UMTS & WAN

1. UMTS & WAN Olivier ALLOVON Dimitri FOSSIER Florent GRATTA

2. Plan • Un bref historique • L’UMTS • Le réseau de cœur • Interopérabilité des réseaux • Vers la 4G… • Conclusion

3. Les premiers mobiles… • Introduits dans la fin des années 70, début 80 • Services fournis : réseau analogique et mobilité limitée • Appelé 1G pour première génération • Le plus développé dans les pays scandinaves • Problèmes : • Incompatibilité • Capacité limitée

4. GSM • GSM : Global System for Mobile communications • Début de développement en 1982 • Premier réseau en 1991, en Finlande • Système numérique, depuis 1995 en France/Europe • Mobile 2G (Deuxième génération) • Réseau cœur basé sur la commutation de circuits (interfaçage avec RNIS et RTC) • Près de 40 millions de portables en France (juillet 2003)

5. GPRS • GPRS : General Packet Radio Service • Mobile 2G+ (ou 2.5G) • Intermédiaire entre le GSM et l’UMTS • Fondé sur l’interface radio du GSM, diffère par son réseau de cœur (commutation de paquets) • Optimisé pour du transfert de données  nouveaux services • Lancement en France en 2002 (Orange) • La QoS ne peut pas être assurée

6. L’UMTS • UMTS : Universal Mobile Telecommunication System. • Promu par l’UIT (normalisation mondiale programme IMT2000) • 3GPP en charge de la normalisation (Danemark, 3rd Generation Partnership Project, Déc. 1998)  Réseau de 3° génération (3G) • Intégrer et promouvoir les systèmes existants (GSM/GPRS), avec une nouvelle interface radio : l’UTRA

7. L’UMTS : les objectifs • Principal objectif : harmoniser les techniques de communications mobiles au niveau mondial. • Nouvelle technologie d’accès radio pour des débits plus importants et une densité supérieure d’abonnés • Convergence des réseaux fixes & mobiles, public & privés • Architecture souple permettant aux opérateurs d’offrir des nouveaux services  Le réseau ne doit pas être une limite pour les services proposés

8. L’UMTS : quelques services • Téléphonie • Email, Fax • SMS, MMS • Services multimédias : • Web • Clips vidéos • Vidéoconférence • QoS

9. Comparaison (théorique) GSM/GPRS/UMTS

10. Source : Forum UMTS L’UMTS : Les zones

11. Source : Forum UMTS Zone 1 : Intérieur • Zone composée de pico-cellules • Portée de l’ordre de ~ 10 m. • 10 utilisateurs max., à 10km/h • Débit ~ 2Mbits/s max

12. Zone 2 : Urbaine • Zone composée de micro-cellules pour les « points chauds »  aéroports, gares • Portée de plusieurs centaines de m. • 256 utilisateurs max., à 120km/h • Débit ~ 384 kbits/s max

13. Source : Forum UMTS Zone 3 : Rurale • Appelée aussi zone « suburbaine » • Zone composée de macro-cellules • Rayon de portée de plusieurs km. • 512 utilisateurs max., à 500 km/h • Débit ~ 144 kbits/s max

14. Source : Forum UMTS Zone 4 : Globale • Couvre les zones à faible densité de population • Débit ~ 144 kbits/s max • Mobilité : 1000km/h • Grande couverture  service universel • Infrastructure satellitaire • Uniquement au stade de prévision

15. L’UMTS : quelques dates par le 3GPP (1998) • Première normalisation : 1999 • Fonctionnement en releases • Intégration, déploiement : 2000/2001 • Mise en service définie pour fin 2002… pas encore en service en France.

