INTRODUCTION GENERALE
1. Bref Historique
Les télécommunications ont subi en l'espace de
deux décennies des évolutions et bouleversement profonds. Dans le
panorama des systèmes de télécommunication, les
réseaux mobiles occupent, notamment de puis la fin des années
1980 une place chaque jour plus grand en termes de recherche, divertissement,
de revenus, d'abonnées.
Il est indéniable que la révolution, des
services mobiles est l'une des plus importantes qu'un observé le lecteur
de télécommunication de puis le début des années
1980.
L'un des aspects le plus importants de communication entre
deux points d'accès fixes est reliés par câble à un
mode de communication sans fil entre deux points d'accès fixe et
reliés par câble un mode communication sans fil entre personnes
mobile.
Bien qu'il soit encore très tôt pour
réduire un changement sociaux économique aux quels les services
mobilités des services des télécommunications aura un
impact fondamental dans les mondes des vie et de travail d'une partie
croissante de la population.
2. Problématique
Le réseau cellulaire est une nouvelle norme de
téléphonie cellulaire mobile appelé plus
généralement téléphonie de troisième
génération. Cette nouvelle technologie permet de faire transiter
d'avantage les données numériques et l'apparition de contenus
multimédias sur les téléphones mobiles. Mais, le grand
problème est de savoir quel est l'apport du protocole WAP dans le
réseau téléphonique cellulaire de norme GPRS et UMTS.
Voilà, la question qui nous préoccupe dans ce travail.
3. Objectif
Nous tenons à étudier l'apport du protocole WAP
dans le réseau téléphonique cellulaire des normes GPRS et
UMTS, afin de connaître son système multimédia, son
architecture cellulaire WAP et fonctionnement d'un réseau coeur WAP.
4. Méthodologie
pour élaborer ce travail, nous avons utilisé la
méthode descriptive ayant consisté à déduire le
réseau cellulaire GPRS et UMTS, la méthode déductive qui a
consisté à déduire l'apport du protocole WAP dans ce
réseau aussi, la technique documentaire a facilité la
rédaction de ce travail.
5. Subdivision du Travail
Hormis, l'introduction, notre travail est subdivisé en
quatre chapitre. Le premier traite des généralités sur le
réseau téléphonique cellulaire ; le deuxième
chapitre décrit d'une manière remarquable le réseau
cellulaire GPRS ; le troisième chapitre nous décrive le
réseau UMTS ; ainsi que quatrième chapitre étudie
l'apport du protocole WAP dans le réseau téléphonique
cellulaire des normes GPRS et UMTS.
Enfin, une conclusion générale terminera ce
travail.
CHAPITRE I. RESESEAU TELEPHONIQUE
CELLULAIRE (MOBILE)
I.1. Origine du terme
téléphonie
Le terme téléphonie, dérivé de deux
mots grecs :
1. Phonie : Voix
2. Télé : Loin (distance)
La phonie est une abréviation de la
téléphonie ou de la radiophonie. L'apparition de la
téléphonie cellulaire est due aux imperfections du câble de
la liaison de la téléphonie classique, liées à son
immobilité, ou alors fait recours aux ondes radioélectriques,
d'où la naissance de la téléphonie cellulaire, qui est
régulièrement sur terrain du fait de la commodité du
téléphone qui nous rend toujours de bons services.
I.2. Définition de la
téléphonie cellulaire
La téléphonie cellulaire est un système
de la transmission sans fil à distance, ayant pour objet d'offrir de
communication à des abonnés mobiles au moyen d'une grande surface
géographique limitée appelée
« cellule »si la téléphonie mobile se
banalise aujourd'hui, on le doit à la conception de l'avènement
du numérique à l'accroissement de performance de semi-conducteur
et à différentes avancées technologiques.
I.3. Technologies
Cette technique se fait à l'aide d'un instrument qu'on
appelle téléphone portable (Mobile) qui a vu le jour en 1956,
premier téléphone de voiture, elle est de petite dimension
miniaturisée non relié à un support qui fonctionne par
radio haute fréquence et que l'on peut utiliser chez soi comme à
l'extérieur. Au début de notre siècle, le
téléphone fixe devient au même titre qu'un service de
base. En 1996, le premier réseau de télécommunication
mobile a vu le jour sous l'égide de Thomson, mais cela était
réservé qu'aux grands patrons ; tels sont le cas de
réseau Starcel autrement appelé Télécel, Afritel,
Comcell et graduellement nous avons vu le réseau GSM qui s'est
propagé dans notre pays et ceci a donné naissance aux
réseaux Celtel, Vodacom, Tigo, CCT (Congo Chine
Télécom)...
I.3.1. Système de
radiotéléphonie
La radiotéléphonie se définit comme
étant une technique consistant à faire transiter à la
téléphonie par les ondes hertziennes. Elle permet de
téléphoner avec des appareils autonomes (sans fil), pour ce
faire, on utilise une liaison radio.
Il existe deux sortes de systèmes de
radiotéléphonie.
I.3.1.1.
Radiotéléphonie fixe
C'est un système de communication dont
l'émetteur et récepteur sont à distance la liaison entre
points fixes.
La modulation la plus utilisée est la modulation
d'amplitude ; La gamme de fréquence est celle de haute
fréquence (H.F).
I.3.1.2.
Radiotéléphonie mobile
Elle consiste à une liaison entre deux abonnés,
en utilisant les ondes électromagnétiques et permettant la
transmission d'une information au moyen d'un matériel mobile.
I.4. Principes du réseau de
téléphonie cellulaire
Pour marquer une différence entre la
téléphonie cellulaire et fixe, les inventeurs ont placé
une cellule entre le central téléphonique (Switch) et
l'abonné, comme le montre la figure I.1 ci-dessous.
Switch
Cellule
Abonné
Fig. I.1 : Synoptique simplifiée d'une liaison
téléphonique cellulaire.
Ici l'abonné n'est pas en contact direct avec le
central mais il est relié au central par la cellule la plus proche qui
est plutôt celle qui entre en contact direct avec le central (Switch).
Le principe actuel de fonctionnement de la radio
téléphone qui s'articule essentiellement autour d'un centre
émetteur placé si possible sur un point haut relié au
réseau téléphonique commuté (RTC).
I.5. Concept cellulaire
Il permet d'atteindre les capacités illimitées
en identifiant les communications cellulaires ainsi que le réseau de
station de base sans consommation importante du spectre de fréquence.
Ceci rendra la tâche facile aux usagers d'utiliser les mêmes
fréquences dans des sites distincts.
I.6. Définition d'une
cellule
La cellule est une surface sur laquelle est implantée
une station de base qui peut établir une liaison avec le terminal.
En d'autre terme, c'est une partie du territoire
découpée en petites zones constituant une étendue
géographique limitée pour établir une station de base
déterminée. La zone de couverture d'une cellule est très
variable de moins de 100 m à 35 Km suivant les obstacles et
interférences. Elle assure :
1. l'interface entre mobile et le central (Switch) ;
2. l'émission permanente de la signalisation ;
3. l'affection des canaux de communication ;
4. la supervision de la communication.
Ces cellules se trouvent disposées aux autres
jusqu'à vêtir l'ensemble d'une zone.
Du point de vue concept, la forme d'une cellule dépend
toujours des facteurs géographiques et du nombre d'abonnés sa
taille est variable de 200 m à 28 Km pour les plus grandes, selon la
fréquence d'émission (900-1800 Mhz). Elle est normalisée
par une forme hexagonale.
Le territoire desservi pour le système cellulaire est
subdivisé en cellules. En général dans la pratique, une
cellule contient quatre émetteurs récepteurs dont chacun porte
huit canaux.
I.6.1. Types des cellules
Il y en a trois, à savoir :
· Cellule de trafic : Est la surface sur laquelle la
communication peut être assurer sans changement de fréquence aux
conditions de S/B (signal à bruit), nécessaires dans la
technologie.
· Cellule d'appel : Ici il s'agit d'un groupement de
trafic pour diffusion d'appel. Elle peut contenir plusieurs cellules de trafic.
· Cellule de veille : Est l'étendue de la
zone couverte par la fréquence de veille. La fréquence de la voie
de veille est toujours localement identique à celle de la voie d'appel.
Le mobile est souvent programmé pour se verrouiller, sauf commande
particulière, sur un message (balisé) émis
régulièrement par une voie radio.
I.6.2. Forme d'une cellule
Cellule
Les Cellules
Effectivement, comme nous l'avons souligné
précédemment, elle a une forme hexagonale.
