted Pair) = paire torsadée blindée FTP (Foiled Twisted Pair) = paire torsadée écrantée

17. Les supports de transmission • Câble coaxial • 2 conducteurs de même axe séparés par un isolant, • diamètres 1,2 - 4,4 mm (coaxial fin) et 2,6 - 9,5 mm (coaxial épais), • possibilité de double tresse sous la gaine isolante externe, • débit jusqu'à 100 Mbps sur distance < 1 km, • affaiblissement important (répéteur tous les 4 km environ) • immunité aux interférences moyenne à élevée, • facilité d'installation et de connexion moyenne, • coût moyen.

18. Les supports de transmission • Faisceau hertzien • onde électromagnétique porteuse de 0,8 à 20 GHz très directive, • émission très directive par antennes paraboliques, • relais tous les 100 km environ , • débit jusqu'à 34 Mbps sur distance < 120 km, • immunité aux interférences très faible, • facilité d'installation fonction du terrain, • coût moyen.

19. Les supports de transmission • Fibre optique • 2 zones coaxiales en silice différenciées par leur indice de réfraction, • transmission d'un faisceau optique modulé, • répéteur tous les 30 km environ , • débit important sur grandes distances, • immunité aux interférences très élevée, • très bonne fiabilité, • facilité d'installation et de connexion : délicate, • coût élevé.

20. Trafic et métrique Formation

21. Intensité de trafic • Pour comparer différents réseaux ou pour dimensionner un réseaux, il convient de définir les grandeurs utilisées pour caractériser le trafic. • Les flux se caractérisent par une variabilité dépendant bien souvent de la plage horaire.

22. Le dimensionnement • Le dimensionnement prend en compte tout équipement qui présente la propriété d'être libre ou occupé : • Une machine • Une ligne de téléphone • Un circuit • ……

23. A Ecart dans la limite des ressources Appel perdu Le dimensionnement n(t) t Fluctuation du nombre instantané d'appels A = moyenne

24. t1 t2 t3 tn Période d'observation T t Σ Trafic = T Le dimensionnement • Le trafic d'une machine est la moyenne de la proportion du temps pendant laquelle elle est occupée.

25. Intensité de trafic • L'intensité de trafic mesure la charge du réseau. L'intensité du trafic exprimé en Erlang est alors : ou plus simplement E = ( N x T ) / 3600 Avec T est exprimé en seconde, N nombre de session par heure, E représente la charge de trafic en Erlang

26. t1 t2 t3 tn t1 t2 t3 tn t1 t2 t3 tn t1 t2 t3 tn Période d'observation T Le dimensionnement

27. Le dimensionnement • Probabilité de refus d’appel Pour un trafic à écouler de E, dans un système possédant m ligne, la probabilité de refus d’appel est donnée par la relation : E / m! m p =  k=m E / k! k k=0

28. Em / m! p =  k=m E / k! k k=0 Le dimensionnement ex TD p=0,5 p=0,4 p=0,3 p=0,2 p=0,15 p=0,1 p=0,05 Trafic à écouler (E) p=0,02 p=0,01 p=0,005 Nombre de circuits (m)

29. Théorie des files d'attente • L'échange d'information entre deux applications est généralement variable en terme de volume à échanger et de fréquences des échanges. • De plus, ces informations vont transiter dans différents systèmes, et ne pourront être transmis instantanément. Elles seront dans des files d'attente (queue) avant d'être traitées par ces systèmes. • La théorie des files d'attente permet de modéliser les processus dans lesquels les clients arrivent, attendent leur tour pour être servis, sont servis, et partent.

30. File d'attente Serveur Théorie des files d'attente • Une file d'attente peut être représentée par le schéma suivant :

31. Théorie des files d'attente Système A Système B Temps de réponse du système Tr = Tpropagation + Tqueue + Ttraitement Lorsque le trafic augmente, Tq devient prépondérant par rapport aux autres éléments, ces derniers pourront alors être négligés.

32. File d'attente Unité de traitement ta ts tq Théorie des files d'attente Système de file d'attente 

33. Théorie des files d'attente • Il faut calculer le temps d'attente en fonction des caractéristiques du message (Longueur L) et du débit (D) de la ligne ou à déterminer le débit du système pour répondre à une contrainte de temps. • Le modèle M / M / 1 est l'un des modèles de file d'attente retenu pour la modélisation des systèmes en télécommunication : • M = processus Markovien en entrée (distribution exponentielle des arrivées) • M = processus Markovien en sortie • 1 = il n'y a qu'un seul processeur (système mono serveur)

34. Théorie des files d'attente • Ce modèle ( M / M / 1 ) suppose que : • Les clients désirant un service arrivent dans une file d'attente qui n'est pas limitée en taille. La file d'attente ne peut pas déborder. • Un serveur est placé devant cette file d'attente • La discipline de service est FIFO • Le temps d'attente (Ta) dans la file est donné par la relation : C = représente la charge du système ts = représente le temps de service ou temps de traitement

35. Théorie des files d'attente

36. Théorie des files d'attente • La charge du système est : avec = nombre de clients par seconde = taux de service • Le taux de service est :

37. Théorie des files d'attente • Le temps de service peut s'exprimer comme le rapport de la longueur des données sur le débit : ta ts TD

38. Services & Réseaux Conclusion Formation