16. UMTS : les releases • Vision européenne de l’UMTS • R99 de mars 2000 • R4 de mars 2001 • R5 de mars/juin 2002 • R6 prévue pour décembre 2003  Evolution de l’architecture réseau

17. Le réseau de départ (R99)

18. Un réseau intermédiaire (R5)

19. Vers le « all IP »(R6)

20. Le core network • Le réseau de cœur dans les releases récentes implémente différents protocoles • ATM • ATM-SVC (Transport) • Internet Telecom • IP Mobile

21. ATM (1) • UMTS «1° version» • Choisi pour ses possibilités en terme de QoS • Commutation de cellule de taille fixe. • Taille limitée utile pour la téléphonie (parole : 1 octet toute les 125 µs) • Utilisation de la signalisation pour réserver les ressources

22. ATM : QoS (2) • 5 Classes de services définies : • CBR (constant bit rate) : BP fixe (voix, vidéo temps réelle) • VBR (variable bit rate) : Intensité de trafic variable dans le temps, contraintes temporelles fortes (parole, vidéo compressée) • ABR (available bit rate) : BP restante avec un débit minimum • GFR (guaranted frame rate) : ABR simplifié • UBR (unspecified bit rate) : best effort

23. ATM-SVC • Grande flexibilité exigée pour les différentes fonctions dans l’UMTS (Contrôle de Session, de QoS,…) • Commutation en mode non connecté : • Pas de négociation • Pas de contrôle de QoS (dépend du réseau) • Commutation en mode connecté : • Négociation usager  réseau • Scrutation de l’état du trafic, et empêche l’accès pendant la transmission de données si besoin

24. Internet Telecom Principe : avoir une QoS. • Utilisation du protocole RSVP : • Avertir les nœuds de la QoS à appliquer

25. Internet TelecomCOPS • UMTS «2° version» • L’utilisateur fait une demande de ressources auprès d’un serveur central qui se charge de la gestion de la QoS sur le réseau.

26. IP Mobile • Objectif : remplacer les techniques de gestion de mobilité du GSM/GPRS. • Permettrait aux opérateurs d’utiliser IP à grande échelle : • Réduire les coûts de déploiement • Faciliter la maintenance des réseaux • Problèmes • Sécurité • Micromobilité : Changement d’adresse long et risques de perte de paquets • Radio : erreurs reconnues comme problèmes de congestions par la couche TCP…

27. Atouts IPv6 • Grand nombre d’adresses disponibles • Meilleure gestion de la mobilité • Sécurité intégrées • QoS

28. Interopérabilité avec les réseaux WLAN • Utiliser le réseau WLAN par substitution au réseau de cœur UMTS  Utiliser les avantages du WLAN pour l’UMTS UMTS : Mobilité Accessibilité WLAN : Prix BP Largement utilisé

29. WLAN • WLAN : Wireless Local Area Network • Réseau Hertzien, complément à un réseau Ethernet (802.11b, HiperLAN) • Périmètre d’un réseau local défini permettant aux terminaux situés sur la zone de couverture de s’y connecter. • WLAN ≠ Technologie sans-fil employée

30. Le projet EVOLUTE • sEamless multimedia serVices Over alL IP-based infrastrUcTurEs. • Concevoir, spécifier une infrastructure réseau basée sur IP qui offre des services multimédias aux utilisateurs accédant au réseau via différentes technologies wireless.

31. Le projet EVOLUTE

32. UMTS/WLAN : combat ou complémentarité ?? • Coût WLAN et des communications réduit. • Débit plus intéressant avec les WLANs • Portée limitée du WiFi par rapport à l’UMTS

33. Comparaison UMTS/802.11b

34. Vers la 4G • Prévue pour 2010… • Basée sur l’ITS : Intelligent Transportation System • Associer différentes technologies en un même ensemble. • Applications : Vidéo à le demande, Télé,… • VHE : retrouver son environnement de travail personnel partout dans le monde.

35. Vers la 4G

36. Conclusion • Lancement UMTS fin du premier semestre 2004 en France. • Regain d’intérêt des opérateurs actuellement dans la téléphonie mobile : équipement en matériel en hausse • Volonté de rendre le réseau cœur UMTS tout IP • Complémentarité avec WLAN • Norme 802.16 à surveiller

37. UMTS et WAN