Fig. I.2 : Modèle des configurations des
cellules.
La taille des cellules dépend aussi de
l'opérateur s'il désire densifier son maillage pour augmenter les
capacités de son réseau.
Elle peut même atteindre 50 Km et est donnée par
la formule ci-après :
R= (I.1)
Avec R : Rayon de couverture
H : Hauteur d'une antenne
I.7. Canaux logiques
La communication entre un mobile et une station de base
(interface radio) se fait grâce à un canal logique. Un canal
logique est constitué d'une paire des fréquences
constituées du canal physique entrant et du canal physique sortant.
I.8. Composition d'un
réseau cellulaire
Un réseau cellulaire téléphonique est
essentiellement composé de :
· d'une ligne de téléphone public ;
· de l'autocommutateur ;
· du site cellulaire ;
· du poste d'abonnés cellulaires.
Par réseau cellulaire, on entend toute installation en
tout ensemble d'installations assurant la transmission et l'acheminement des
signaux de télécommunication, ainsi que l'échange
d'informations de commandes et aussi de gestion associée au point de
transmission.
I.9. Différents
systèmes cellulaires
Les systèmes cellulaires constituent actuellement le
plus important du marché des radio communications mobiles.
Il existe plusieurs standards des technologies cellulaires se
distinguant les uns les autres par :
· la bande de fréquence : qui est le type de
modulation utilisée ;
· la répartition de l'intelligence entre les
postes, la cellule et le commutateur central ;
· la capacité du système : c'est donc
le nombre maximum d'abonnés ;
· les structures du réseau classiques
publiques ;
· la qualité de service offert aux publics.
Ces systèmes se décomposent les uns les autres
selon la technologie de transmission numérique tels qu'AMPS (Advanced
Mobil Phone Service) et TACS (Total Access Cellular System).
I.9.1. Système AMPS
(Advanced Mobile Phone Service)
C'est le plus important et le plus développé aux
USA. Il est essentiellement utilisé en Amérique du Nord,
Amérique du Sud et au Sud de l'Asie (Corée du Sud,...) c'est un
système analogique. Le AMPS travaille dans une bande de 800 à 900
MHz à l'émission comme à la réception. Il occupe
57% du marché mondial de la téléphonie cellulaire :
ex : Réseau Starcel, Afritel.
I.9.2. Système TACS
TACS signifie système cellulaire d'accès total,
ce système est adopté aux USA et la G.B ; en plus
exploité en Angleterre et en Asie à une fréquence de 900
MHz vers 1985.
I.9.3. NMT (Nordic Mobil
telephon).
Ce sont de systèmes analogiques utilisés dans
les pays nordiques, ils sont caractérisés par une
fréquence de 450 à 900 MHz, et sont différents par :
· la bande de fréquence ;
· la capacité ;
· la modulation.
I.9.4. Différence entre les
systèmes TACS et GSM
Tab. I.1. Tableau comparatif des différents
systèmes cellulaires.
Pays d'origine
|
TACS Angleterre
|
GSM France
|
Année :
|
1985
|
1992
|
Types de technologie :
|
Analogique
|
Numérique
|
Bande de fréquence :
|
890-915
|
890-915
|
Mode d'accès :
|
835-990
|
855-960
|
Largeur de canaux :
|
25 KHz
|
200 KHz
|
Technologie de voix :
|
Analogique
|
Numérique
|
Modulation
|
FSK
|
GSMK
|
Nombre de canaux
|
1000
|
124
|
I.10. Structure composition d'un
réseau de téléphonie cellulaire
En principe, la structure d'un réseau cellulaire est
toujours étoilée. Le réseau le plus courant est celui
doté d'un central cellulaire et plus d'une cellule.
Le central MTSO (Mobil Telephone Switch Office) est le central
du réseau public ; le central cellulaire est relié au PSTN
dans la configuration très répandue dont le central cellulaire
MTSO est situé dans la première cellule. Les autres cellules sont
installées progressivement en fonction de la zone que l'on veut
courir ; le réseau cellulaire le plus rentable est celui à
un PSTN ou en réseau international. Le principe de ce système
cellulaire est représenté à la figure I.3 ci-dessous.
Cell Site
Cell Site
Cell Site
Cell Site
MTSO
Cell Site
Vers PSTN
Fig. I.3 : Composition d'un réseau
cellulaire.
I.11. Commutateur central (Switch)
ou centre de commutation téléphonies mobiles.
Le commutateur central contrôle la qualité des
signaux et établit les communications entre le système
téléphonique classique et système cellulaire. Ils servent
de cerveau au centre de contrôle ; de tout le système
cellulaire dont la liaison entre le commutateur central et le site de
transmission cellulaire s'effectue soit à l'aide d'un câble ou par
faisceau hertzien et joue les rôles ci-après :
· il contrôle tout le réseau
cellulaire ;
· il assure la compilation du temps et la
facturation ;
· il gère les données relatives aux tarifs
et aux abonnés ;
· il est l'organe de contrôle et de décision
du système ;
· il assure la signalisation c'est-à-dire la
commutation des communications des mobiles entre eux avec les abonnés du
réseau public avec les provinces à l'étranger ;
· il coordonne la correspondance ;
· il assure la maintenance de l'exploitation du
réseau ;
· il gère systématiquement l'utilisation
des fréquences.
Le Switch se trouve dans la première cellule et un
central téléphonique suffit pour couvrir une région. Il
est alors désigné différemment d'un pays à l'autre,
pour avoir une image.
En France : MSC (Mobil Switch Center)
Au Canada : MTX (Mobil Telecommunication Exchange)
Aux USA : MTSO (Mobile Telephone Switch Office)
Il comprend les modules suivants:
· Module de maintenance et de
périphérique ;
· Module de contrôle et de maintenance ;
· Module en fonction numérique contenant les
limites d'enregistrement des différentes annonces ;
· Module de fonction de lignes publiques ;
· Module de fonction cellulaire.
L'autocommutateur est une installation de connexion
automatique entre deux postes d'un même réseau
téléphonique.
I.11.1. Rôle de PSTN (Public
Switcher Telephone Network)
Il ne fait pas porter de système cellulaire. Mais sans
celui-ci les données cellulaires ne peuvent pas accéder aux
réseaux publics, comme le montre la figure I.4 ci-dessous.
MSC
PSTN
Fig. I.4 : Accès du GSM au PSTN
I.12. Site de transmission
cellulaire
Un Site de transmission cellulaire à l'endroit ou se
déroule toutes les transmissions. C'est aussi là où sont
logés les équipements de radio communication de la cellule. On y
place au centre, une station de base au station radio. Son rôle est de
desservir toutes les cellules unités mobiles qui s'effectuent en
recevant les appels à l'intérieur de la cellule, il capte de
signal radio émis par le poste émetteur et le transmet aux lignes
téléphoniques et vice-versa.
I.13. Poste d'abonnés
cellulaires
C'est un dispositif qui sert à émettre et
à recevoir un appel téléphonique dans un réseau
cellulaire. Il existe trois types de poste d'abonnés cellulaires :
le poste transportable ; le poste fixe et le poste portable.
I.13.1. Poste transportable
Il est installé soit à domicile de
l'abonné soit dans un véhicule soit dans un bureau, et aussi dans
une cabine téléphonique.
I.13.2. Poste fixe
Quant à lui, il est installé d'une façon
permanente dans un endroit précis (domicile ou bureau) et peut
être alimenté par une tension de 110 à 220 volts (ALC).
I.13.3. Poste portable ou
portatif
Ce modèle est plus petit et le plus
préféré par les utilisateurs par rapport aux
précédents, son alimentation est faite par une pile
incorporée dans l'appareil.
I.14. Système
cellulaire
C'est un système téléphonique cellulaire
qui assure sur un territoire étendu la notion d'itinérance ou de
roaming pour être appelé ou appelé aussi l'intercellulaire
ou handover encore appelé hand-all dans certains pays. Enfin la mise au
point de systèmes cellulaires dans lesquels le poste mobile sait changer
automatiquement la fréquence au cours de ses déplacements pour se
tenir en relation avec la station fixe du système lui assurant le
meilleur rapport signal sur bruit (S/B).
· Le Roaming : C'est la capacité que
possède un abonné cellulaire d'utiliser son appareil dans un
autre réseau.
· Handover : C'est le processus de transfert de
communication d'une cellule adjacente pour l'abonné mobile. Il permet
d'assurer la continuité des communications entre les mobiles.
