introduction à la commutation - cofortic9 claude rigault 15/02/2005 commutation 17 service support...
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1
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 1
Introduction à la commutation
• C. Rigault (ENST)• [email protected]
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 2
2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 3
Sommaire
• Concepts fondamentaux pour les services de communication
• Multiplexage Temporel• Domaines de signalisation• Réseaux de connexion• La boucle d’abonné analogique et numérique• La Signalisation sémaphore et les réseaux intelligents
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 4
3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 5
Concepts fondamentaux pour les réseaux de communication
• C. Rigault (ENST)• [email protected]
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 6
Sommaire
• Services de Communication• Services supports• Dimensionnement
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 7
Services de Communication
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 8
Application de communication ou “Service”
• Un service de communication est un ensemble de fonctions et une logique d’enchaînement de ces fonctions pour réaliser un partage d’informations ou de commandes de processus entre utilisateurs éloignés
• exemple : déclaration fiscale de revenus à distance• Un service de communication est caractérisé par des
contraintes (latence d’établissement, taux d’erreur, …)• Les fonctions mises en oeuvre dans un certain service
communiquent selon un modèle de communication
Services de communicationConcepts fondamentaux
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 9
• Les services de communications peuvent être multiples :• Prendre les données de sources et les acheminer vers
des destinations : service support• Mémoriser, présenter, transformer, traiter les données,
aider l’utilisateur : téléservice• Un téléservice est basé sur une application
Téléservice, service support
Services de communicationConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 10
Téléservice, service support
TELESERVICE
SERVICE SUPPORT
codage
Application
Utilisateur
codage
Application
Utilisateur
Medium
Station
Services de communicationConcepts fondamentaux
6
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 11
Le téléservice est distribué entre le téléphone et commutateur
TELESERVICE
SERVICE SUPPORT
PABX PABX
Un téléservice : la téléphonie
Alice BobMedium
Tie line
Services de communicationConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 12
Un autre téléservice : le courriel
Pour ce téléservice le réseau n’est pas partie prenante du téléservice
TELESERVICE
SERVICE SUPPORT
Services de communicationConcepts fondamentaux
7
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 13
Services supports
Concepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 14
Service support : le medium
• Tout moyen de transmettre des données d’un point à un autre
Medium
Alice Bob
Service supportConcepts fondamentaux
8
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 15
Medium Duplex ou Bi-directionnel
• Les deux partenaires peuvent parler simultanément• Un medium duplex est généralement constitué de 2 media
simplex associés
Medium Duplex
Alice Bob
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 16
Point de transfert : (Noeud)
• Un dispositif qui reçoit des données d’un medium et les transfert vers un autre medium
Service supportConcepts fondamentaux
9
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 17
Service support : Réseau
• Des stations peuvent communiquer directement par un seul medium ou indirectement par plusieurs media successifs et des points de transfert
• Le service support devient un réseau lorsque l’acheminement passe par des points de transfert
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 18
Service support : Routage
• En général, plusieurs chemins sont possibles entre stations communicant par l’intermédiaire d’un réseau
• Chaque point de transfert doit prendre une décision sur le prochain lien à choisir. On appelle « Routage » cette décision
Service supportConcepts fondamentaux
10
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 19
Des services supports différents
A cause de la grande variété de services de communication possibles, l’entreprise est contrainte d’utiliser deux sortes deservice support :
• Un réseau téléphonique dédié à la voix• Un réseau paquet dédié aux services de données
Ces services se distinguent fondamentalement par le type de multiplexage utilisé
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 20
Quel service support ?La communication la plus simple
Alice
Medium
Bob
Service supportConcepts fondamentaux
11
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 21
codage codage
• La communication la plus simple souffre de deux désadaptations :
• Trafic • Bande passante
Quel service support ?Deux désadaptations fondamentales
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 22
• Adaptation de la bande passante : multiplexage• adaptation du trafic : commutation
