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GSM - GPRS - UMTS Franck PERRAUD Emmanuel WEISS DESS IIR Réseaux Baptiste MERCIER

Author: ghassen-chamroukhi

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Technology


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  • GSM - GPRS - UMTSFranck PERRAUDEmmanuel WEISSDESS IIR Rseaux Baptiste MERCIER

  • Plan

    IntroductionGSMGPRSUMTSConclusion

  • Introduction

    Ouverture du monde des mobiles en 1992 (GSM)

    10 ans aprs, 1 franais sur 2

    Aujourdhui, nouveaux enjeux (GPRS, UMTS)

  • GSMGnralitsLe rseau cellulaireLes composants du rseauLes ondes radioLes multiplexages

  • GnralitsGSM = Global System for Mobile communications

    Norme adopte en juin 1986Mise en place ds le dbut des annes 90Dbit max. de 9600 bits/sMode commutation de circuit un tlphone = un terminal + une carte puceSuccs international : prsence dans de nombreux pays....

  • Un rseau cellulaire ?Raisons

    Puissance des terminaux limite

    Capacit du rseau

  • Le concept de cellules

  • Architecture du rseau

  • Le GSM et les ondes radio2 normes :GSM (900 MHz) et DCS (1800MHz)En France :GSM = Itineris + SFRDCS = Bouygues Telecom

  • FDMA / TDMA

  • GPRSQuest-ce que le GPRS?Oprateurs en FranceTechnologieDbit(s)Architecture du rseauApplicationsPrix facturationAvenir du GPRS (proche?)

  • Quest-ce que le GPRS?GPRS: General Packet Radio System 2 gnration de la norme GSM (G2+)Navigation sur internet via un mobileDbit comparable modem classique (thorie)Transmission des donnes en mode paquetOptimisation du rseau GSM (modifs mineures)Normalis par lETSI

  • Les oprateurs GPRSART: tout oprateur disposant dune licence GSM peut faire voluer son rseau vers le GPRS.

    Itinris (France Tlcom)SFRBouygues

  • TechnologieFondamental: transmission des donnes en mode paquet ~ IP sur voie radio (routage, fragm / dfragm)Changements importants pour lutilisateur:Rseau utilis seulement si transmission de donnes ( - dinterruptions et de saturation dans grandes villes, dbit)Liaisons virtuelles (accs immdiat, facturation au volume)Le terminal a une @IP (meilleure gestion de la mobilit)

  • TechnologieAutre nouveaut: optimisation des canaux

    Ide: Rpartition des paquets dune communication sur les 8 slots dun canal (+ le terminal dispose de slots, + il peut recevoir et envoyer des donnes) Dbit thorique 8x suprieur

    Mais: + il a de slots, + il consomme dnergie et cellules GSM satures=>pas concevable quune seule personne dispose des 8 slots dun canal

    Donc: les terminaux GPRS existants dj sur le march (Ericsson, Motorola, Nokia) disposent de 2 slots pour la voie descendante et dun pour la voie montante Motorola va bientt lancer un appareil avec 4 slots en voie descendante et 1 en montante, ce qui semble actuellement un maximum.

  • TechnologieCodages diffrents selon les conditions

    Codage Principe Dbit prvisible par slot CS-1 Protection identique au GSM9,05 kbits/s CS-2Protection lgrement infrieure la transmission de donnes circuit (GSM) 13,4 kbits/s CS-3Protection rduite 15,6 kbits/s CS-4 Dtection derreurs sans correction 21,4 kbits/s

  • Quel(s) dbit(s)?Oprateurs (publicit, thorie): 171,2 kbits/s. conditions optimales , 8 slots pour un terminal, codage CS4 8 * 21,4 = 171,2 kbits/sFabriquants de terminaux (Nokia par ex): 115 kbits/s. 4 slots, codage CS-3 8 * 15, 6 = 124,8 kbits/s bits de protection = 115 kbits/s

  • Quel(s) dbit(s)?En pratique: Perturbationsencombrement du rseauncessit dun codage performantdbit maximum pas disponible sur toute la couvertureTests avec 4 slots:

    Mauvaises conditions de propagation ou forte interfrence 30 kbits/s Conditions moyennes 44 kbits/s Bonnes conditions 56 kbits/s

  • Architecture du rseauIntroduction de 2 nouveaux lments larchitecture GSM dj existante: le SGSN et le GGSN.

  • ApplicationsLe GPRS ouvre un nouveau champ dapplications: Accs radio aux rseaux IP (internet et intranet)Recherches dans des bases de donnes (restaurants, stations service, bourse) Tlmatique, tlsurveillance (ascenceurs, distributeurs)Diffusion dinformations (publicit, guidage cartographique) Messagerie lectronique

  • Prix - facturationPour la premire fois, le client ne paye pas pour le temps pendant lequel il a occup la ligne, mais pour la quantit de donnes ayant rellement t achemines par la ligne.=>mode de paiement au koctet ou forfait mensuel fixe

    Terminaux GPRS : encore chers, mais les prix devraient baisserSAGEM MW 959 GPRS One Touch 701 dAlcatel R520 dEricsson

    Pour information, le One Touch dAlcatel cotera entre 2200 et 2700 francs.

  • Avenir du GPRSRseau dj en place en Finlande et Sude Ractions mitiges:Si vous tes impatients de pouvoir surfer rapidement et facilement sur internet via un tlphone mobile GPRS, vous devrez sans doute attendre encore un peu.Je ne suis pas sr que ctait mieux que de surfer avec un GSM normal. Une volution et certainement pas une rvolution.