I.15. Avantage de la
téléphonie cellulaire
La téléphonie cellulaire ouvre la voie à
des progrès remarquables notamment :
· Elle offre à l'abonné la
possibilité de se déplacer avec son
téléphone ; d'appeler et de recevoir des appels partout avec
son téléphone portable.
· Elle permet une implantation rapide à
très court terme.
I.16. Conclusion
Dans ce chapitre consacré essentiellement à la
généralité sur la téléphonie cellulaire
constitué la clé de notre étude dans la mesure ou on y
trouve les principes de base. La composition et les différents
systèmes de la téléphonie cellulaire.
CHAPITRE II. : RESEAU
GPRS
II.1. Introduction
Dans ce chapitre, nous allons aborder la présentation,
le fonctionnement ainsi que la structure du réseau GPRS.
II.2. Présentation
Le GPRS ne constitue pas à lui tout seul un
réseau mobile à part entière, mais une couche
supplémentaire rajoutée à un réseau GSM existant.
Il peut donc être installé sans aucune licence
supplémentaire.
De plus, le GPRS utilise les bandes de fréquences
attribuées au GSM. C'est à dire une bande dans les 900 MHz, une
autre dans les 1800 MHz et enfin une troisième pour les USA, dans les
1900 MHz. Les opérateurs GSM actuels ont de fait un quasi monopole sur
le GPRS, ce qui n'est pas le cas pour l'UMTS.
Le GPRS, appelé aussi GSM 2+, repose sur la
transmission en mode paquet. Le déploiement du GPRS nécessite la
mise en place d'une infrastructure réseau basée sur la
commutation de paquets et l'introduction de passerelles pour s'adosser aux
réseaux GSM existants.
II.2.1. Domaines d'application
Le GPRS permet d'élargir l'offre de services. Outre
l'accès à Internet (ou Intranet), à partir des mobiles
traditionnels, il permet un meilleur accès aux e-mails comportant des
fichiers joints. Le mobile, dans ce cas, est considéré comme un
modem, et doit être associé à un ordinateur portable ou un
assistant personnel.
La connexion ouverte en permanence du GPRS et le mode de taxation
offrent à ceux qui font de la télémaintenance, de la
télésurveillance et de la téléalarme, des
opportunités intéressantes.
II.2.2. Débit
supérieur au réseau filaire standard
Avec le GPRS, on dispose d'un débit compris entre 40 et
115 kbit/s. Tout dépend du nombre de canaux virtuels ou "time slots"
utilisés, et du schéma de codage (CS1 à CS4). Ce dernier
agit sur la compression des données comme un multiplicateur de
débit.
II.2.3. Accès
immédiat et fiable
Le GPRS offre un accès immédiat. Le mode de
fonctionnement du GPRS et son mode de facturation au volume de données
transmises, permettent de laisser le canal de transmission ouvert en
permanence. Ainsi, pour télécharger un e-mail par GPRS on
économise, par rapport à une connexion par GSM ou RTC, lors de la
première connexion, le temps d'initialisation du modem, soit 30 secondes
environ.
II.2.4. Types de terminaux
Les types de terminaux ont été définis
pour répondre aux besoins du GPRS : le modèle de base (classe B)
est prévu pour la voix et les données en mode non
simultané. Le modèle professionnel ou industriel (classe C) est
data exclusivement (le terminal est utilisé comme un modem). Enfin le
haut de gamme (classe A) est compatible voix/data simultanément. Ce
terminal classe A pose problème actuellement. La puissance de calcul
qu'il demande a pour l'instant une forte incidence sur son coût de
production et le rend dissuasif.
II.3. Fonctionnement et
Caractéristique Technique
II.3.1. Mode connecté ou
accès virtuel
Le premier avantage du GPRS est de permettre une meilleure
utilisation des ressources radio et techniques. Alors que le GSM actuel
fonctionne en mode "connecté", appelé également mode
"circuit", le GPRS utilise pour sa part le mode de connexion virtuel. En mode
"virtuel", les ressources sont partagées. Le canal de transmission n'est
jamais affecté à un utilisateur unique, mais partagé entre
un certain nombre d'utilisateurs.
Le GPRS met en évidence le rôle plus important du
gestionnaire de réseau. Dans une infrastructure GSM le rôle du
gestionnaire se résume à affecter des ressources physiques au
début de chaque communication. Avec le GPRS, son rôle est plus
important. Il consiste à allouer en temps réel des ressources
physiques (mémoires et circuits électroniques), à
gérer les ressources radio, et à les affecter en fonction de la
demande.
II.3.2. GPRS s'installe sur le
réseau GSM existant
L'implantation du GPRS peut être effectuée sur un
réseau GSM existant. Les stations de base ne subissent aucune
modification si ce n'est l'adjonction d'un logiciel spécifique, qui peut
être installé par téléchargement. Plus en amont,
le contrôleur de stations de base doit être doublé par un
contrôleur de paquets (PCU pour Paquets Controler Unit). Vient ensuite,
la chaîne destinée aux données par paquets,
constituée du commutateur (SGSN) ou Switch spécifique GPRS,
équivalent du Mobile Switch (Centre) (MSC), contrôleur qui a pour
fonction de vérifier l'enregistrement des abonnés, de les
authentifier et d'autoriser les communications, et du module d'accès
(GGSN) au monde IP (Internet ou Intranet).
II.3.3. Structure d'un
réseau GPRS
La structure d'un réseau est illustrée par la
figure I.1 ci - dessus :
Fig. I.1. Structure d'un réseau GPRS
II.4. Structure du réseau
II.4.1. Composantes du
réseau GPRS
L'architecture des piles logicielles dans chacun des
éléments d'un réseau GPRS est illustrée par la
figure I.2 ci - dessous :
251650560
Fig. I.2. Les Composantes du réseau GPRS
II.4.2. Routage des paquets
Le routage de chaque paquet est indépendant de celui
qui le précède ou de celui qui le suit. Pendant la phase de
connexion d'un terminal dans un réseau GSM, les échanges de
signalisation sont nombreux, et pour faire face aux contraintes du mode paquet,
les informations de routage obtenues pour acheminer le premier paquet vers un
terminal GSM sont stockées dans le GGSN. Ainsi la route pour les paquets
suivants est sélectionnée à partir du contexte
stocké dans le GGSN (le Temporary Logical Link Identity ou TLLI).
II.4.3. Infrastructure d'un
réseau GPRS
II.4.3.1. Présentation de
l'infrastructure d'un réseau
Un réseau GPRS est en premier lieu un réseau IP.
Le réseau est donc constitué de routeurs IP. L'introduction de la
mobilité nécessite par ailleurs la précision de deux
nouvelles entités :
· Le noeud de service -- le SGSN ;
· Le noeud de passerelle -- le GGSN.
Le réseau GPRS vient ajouter un certain nombre de
« modules » sur le réseau GSM sans changer le réseau
existant. Ainsi sont conservés l'ensemble des modules de l'architecture
GSM, nous verrons par ailleurs que certains modules GSM seront utilisés
pour le fonctionnement du réseau GPRS. La mise en place d'un
réseau GPRS va permettre à un opérateur de proposer de
nouveaux services de type "Data" ses clients. Le GPRS est en mode paquets.
II.4.4. Equipements d'un
réseau GPRS
II.4.4.1. Noeud service (SGSN)
Le noeud de service dénommé SGSN (Serving GPRS
Support Node) est relié au BSS du réseau GSM. Le SGSN est en
connexion avec l'ensemble des éléments qui assurent et
gèrent les transmissions radio : (BTS, BSC), ... et aussi avec le
HLR.
II.4.4.2. Noeud de passerelle
(GGSN)
Le noeud de passerelle GPRS dénommé GGSN
(Gateway GPRS Support Node) est relié à un ou plusieurs
réseaux de données (Internet, autre réseau GPRS ...). Le
GGSN est un routeur qui permet de gérer les transmissions de paquets de
données :
· Paquets entrants d'un réseau externe, achemines
vers le SGSN du destinataire.
· Paquets sortants vers un réseau externe,
émanant d'un destinataire interne au réseau.
Les termes SGSN et GGSN désignent des entités
fonctionnelles qui peuvent facilement être implantées dans un
même matériel. L'ensemble des SGSN, des GGSN, des routeurs IP et
des liaisons entre équipements est appelé réseau
fédérateur GPRS. A noter enfin que chaque SGSN et chaque GGSN
disposent au minimum d'une adresse IP fixe au sein du réseau.
II.4.4.3. Mobile GPRS
L'usage attendu par le réseau GPRS est la
possibilité de consulter de manière interactive des serveurs.
Cela nécessite donc un débit plus important sur la voie
descendante que sur la voie montante. On parle de mobile multi slot : le
terminal doit être en mesure de recevoir ou de transmettre des
informations sur plusieurs intervalles de temps.
II.4.4.4. Interfaces d'un
réseau GPRS
La norme GPRS définit un certain nombre d'interfaces
pour assurer le fonctionnement entre SGSN et GGSN et l'inter fonctionnement
avec les entités GSM.
II.4.5. Apports du réseau
GPRS
Le GPRS peut finalement être vu comme un réseau
de données à part entière qui dispose d'un accès
radio tout en réutilisant une partie du réseau GSM. Les
débits prévus permettent d'envisager des applications comme la
consultation de sites Internet ou le transfert de fichiers en mode FTP (File
Transfert Protocole).
Dans la première version du GPRS seul un service de
transmission de point a point (PTP - Point To Point) sera propose. Une
information envoyée par un terminal vers un terminal.
II.4.6. Gestion des sessions
Un mobile GPRS peut gérer différents protocoles
réseaux; de même l'usager peut ouvrir plusieurs sessions pour
accéder à plusieurs services simultanément sur un
même terminal.
II.4.7. Protocoles GPRS
L'identification du protocole GPRS est une information
numérique dont le but est de différencier les bruit contenant des
paquets GPRS des bruit contenant des informations GSM.
II.5. Technologie GPRS
La technologie GPRS est destinée ou a pour mission de
remplacer les technologies OSD (Circuit Switched Data) et SMS (Short Message
Service). Aujourd'hui utilise pour le transport des données sur le
réseau GSM. Le GPRS propose une communication des paquets, permettant
de ne pas mobiliser le canal de communication donc souple à l'usage.
II.6. Avantages du réseau
GPRS
Parmi les avantages de GPRS comparé au GSM pour les
services de données :
a. Débits élevés
Les débits proposés par GPRS sont
supérieurs au débit de 9,6 kbit/s offert par GSM pour le
transfert de données: Ceci est possible en configurant
l'équipement mobile afin d'utiliser plusieurs ITs (Intervalles de temps)
dans les sens montants et descendants. En pratique, un équipement GPRS
peut généralement utiliser 4 ITs dans le sens descendant et 2 ITs
dans le sens montant. Les débits obtenus sont alors de 50 kbit/s et 20
kbits/s respectivement.
b. Connexion permanente
Outre une augmentation du débit, le temps
d'établissement de session GPRS et l'accès au service est plus
court qu'avec GSM. Une session est établie pour transférer et
recevoir des données, Si l'usager dispose d'une adresse IP statique, il
est aussi possible de notifier la station mobile de l'arrivée de paquets
(Push) afin qu'elle puisse ouvrir une session GPRS et recevoir les
données. Alors que le GSM actuel fonctionne en mode "connecté",
appelé également mode "circuit", le GPRS utilise pour sa part le
mode de connexion virtuel. En mode "virtuel", les ressources sont
partagées. L'IT n'est jamais affecté à un utilisateur
unique, mais partagé entre un certain nombre d'utilisateurs. Chaque
utilisateur en dispose lorsqu'il en a besoin et uniquement dans ce cas. Le
reste du temps, elles sont disponibles.
c. Facturation au volume ou au contenu
GPRS permet de facturer les services en fonction du volume
(nombre de paquets échangés) ou en fonction du contenu (e.g., par
image envoyée), à la différence de la politique de
facturation à la durée pour le transfert de données en
mode circuit. Cela permet de disposer d'une session de données
"permanente" sans que l'usager ait à payer pour les périodes
d'inactivité et sans allocation de ressource de manière
statique.
d. Support pour de nouveaux services
Parmi les applications envisageables grâce au
réseau GPRS :
· La navigation sur Internet à partir d'un
portable ou d'un PDA.
· L'envoi et la réception de photos ou cartes
postales.
· L'envoi et la réception de séquences
vidéo telles que des bandes annonce.
· L'usage des groupes de discussions (chat).
· L'accès au réseau Intranet de son
entreprise.
· Le partage des données.
· La télémétrie.
Ces applications n'étant pas exhaustives, de nombreuses
nouvelles applications vont apparaître sur le marché au fur est
à mesure que le taux de transfert augmentera.
e. Intégrité du transfert des
données
GPRS améliore l'intégrité du transfert de
données à travers plusieurs mécanismes. D'abord, les
données de l'usager sont encodées avec des redondances afin
d'améliorer la résistance aux mauvaises conditions radio. Cette
redondance est plus ou moins importante en fonction de la qualité de
l'interface radio. GPRS définit quatre scénarios de codage, CS1
à CS4. Initialement, seuls CS-1 et CS-2 seront supportés,
permettant un débit de 9 et 14 kbit/s par IT. Si une erreur est
détectée sur une trame reçue dans la BSS, la trame est
retransmise jusqu'à ce qu'elle soit reçue sans erreur pour
être transférée sur le sous-système réseau
GPRS.
f. Mécanismes de sécurité
sophistiqués
GPRS s'appuie sur le modèle d'authentification et de
chiffrement proposé par GSM. Lorsqu'une station mobile tente d'initier
une session GPRS, elle est authentifiée grâce à des
clés d'authentification et des calculs réalisés par la
carte SIM. Outre l'authentification GPRS, une seconde authentification peut
être mise en oeuvre pour l'accès à Internet ou à un
réseau de données d'entreprise en utilisant le protocole RADIUS
(Remote Authentication Dial In User Service).
GPRS assure par ailleurs le chiffrement des données de
l'usager entre la station mobile et le sous-système réseau GPRS
alors que dans le réseau GSM, le chiffrement est assuré entre la
station mobile et l'entité BTS.
g. Passage obligé pour la migration vers l'UMTS
Les noeuds GPRS seront réutilisés pour la
migration vers l'UMTS.
II.7. Architecture GPRS
L'architecture GPRS est illustrée par la figure I.3 ci -
dessous
251651584
Fig. I.3. L'architecture GPRS
II.8. Impact de GPRS sur GSM
Afin d'intégrer GPRS (General Packet Radio Service)
dans une architecture GSM existante, un nouveau type de noeud appelé GSN
(GPRS Support Node) est introduit. Les GSNs sont responsables de la livraison
et du routage des paquets de données entre la station mobile (MS, mobile
station) et des réseaux de données externes (PDN, Packet Data
Network).
En réutilisant l'infrastructure GSM, le coût
d'introduction de GPRS dans le réseau GSM est principalement relatif
à l'extension logicielle des entités GSM. Les principaux
matériels rajoutés à l'architecture GSM existante sont
l'intégration d'une carte PCU (Packet Control Unit) dans l'entité
BSC, la fourniture de nouveaux terminaux GPRS aux usagers, l'introduction des
noeuds de commutation de paquets GPRS, à savoir SGSN et GGSN, la mise en
place d'un Charging Gateway pour la taxation GPRS et d'OMC-G (Operations and
Maintenance Centre - GPRS) pour l'exploitation des équipements de
réseau GPRS.
L'extension logicielle peut être effectuée
efficacement. Dans la majorité des solutions proposées par les
constructeurs, il est possible de télécharger de nouveaux
logiciels GPRS dans les BTS et les BSC. Le tableau 1 montre les extensions
requises pour chaque entité du réseau.
II.9. Conclusion
Le service GPRS permet de considérer le réseau
GSM comme un réseau à transmission de données par paquets
avec un accès radio et des terminaux mobiles. Le réseau GPRS est
compatible avec des protocoles IP et X.25. Des routeurs spécialises SSGN
et GGSN sont introduits sur le réseau.
La transmission par paquet sur la voie radio permet
d'économiser la ressource radio : un terminal est susceptible de
recevoir ou d'émettre des données à tout moment sans qu'un
canal radio soit monopolisé en permanence comme c'est le cas en
réseau GSM. Le débit maximal instantané annonce pour le
GPRS est de 171.2 Kbit/s même s'il est limite a 48 Kbit/s en mode
descendant. (Limite actuelle des terminaux GPRS).
La mise en place d'un réseau GPRS permet à un
opérateur de proposer de nouveaux services de type Data avec un
débit de données 5 à 10 fois supérieur au
débit maximum théorique d'un réseau GSM. (Rappel
débit max. en GSM : 9.6 Kbit/s). Le réseau GPRS constitue
finalement une étape vers le réseau UMTS. Maintenant voyons le
chapitre suivant sur le réseau UMTS.