    Nouvelles technologies (EDGE Enhanced Data rat for the Global Evolution, Bluetooth)

    En France: date de lancement sans cesse repousse=> Normalement en septembre 2001

  • UMTSIntroductionMarchCalendrierAspects techniquesServices UsagesMatriels

  • IntroductionL'expression "Universal Mobile Telecommunications System" (UMTS) dsigne une norme cellulaire numrique de troisime gnration en cours d'laboration. Atteignant 2 Mb/s dans certaines conditions, les vitesses de transmissions offertes par les rseaux UMTS seront nettement plus leves, que celles des rseaux GSM, de seconde gnration, qui plafonneront vers 150 kbits/s avec GPRS. Alors que l'introduction de la norme GSM a ncessit une mutation complte des rseaux mobiles, le passage de GSM UMTS sera marqu par une volution progressive facilite par l'existence de terminaux mobiles bi-modes GSM/UMTS.

  • March (horizon 2010)Les taux de pntration en tlphone mobile pourraient dpasser terme le seuil des 100%, comme lillustre la poursuite de la croissance dans les pays les plus avancs,70% du trafic voix pourrait seffectuer via les rseaux mobiles,Les revenus lis au transfert des donnes reprsenteraient plus de 60% des revenus des oprateurs mobiles.

  • CalendrierParlement europen :Fixer les conditions de dlivrance des autorisations d'exploitation au plus tard le 1er janvier 2000Prendre toutes mesures pour que les services UMTS puissent tre ouverts au plus tard le 1er janvier 2002.tat franais :6 juin 2000 : Discours de clarification de L. FABIUS Nombre de licences, Procdure, PrixPremires offres en t 2002Equipementiers : Qualcomm : fin 2004, dbut 2005Alcatel : fin 2003, dbut 2004

  • Aspects techniquesFondement :Principe denvoi par paquetFaire circuler nimporte quel contenu digital sur un mme canalAspects radio :Nouvelles bandes de frquences : 1920-1980 MHz et 2110-2170 MHz ( 900 et 1800 MHz) --> Dploiement de nouveaux rseauxCompatibilit GSM :Deux curs de rseaux envisageables dans un premier temps : Mode circuit pour le temps rel, Mode paquet pour les autres services

  • Services de la 3GConcept du Multimdia MobileMobilit Ubiquit Terminal personnel Scurit Qualit de Service LocalisationMultimdia Parole Photo MusiqueVido ( la demande, temps rel)

  • Services de la 3GClassification des services

    Utilisables sans interaction (exemple le GPS) Utilisables en conduisant (exemple la radio) Utilisables en marchant (exemple rception de photos) Utilisables debout arrt (exemple jeu vido) Utilisables assis (ou terminal pose; exemple prise de notes sur un clavier)

  • Services de la 3GLe tlphone mobileLe visiophone de pocheLe communicateur personnel (agenda, PDA)Messagerie et fax rapideAccs lIntranetAccs InternetLe march des jeux ordinateursApplication commercialesLe pay-per-viewServices divers

  • Usages : ralit-fiction ?Deux amies, une robe, une grand-mreUne grand-mre en voyage, une fuite deauUn homme daffaires perdu Hong-KongUn roller man, un pote, des jeuxAttente laroport, intranetUn professeur, un cours, des lves, un maladeLa ralit augmente, en volSeul dans la nuit

  • Remarques sur les usagesLintelligence est dans le rseau, et les donnes sur des serveurs. Elles sont streames la demandeLe terminal est un dispositif dchanges, de diffusion, dacquisitionTous ces services supposent une identification personnelle au dpart, qui permet dappeler ses donnes individuelles (identit, droits, prfrences, moyens de paiement)Le rseau dtient un nombre croissant dinformations sur lutilisateur : techniques, lies labonnement, scuritaires, comportementales Trop de transparence ?

  • MatrielsDiffrents prototypes sont actuellement en cours de finalisation chez les constructeurs, on remarque dj quelques points communs :Prsence dune oreillette dtachable (lien sans fil type BlueTooth) pour permettre dentendre parler tout en regardant lcran de lappareilLa plupart possde une camra orientableLinterface avec les applications est vocale

  • Matriels - Motorola

  • Matriels - Ericson

  • Matriels - Nokia

  • Matriels - Siemens

  • Conclusion UMTSLUMTS permet : un accs plus rapide Internet depuis les tlphones portables, par un accroissement significatif des dbits des rseaux de tlphonie mobileune amlioration de la qualit des communications en tendant vers une qualit daudition proche de celle de la tlphonie fixede concevoir une norme compatible lchelle mondiale, contrairement aux technologies actuelles (les normes utilises aux tats-Unis et au Japon ne sont pas toutes compatibles avec le GSM)de rpondre au problme croissant de saturation des rseaux GSM, notamment en grandes villes

  • Conclusion9,6 Kbits/s, 170 Kbits/s , 2 Mbits/s : les dbits explosent.

    Voix, WAP, Internet, Intranet, Vido, Musique: multiplication des services

    14 millions de clients chez France Telecom, 10 chez Cgtel, 5 chez Bouygues : bientt plus de portables que de fixes !!

    32,5 milliards de francs la licence UMTS en France, 5 milliards d'euros pour l'investissement en rseaux

    Le monde du tlphone mobile, mme s'il a connu un formidable boom au cours de ces dernires annes, n'en est en fait qu' ses dbuts.