CHAPITRE III : RESEAU
UMTS
III.1. Introduction
Dans ce chapitre nous allons présenter
l'infrastructure, l'apport du réseau ainsi que les
caractéristiques de base d'un réseau UMTS.
Face à la multiplication du nombre d'utilisateurs de
téléphonie mobile, il s'est rapidement posé le
problème de la saturation des réseaux déjà mis en
place avec la norme GSM (Groupe Special Mobile). Il a alors fallu envisager de
mettre en place une nouvelle norme qui répondrait aux nouvelles
contraintes imposées par le désir des utilisateurs en terme de
quantité et de qualité de services mais aussi du nombre croissant
des données circulant sur le réseau. On a décidé
d'ajouter des fonctionnalités au GSM en créant le GPRS (General
Packet Radio Services) qui a pour but d'étendre les capacités du
réseau GSM (débits théoriques plus rapides etc.). Mais
depuis quelques années se développent des applications
multimédia pour la téléphonie mobile qui demandent de plus
en plus de ressources au niveau des débits. Pour répondre
à ce nouveau besoin il a été décidé de
mettre en place une nouvelle technologie : l'UMTS (Universel Mobile
Télécommunications System).
III.2. Infrastructure d'un
réseau UMTS
III.2.1. Présentation de
l'infrastructure d'un réseau UMTS
Le réseau UMTS vient se combiner aux réseaux
déjà existants. Les réseaux existant GSM et GPRS apportent
des fonctionnalistes respectives de Voix et de Données ; le
réseau UMTS apporte ensuite les fonctionnalités
Multimédia.
La mise en place d'un réseau UMTS va permettre à
un opérateur de compléter son offre existante par l'apport de
nouveaux services en mode paquet complétant ainsi les réseaux GSM
et GPRS.
III.3. Architecture du
Réseau UMTS (Fig.III.1)
Le réseau UMTS est composé d'un réseau
d'accès UTRAN (UMTS Terrestrial Radio Access Network) et d'un
réseau coeur.
251658752
Fig. III.1 : Architecture du réseau
UMTS
III.4. Fonctionnement de
l'UMTS
III.4.1. Capacités
Techniques du Réseau
Nous allons donc présenter ici les
caractéristiques du réseau UMTS. Il faut tout d'abord savoir que
l'UMTS est dit « réseau de troisième
génération » (par rapport au GSM qui est de première
génération) et il a été standardisé par le
3GPP (3rd Generation Partnership Project). L'UMTS doit servir à
supporter de nombreux services qui ne peuvent être utilisés
qu'avec des vitesses de transmission très hautes. Donc l'UMTS permettra
des débits supérieurs à 144Kb/s et avec un débit
théorique maximal pour les données de 2Mb/s (actuellement avec le
GSM nous sommes à 9,6Kb/s).
Avec l'UMTS nous exploiterons de nouvelles bandes de
fréquences : 1920-1980 MHz, 2110-2170 MHz contre 900 MHz, 1800 MHz et
1900 MHz pour le GSM.
L'UMTS sera multicouches, en fait il se développera par
l'interaction entre des macro cellules (de 0,5 à 10 Km de rayon) pour la
couverture globale, des microcellules (de 50 à 500 mètres) pour
les fortes densités de trafics (par exemple en ville) et des pico
cellules (de 5 à 50 mètres) pour la couverture à
l'intérieur des bâtiments.
Le réseau UMTS permettra aussi une meilleure
qualité sonore qui s'approchera de la qualité d'un
téléphone fixe. Et il répondra aussi au problème
croissant de saturation des réseaux GSM actuellement.
Nous pourrons aussi concevoir une norme de
compatibilité à l'échelle mondiale, contrairement aux
technologies actuelles (les normes utilisées au Japon et aux USA ne sont
pas toutes compatibles avec le GSM).
Par contre l'UMTS n'est pas compatible avec le réseau
GSM actuel donc les terminaux sont à changer, ce qui fait un coût
élevé pour les investisseurs.
III.5. Objectif et Applications de
l'UMTS
III.5.1. Objectifs de cette
nouvelle technologie
Il y a de nombreux objectifs en ce qui concerne la mise en
place d'un tel réseau et de son fonctionnement. Tout d'abord les
premiers objectifs sont de respecter les débits annoncés, et
d'arriver à libérer les bandes de fréquences qui seront
utilisées, au niveau mondial.
L'UMTS devra aussi répondre à un marché
de masse pour les services de communication avec les mobiles, car les
prévisions en nombre d'abonnés se rapprocheront de celui
écoulé par les terminaux filaires.
Comme nous l'avons cité dans le fonctionnement il
devra être mobile à l'échelle mondiale mais aussi
être adapté à la situation (bâtiments, ville, et
couverture globale) à l'aide des différentes cellules (micro,
pico, et macro) et le passage d'une cellule à une autre devra se faire
sans que l'utilisateur ne s'en rende compte et sans perte de données. Il
devra aussi supporter les différentes applications multimédias
qui seront mises en place grâce aux débits élevés.
Ainsi que l'interconnexion aux réseaux larges bandes et aux
réseaux RNIS.
L'UMTS devra aussi être compatible avec le service de
télécommunications personnelles universelles UPT (Universal
Personal Telecommunications) étudié actuellement par l'ITU
(International Telecommunication Union). L'UPT permettra de gérer la
mobilité des personnes sur l'ensemble des filaires et
radioélectriques : l'abonné à ce service pourra
s'enregistrer sur n'importe quel type de terminal à l'aide de son
numéro de téléphone personnel (basée sur la «
Mobile Application Part » (MAP) du système de signalisation
n°7).
Au niveau des terminaux : les terminaux actuels GSM ne sont
pas compatibles avec l'UMTS, et donc un des plus importants objectifs à
ce niveau là serait de créer des terminaux bi-modes, qui
supporteraient donc le GSM et l'UMTS, et une possibilité de repli sur
les services GSM dans les zones non couvertes en UMTS et pouvoir ainsi passer
de l'un à l'autre sans problème.
III.5.2. Applications Techniques
Le principal atout de l'UMTS concerne le débit offert
par rapport au GSM et au GPRS. L'UMTS comme nous l'avons vu
précédemment offre une large bande passante. Ce qui permet enfin
d'avoir sur son téléphone mobile accès à la
technologie multimédia. En ce qui concerne ces applications, l'UMTS a
surtout été conçu pour apporter aux clients usagers du
réseau un niveau de confort d'utilisation accru tant en terme de service
que de performances.
Tout d'abord, les débits offerts se rapprocheront
fortement de la technologie DSL (Digital Subscriber Line)
fixe, alors qu'on parle de téléphone mobile ce qui montre les
progrès accomplis dans ce domaine. Grâce à cela tout ce qui
est possible sur un pc se retrouve potentiellement compatible sur un
téléphone mobile connecté au réseau UMTS.
III.6. Equipements d'un
réseau UMTS
La mise en place du réseau UMTS implique la mise en
place de nouveaux éléments sur le réseau :
· Le Node B ;
· Le RNC.
III.6.1. Node B
Le Node B est une antenne, reparties géographiquement
sur l'ensemble du territoire, les Nodes B sont au réseau UMTS ce que les
BTS sont au réseau GSM. La figure III.2 ci - dessous en est une
illustration.
Ils gèrent la couche physique de l'interface radio. Il
régit le codage du canal, l'entrelacement, l'adaptation du débit
et l'étalement. Ils communiquent directement avec le mobile sous
l'interface dénommée Uu.
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Fig. III.2 : Node B avec antennes sectorielles
III.6.2. RNC (Radio Network
Controler)
Le RNC est un contrôleur de Node B. Le RNC est encore
ici l'équivalent du BCS dans le réseau GSM.
Le RNC contrôle et gère les ressources radio en
utilisant le protocole RRC (Radio Ressource Control) pour définir
procédures et communication entre mobiles (par l'intermédiaire
des Node B) et le réseau.
Le RNC s'interface avec le réseau pour les
transmissions en mode paquet et en mode circuit. Le RNC est directement
relié à un Node B, il gère alors :
· Le contrôle de charge et de congestion des
différents Node B.
· Le contrôle d'admission et d'allocation des codes
pour les nouveaux liens radio (entrée d'un mobile dans la zone de
cellules gérées ...).
II existe deux types de RNC :
· Le Serving RNC qui sert de passerelle vers le
réseau.
· Le Drift RNC qui a pour fonction principale le routage
des données.
La structure de l'UTRAN est illustrée à la
figure III.3 ci - dessous.
251660800
Fig. III.3. : La Structure d'un UTRAN
III.6.3. Mobile
Les technologies de l'informatique et des
télécommunications se rapprochent par l'intégration de
système d'exploitation et d'applications sur les terminaux UMTS. Les
terminaux s'adapteront sur différents réseaux et devront
être capables de fonctionner sur quatre environnements :
· Dans une zone rurale ;
· Dans des espaces urbains ;
· Dans un bâtiment ;
· Avec un satellite.
III.7. Utilisation des
Architectures Réseaux Existantes
Le réseau coeur de I'UMTS s'appuie sur les
éléments de base du réseau GSM et GPRS. Il est en charge
de la commutation et du routage des communications (voix et données)
vers les réseaux externes. Dans un premier temps le réseau UMTS
devrait s'appuyer sur le réseau GPRS.
III.8. Apports du Réseau
UMTS
Le réseau UMTS permettra à l'opérateur
de proposer à ses abonnés des services innovants.
L'avènement des réseaux UMTS sera l'ère du
multimédia portable.
III.9. Migration vers le tout IP
A terme l'objectif est de faire migrer le réseau coeur
UMTS vers une solution complète IP (Internet Protocole) à
condition d'apporter des solutions aux problèmes de l'IP en terme de
qualité de service (en particulier sur des temps de transfert
convenables ...). II y a fort à parier que les opérateur
migreront vers un réseau unique (domaine paquet et domaine circuit
réunis) lorsque la Voix pourra être transmise par le biais du
protocole IP.
III.10. Partage des
infrastructures UMTS
Le partage d'infrastructure consiste en l'utilisation des
mêmes équipements par plusieurs entreprises concurrentes. La
définition de différents niveaux de partage permet de comprendre
en quoi une notion de partage peut permettre aux opérateurs
télécoms de diminuer le coût de mise en place du
réseau UMTS.
III.11. Caractéristiques de
base d'un réseau UMTS
III.11.1. Attribution du Spectre
Dans l'UMTS, les conditions minimales
d'opérabilité du réseau doivent être de 2 x 15 MHz
+ 5 MHz. C'est pourquoi dans un pays à cinq opérations au maximum
peuvent se partager le spectre UMTS à cause de rareté
fréquentiel, et l'écart 134, 8 MHz et 245,2 MHz, l'espacement
entre deux porteuses radio est de 5 MHz avec un ajustement possible de 0,2
MHz.
III.12. Principe e Fonctionnement
d'un réseau UMTS
Au cours de la procédure d'inscription, le
réseau vérifie que l'utilisation est autorisée à
accéder aux services du réseau.
III.13. Interfaces d'un
Réseau UMTS
Plusieurs types d'interfaces de communication coexistent au
sein du réseau UMTS.
· Uu : Interface entre un équipement usager
et le réseau d'accès UTRAN permet la communication avec l'UTRAN
VIA et le CDMA
· Iu : Interface entre le réseau
d'accès UTRAN et le réseau coeur de l'UMTS permet au
contrôleur radio RNC de communiquer avec le SGSN
· Iur : Interface qui permet à deux
contrôleurs RNC de communiquer
· Iub : Interface qui permet la communication entre
un Node B et un contrôleur Radio RNC
III.14. Conclusion
Le réseau UMTS est complémentaire aux
réseaux GSM et GPRS. Le réseau GSM couvre les
fonctionnalités nécessaires aux services de type Voix en un mode
circuit, le réseau GPRS apporte les premières
fonctionnalités à la mise en place de services de type
Données en mode paquets, et l'UMTS vient compléter ces
Planification et Ingénierie des réseaux de
télécommunications.
Evolution de la part des abonnés GPRS et UMTS en France
2000-2005 sur le total des abonnés aux services mobiles.
Cette technologie dite de troisième
génération donnera une nouvelle dimension au monde de la
téléphonie mobile grâce à ses capacités
techniques pointues qui offriront à l'utilisateur des nouveaux services
et de nouvelles applications multimédia dont la mise en place
était compromise par les limites techniques des réseaux actuels.
Cependant les difficultés à remplir les objectifs posés
entraînent de nombreux retards dans la mise en place d'un tel
réseau. Alors que pendant ce temps les technologies concurrentes
déjà opérationnelles qui ont des
spécificités inférieures par rapport à l'UMTS
comblent peu à peu leur retard et mettent ainsi l'avenir de l'UMTS en
danger. Les partisans de l'UMTS seront-ils encore assez patients pour
attendre son déploiement ou adopteront-ils les technologies concurrentes
?
CHAPITRE IV : APPORT DU PROTOCOL WAP DANS LE RESEAU
TELEPHONIQUE CELLULAIRE (CAS DU RESEAU GPRS ET UMTS)
IV.1. Présentation
Le protocole WAP (Wireless Application Protocol) offre
l'accès à l'Internet à partir des terminaux mobiles. Il
permet de visualiser des pages Web spécifiques sur l'écran de
taille réduite d'un téléphone portable ou d'un assistant
numériques.
A la fois mobile et personnel, le terminal compatible WAP
ouvre un lien direct privilégié entre l'utilisateur et les
services personnalisés tels que les services bancaires en ligne, les
applications géo-dépendantes, le support de maintenance, etc.
Le protocole WAP désigne l'ensemble des
spécifications techniques issues du WAP Forum, une alliance
créée en 1997 regroupant les principaux acteurs du domaine des
communications sans fil (Nokia, Microsoft, Ericsson, Motorola, Phone.com,
etc.). Les objectifs de cette alliance sont de définir des protocoles de
communication qui permettent de développer des applications et des
services opérant sur des réseaux de communication sans fil.
Le protocole WAP tient compte des fortes contraintes
liées à la nature des terminaux telles que : mémoire de
faible capacité, écrans de petites tailles, faible taux de
transfert ...
Le WAP, à l'instar du Web, a été
conçu avec une approche client-serveur. Le terminal mobile incorpore un
navigateur léger (l'équivalent d'Internet Explorer ou de Netscape
Navigator) qui communique avec un serveur WAP. Les ressources de terminaux
mobiles actuels étant limitées, le traitement des données
est principalement assuré du côté serveur. La
séparation entre les applications et le type de réseau de
communication utilisé (comme le réseau GSM et plus tard le
réseau GPRS puis UMTS) offre au WAP une très grande souplesse et
une très forte compatibilité de ses applications.
IV.2. Description
Fenêtre sur l'Internet pour les terminaux mobiles, le
WAP peut être utilisé pour étendre le champ d'action des
applications Internet existantes, par exemple pour accéder à son
courrier électronique.
La simple reproduction de sites Web existants au format
compatible WAP offre très peu d'intérêt. La pauvreté
de l'interface ne prédispose pas à une navigation intensive sur
Internet.
La valeur ajoutée de cette technologie est d'avantage
liée à la nature très personnelle et très mobile du
terminal.
Le téléphone mobile WAP devient une
"télécommande intelligente" portée en permanence par son
utilisateur. Il constitue de ce fait une révolution pour tous les
métiers nomades, les métiers offrant du contenu
personnalisé ou utilisant des technologies "Push" (transmission
d'informations de la passerelle vers le terminal sans que celui-ci ne soit
connecté à serveur).
Il permet ainsi de développer des applications comme
le commerce ou les services bancaires en ligne. De même, il est possible
pour une entreprise de développer un Intranet sur le Wap afin de
faciliter la communication avec ses employés. Des données telles
que la gestion du stock, la priorité des dépannages, etc. pourra
ainsi permettre de meilleures dispositions des employés "sur le
terrain". Le temps réel, la réactivité, la
personnalisation et la géo-dépendance sont les clefs du
succès de cette technologie.
IV.3. Evolution des Services
Aujourd'hui, les revenus des opérateurs mobiles
proviennent pour la majeure partie des services "voix" : ceux relatifs aux
services "data" restent encore marginaux malgré un taux de
pénétration du marché en forte croissance pour certains
(SMS : service de messages courts).
Demain, l'évolution des terminaux (plus "intelligents"
avec une interface plus conviviale), et des réseaux (hauts débits
et meilleure qualité) permettront la mise en place des services
répondant au développement des nouveaux usages. Les services
"data", images et vidéo viendront à terme rivaliser avec les
services voix.
L'analyse des services actuels et à venir permet de les
séparer en trois grandes catégories :
· Services de communication : email, accès Internet,
moteurs de recherche, communication en ligne, ...
· Services d'informations et media : news, trafic,
météo, guide, jeux, ...
· Services de m-commerce : commande, services de gestion de
titres et bancaires, ...
Les notions de personnalisation, temps réel et de
localisation combinés avec les services précédents
donneront toute leur valeur aux nouveaux services.
IV.4. Personnalisation des
Services
L'ergonomie d'un portable et la situation de
déplacement ne doivent pas être handicapées par des
difficultés d'accès aux services. L'accès aux informations
et la sélection des services nécessitent une personnalisation
récurrente des contextes.
Cette personnalisation passe par la fourniture d'informations
plus ou moins confidentielles aux fournisseurs de contenus. La carte SIM,
garante de l'authentification de l'utilisateur, favorisera la percée des
services bancaires et de commerce électronique pour les mobiles
(m-commerce). Les fonctions d'agendas personnels avec une synchronisation
centralisée participent également à une meilleure gestion
de l'activité des utilisateurs.
IV.4.1. Localisation
Les réseaux cellulaires ont la capacité de
pouvoir identifier les mobiles qui se trouvent dans une cellule donnée.
Les opérateurs, maîtres des infrastructures, détiennent
cette information et permettent de proposer des services liés à
cette localisation :
· Informations sur le trafic d'une région
donnée avec plans correspondants ;
· Localisation d'un véhicule et suivi de ses
déplacements (pour cette catégorie de services, le GPS
embarqué dans les véhicules permettra néanmoins de se
passer des opérateurs) ;
· Identification de l'appel pour les services d'urgence ;
· Stratégie de promotions locales ;
· Informations sur les établissements touristiques
d'une zone locale ;
· Jeux de rôles, etc.
IV.5. Structure du Réseau
IV.5.1. Briques Technologiques
Les architectures WAP reposent sur 4 briques technologiques
principales. Ces briques sont nécessaires pour transporter des services
WAP vers le téléphone mobile.
La fourniture de services WAP nécessite :
· La mise en place de serveurs Web et applicatifs ;
· L'intégration d'une passerelle ou serveur WAP ;
· Le réseau de l'opérateur ;
· L'utilisation par le client d'un terminal compatible WAP,
c'est-à-dire qui héberge un navigateur WAP.
Les similitudes avec les architectures Web s'expliquent
facilement. En effet, ces deux architectures remplissent la même fonction
qui est de générer des documents à partir de
différentes sources de données et de les transmettre à un
navigateur dédié.
IV.5.2. Serveur Web
Dans l'architecture WAP, le serveur Web permet de
générer les pages qui seront transmises au terminal mobile via la
passerelle WAP. Le serveur Web doit donc accéder à des serveurs
applicatifs ou à des bases de données afin de
générer le contenu des pages transmises. La fonction initiale du
serveur Web, qui est la transmission des pages HTML, est ici étendue
afin de transmettre des pages encodées au format de document
spécifique du WAP, le WML.
IV.5.3. Passerelle / serveur
WAP
La passerelle WAP est l'élément qui
différencie le WAP du Web. Elle assure deux fonctionnalités
principales :
· Elle réalise la connexion entre le réseau
informatique et le réseau téléphonique sans fil,
· Elle code et décode les requêtes et les
réponses entre le terminal mobile et le serveur Web.
Cette seconde fonctionnalité est spécifique au
WAP. Afin de réduire la taille des données transmises, les
requêtes et les réponses sont encodées dans un format
binaire compact. Les fichiers au format WAP sont compilés par la
passerelle avant d'être envoyés vers le terminal qui se charge de
les décoder puis de les interpréter.
Certains constructeurs incorporent également un serveur
applicatif dans leur passerelle afin d'offrir des services
complémentaires. Dans ce cas, on parle de serveur WAP ; il est en mesure
de produire lui-même des documents qui seront transmis au
téléphone mobile. Certaines passerelles exécutent par
exemple des servlets (applications écrites en JAVA côté
serveur) ou interprètent un langage script afin de générer
dynamiquement des pages au format WAP.
IV.5.4. Réseau de
l'opérateur mobile
L'opérateur fournit les services de transmission radio
nécessaires au fonctionnement des mobiles. En France, France Telecom,
SFR et Bouygues Telecom se partagent le marché actuel. Toutes les
transmissions de données WAP utilisent donc le réseau d'un
opérateur pour atteindre le mobile.
IV.5.5. Navigateur (sur le
téléphone mobile ou l'assistant personnel)
Le navigateur se charge de décoder les informations
transmises par la passerelle WAP afin d'afficher les pages pour l'utilisateur.
Il joue le même rôle qu'un navigateur Web tel que Netscape
Navigator ou qu'Internet Explorer.
IV.6. Architecture du Protocole
Le mode d'échange des données du protocole WAP
est basé sur le modèle client-serveur utilisé par le Web.
Tel qu'illustré à la figure IV.2. ci - dessous
Fig. IV.2. : Cheminement d'une requête (schéma
ALLADIN Technologies)
L'architecture du protocole WAP définie par le WAP
Forum est organisée en 5 couches. Elles se situent toutes au-dessus des
différentes normes de communications sans fil telles que GSM, CDMA,
IDEN, Flex, ce qui permet d'assurer l'indépendance du protocole
vis-à-vis des solutions matérielles adoptées par
l'opérateur télécom. Comme le montre la figure IV.3 ci -
dessous :
251652608
Fig. IV.3. : Mise en évidence de
l'architecture WAP avec celle du Web (schéma ALLADIN
Technologies)
IV.6.1. Couche Application
(Wireless Application Environment)
Cette couche a pour but d'offrir un environnement de
développement et d'utilisation, où
l'interopérabilité entre opérateurs, fournisseurs de
services et constructeurs de terminaux est assurée. Elle est
basée sur une combinaison de techniques issues du Web et de la
téléphonie. Elle définit l'interface utilisateur sur le
terminal mobile.
Les outils spécifiés dans cette couche
permettent le développement d'applications basées sur le
protocole WAP.
L'environnement prend en compte :
· WML : il s'agit du langage d'encodage des données
qui sont affichées par le navigateur WAP. WML est pour le WAP ce que
HTML est pour le Web ;
· WMLScript : c'est l'équivalent du Javascript pour
le WAP. Il s'agit d'un langage interpréte par le client ;
· WTA (Wireless Telephony Applications) : il s'agit de
l'ensemble d'interfaces pour la réalisation d'applications
téléphoniques. Ces interfaces doivent par exemple permettre
d'accéder directement aux fonctions de téléphonie du
téléphone : composer un numéro, activer la boîte
vocale, etc.
IV.6.2. Couche session (Wireless
Session Protocol)
Cette couche intermédiaire relie la couche application
à 2 modes de session possibles :
· Le premier est orienté connexion et opère
au-dessus de la couche transaction.
· Le second est orienté non-connexion et agit
directement au niveau de la couche transport.
Ces 2 protocoles permettent d'utiliser des sessions de
"longues durée" avec arrêt et reprise, de mettre en place des
communications initiées par le serveur (push) et de négocier les
caractéristiques de la suite de l'échange d'informations.
IV.6.3. Couche transaction
(Wireless Transaction Protocol)
Cette couche contrôle trois types de transactions :
· Les transactions à sens unique sans acquittement
(non fiables) ;
· Les transactions à sens unique avec acquittement
(fiables) ;
· Les transactions à double sens avec acquittement
(fiables).
Ces 3 types de transaction peuvent être asynchrones et
les acquittements peuvent être mis en attente temporairement et
regroupés, afin de réduire le nombre de messages.
Cette couche sert d'interface avec le monde IP : elle permet
d'encapsuler les données dans des paquets UDP.
IV.6.4. Couche
sécurité (Wireless Transport Layer Security)
Cette couche a été définie pour
être employée avec la couche transport. Elle assure la
sécurité des échanges de données. Le chapitre "WAP
et sécurité" développe la présentation de cette
couche essentielle aux applications transactionnelles
sécurisées.
IV.6.5. Couche transport
(Wireless Datagram Protocol)
Elle est à la base de la pile protocolaire WAP. Cette
couche permet d'interagir avec les protocoles de transfert de données
proposées par les opérateurs télécoms.
Elle assure aux autres couches du protocole WAP
l'indépendance vis à vis du type de réseau sans fil
utilisé pour l'acheminement des données sur le réseau de
téléphone mobile.
IV.7. Conclusion
Le protocole WAP standardise l'échange d'information
entre le terminal mobile et une passerelle qui assure la liaison avec
l'Internet. Cette passerelle assure la conversion des protocoles de transfert
de données entre le monde Internet et le monde du GSM et de ses
successeurs. Certains constructeurs incorporent également un serveur
applicatif dans la passerelle afin d'offrir des services
complémentaires. Dans ce cas, on parle de serveur WAP et celui-ci est en
mesure de produire lui-même les documents qui seront transmis au terminal
mobile.
CONCLUSION GENERALE
Au terme de ce travail intitulé Apport du protocole WAP
dans le réseau téléphonique cellulaire « cas du
réseau GPRS et UMTS », notre préoccupation était
de montrer à nos lecteurs l'utilité du protocole WAP (Wireless
Application Protocole) pour étendre le champ d'action des application
Internet existantes, par exemple pour accéder au courrier
électronique.
Ainsi, pour y arriver, nous avons circonscrit au chapitre
premier les généralités sur le réseau
téléphonique cellulaire dans son ensemble, pouvant nous aider
à comprendre la suite de notre travail. Ensuite, nous avons au
deuxième chapitre et troisième chapitre procédé
à la description de l'architecture générales de deux
système GPRS et UMTS.
Enfin, au quatrième chapitre, nous avons montré
l'importance du protocole WAP, c'est - à - dire son apport dans les
terminaux mobiles.
A cet effet, il ne faut pas oublié que ce protocole
est mis en application pour permettre la visualisation des pages WEB
spécifiques sur l'écran de taille réduite d'un
téléphone portable ou d'un assistant numériques.
Nous ne prétendons pas avoir présenté un
travail sans reproche. C'est dans cette optique que nous sollicitons
l'indulgence de nos lecteurs sur les éventuels écueils. Nous leur
rassurons que nous ferons bon usage de leur remarques, critiques et suggestion
constructives pouvant nous permettre d'enrichir ce travail.
BIBLIOGRAPHIE
[1]. J. TISUL : le
Réseau GSM, l'évolution GPRS une étape vers UMTS,
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[2]. X. LAGRANCE, P. GODLEWSKI et
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Hemès, Paris, 1997.
[3]. A. MALOBERTI, Entreprise de
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Montréal Canada, Juin, 1986, pp. 22-25
[4]. Celle Mer Jean, Réseau
cellulaire de radio communication mobile technique de l'Ing., Paris, 1991, pp.
1-10
[5]. Régis PARENT et
Sylvain SIMARO, Téléphonie cellulaire système, éd.
Eyrolles, Paris, 1994, pp. 1-20
6]. NTEKEBA, Cours de
téléphonie mobile, 3ème Graduat, ISTA-Kinshasa,
2010.
[7]. http//www.supinfo.projet.com
[8].
http//www.ior.inte-every.fr/-vincent/eyp,arad,2004
TABLE
DE MATIERE
EPIGRAPHIE i
DEDICACE ii
REMERCIEMENT iii
INTRODUCTION GENERALE
Erreur ! Signet non
défini.
1. Bref
Historique
1
2.
Problématique
1
3.
Objectif
1
4.
Méthodologie
2
5. Subdivision du
Travail
2
CHAPITRE I. RESESEAU TELEPHONIQUE
CELLULAIRE (MOBILE)
3
I.1. Origine du terme
téléphonie
3
I.2. Définition de la
téléphonie cellulaire
3
I.3. Technologies
3
I.3.1. Système de
radiotéléphonie
3
I.3.1.1. Radiotéléphonie
fixe
4
I.3.1.2. Radiotéléphonie
mobile
4
I.4. Principes du réseau de
téléphonie cellulaire
4
I.5. Concept cellulaire
4
I.6. Définition d'une
cellule
5
I.6.1. Types des cellules
5
I.6.2. Forme d'une cellule
6
I.7. Canaux logiques
6
I.8. Composition d'un réseau
cellulaire
6
I.9. Différents systèmes
cellulaires
7
I.9.1. Système AMPS (Advanced Mobile
Phone Service)
7
I.9.2. Système TACS
7
I.9.3. NMT (Nordic Mobil
telephon).
7
I.9.4. Différence entre les
systèmes TACS et GSM
8
I.10. Structure composition d'un
réseau de téléphonie cellulaire
8
I.11. Commutateur central (Switch) ou
centre de commutation téléphonies mobiles.
9
I.11.1. Rôle de PSTN (Public Switcher
Telephone Network)
10
I.12. Site de transmission
cellulaire
10
I.13. Poste d'abonnés
cellulaires
11
I.13.1. Poste transportable
11
I.13.2. Poste fixe
11
I.13.3. Poste portable ou
portatif
11
I.14. Système
cellulaire
11
I.15. Avantage de la
téléphonie cellulaire
11
I.16. Conclusion
12
CHAPITRE II. : RESEAU
GPRS
13
II.1. Introduction
13
II.2. Présentation
13
II.2.1. Domaines d'application
13
II.2.3. Accès immédiat et
fiable
14
II.2.4. Types de terminaux
14
II.3. Fonctionnement et
Caractéristique Technique
14
II.3.1. Mode connecté ou
accès virtuel
14
II.3.2. GPRS s'installe sur le
réseau GSM existant
14
II.3.3. Structure d'un réseau
GPRS
15
II.4. Structure du
réseau
15
II.4.1. Composantes du réseau
GPRS
15
II.4.2. Routage des paquets
16
II.4.3. Infrastructure d'un réseau
GPRS
16
II.4.3.1. Présentation de
l'infrastructure d'un réseau
16
II.4.4. Equipements d'un réseau
GPRS
16
II.4.4.1. Noeud service (SGSN)
16
II.4.4.2. Noeud de passerelle
(GGSN)
17
II.4.4.4. Interfaces d'un réseau
GPRS
17
II.4.5. Apports du réseau
GPRS
17
II.4.6. Gestion des sessions
18
II.5. Technologie GPRS
18
II.6. Avantages du réseau
GPRS
18
II.7. Architecture GPRS
20
II.9. Conclusion
21
CHAPITRE III : RESEAU
UMTS
23
III.2. Infrastructure d'un réseau
UMTS
23
III.2.1. Présentation de
l'infrastructure d'un réseau UMTS
23
III.3. Architecture du Réseau UMTS
(Fig.III.1)
23
III.4. Fonctionnement de
l'UMTS
24
III.4.1. Capacités Techniques du
Réseau
24
III.5. Objectif et Applications de
l'UMTS
25
III.5.1. Objectifs de cette nouvelle
technologie
25
III.5.2. Applications
Techniques
26
III.6. Equipements d'un réseau
UMTS
26
III.6.1. Node B
26
III.6.2. RNC (Radio Network
Controler)
26
III.6.3. Mobile
27
III.7. Utilisation des Architectures
Réseaux Existantes
28
III.8. Apports du Réseau
UMTS
28
III.9. Migration vers le tout
IP
28
III.10. Partage des infrastructures
UMTS
28
III.11.1. Attribution du
Spectre
29
III.12. Principe e Fonctionnement d'un
réseau UMTS
29
III.13. Interfaces d'un Réseau
UMTS
29
III.14. Conclusion
29
CHAPITRE IV : APPORT DU PROTOCOL WAP
DANS LE RESEAU TELEPHONIQUE CELLULAIRE (CAS DU RESEAU GPRS ET
UMTS)
31
IV.1. Présentation
31
IV.2. Description
32
IV.3. Evolution des Services
32
IV.4. Personnalisation des
Services
33
IV.4.1. Localisation
33
IV.5. Structure du
Réseau
34
IV.5.1. Briques Technologiques
34
IV.5.2. Serveur Web
34
IV.5.3. Passerelle / serveur
WAP
34
IV.5.4. Réseau de l'opérateur
mobile
35
IV.5.5. Navigateur (sur le
téléphone mobile ou l'assistant personnel)
35
IV.6. Architecture du
Protocole
35
IV.6.1. Couche Application (Wireless
Application Environment)
37
IV.6.2. Couche session (Wireless Session
Protocol)
37
IV.6.3. Couche transaction (Wireless
Transaction Protocol)
38
IV.6.4. Couche sécurité
(Wireless Transport Layer Security)
38
IV.6.5. Couche transport (Wireless Datagram
Protocol)
38
IV.7. Conclusion
38
CONCLUSION GENERALE
40
BIBLIOGRAPHIE
41
TABLE DE MATIERE
42
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