Quel service support ?Multiplexage et Commutation
Service supportConcepts fondamentaux
12
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 23
Signal numérique
• Un signal numérique est une séquence de symboles pris dans un alphabet discret et fini de symboles
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 24
Bande passante et transitions
C’est la fréquence W maximale du signal analogique que l’on peut transmettre dans ce médiumLe nombre R de transitions par secondes que l’on peut transmettre sans interférence inter-symbole est le double de la bande passante du médium
WR 2 =
Service supportConcepts fondamentaux
13
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 25
Bande passante et capacité
Si l’on utilise un alphabet de V symboles, chaque symbole représente un nombre de bits égal à
La « capacité » C du médium c’est à dire le nombre de bits par seconde qu’il peut véhiculer est donc liée à la bande passante par la relation suivante :
Pour augmenter la capacité il faudrait donc augmenter la « valence » du signal
( )VWC 2log2 =
( )V2log
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 26
Le bruit limite la valence
V0
V1
V2
V3
V4
V5
V6
V7
V
N
S
( ) SVN 1max =− ⇒ NSV +=1 max
Service supportConcepts fondamentaux
14
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 27
Capacité d’un canal
En présence de bruit, on ne peut pas augmenter la valence du signal au delà de
La « Capacité » C du médium c’est à dire le nombre de bits par seconde qu’il peut véhiculer est donc lié à la bande passante et au rapport signal/bruit par la célèbre formule de Shannon
( )NSWC += 1log2 2
NSV +=1 max
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 28
Quel multiplexage ?Sporadicité des sources
• Sporadicité :
• Les flux issus des ordinateurs ont une très grande sporadicité : ~100
• La parole, la vidéo ne sont pas sporadique : ~2
moyenddS max=
Service supportConcepts fondamentaux
15
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 29
Multiplexage : une première idée, TDM
• temps Division Multiplexing• Chaque station accède au medium à son tour • Physiquement, un medium devient un « intervalle de
temps » 1
2
Circuits
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 30
Service supportConcepts fondamentaux
16
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 31
Le multiplexage temporel (1)
• Intervalle de temps 1
Multiplexeur Demultiplexeur
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 32
Le multiplexage temporel (2)
Multiplexeur Demultiplexeur
• Intervalle de temps 2
Service supportConcepts fondamentaux
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 33
Le multiplexage temporel (3)
• Intervalle de temps 3
Multiplexeur Demultiplexeur
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 34
Le multiplexage temporel (4)
• Intervalle de temps 4
Multiplexeur Demultiplexeur
Service supportConcepts fondamentaux
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 35
Trames
• Chaque rotation correspond à une trame sur le multiplex
IT0IT1IT2IT3Multiplexeur Demultiplexeur
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 36
• Le multiplexage temporel est basé sur le débit crête. Il convient aux flux à débit constant
maxdCnt =
Circuits
Réseau de connexion Jonctions
J
J
J
J
Réseau de connexionJonctions
J
J
J
J
Multiplexage temporel
Service supportConcepts fondamentaux
19
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 37
Une 2ème idée : l’accès multiple
Vieille idée utilisée en téléphonie : party line. On ne parle que si les autres se taisentNouvelle idée : « sans connexion ». La ligne n’est pas réservée, ce qui veut dire que les autres peuvent passer pendant vos silences
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 38
• La sporadicité des ordinateurs permet ce nouveau type de multiplexage basé sur l’utilisation des silences
• Le multiplexage tend alors à être basé sur le débit moyen
moyens d
Cn →
Multiplexage statistique
Service supportConcepts fondamentaux
20
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 39
• Gain Statistique : * Le gain statistique tend vers la sporadicité
SC
dd
CnnG
moyent
ss =×== max
Gain statistique
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 40
Un PABX est fait pour commuter la voix. Il est donc basé sur le multiplexage temporel
S’il est utilisé pour commuter les données il ne peut pas tirer profit du gain statistique et est donc, pour les données, trop cher dans le rapport de la sporadicité
Peut il exister un PABX multiservice ?
Service supportConcepts fondamentaux
21
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 41
La voix sur IP nécessite elle moins de ressources ?
La voix est à débit constant.Il ne peut donc pas y avoir de gain statistique avec des sources voixAvec des sources à débit constant, il n’y a pas de différences entre le multiplexage statistique et le multiplexage temporel La voix sur IP nécessite donc autant de ressources de transmissions que la voix sur multiplexage temporel.
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 42
La voix sur IP est intéressante pour les raisons suivantes:1) Les frais de gestion sont moindres avec un seul réseau plutôt qu’avec
deux réseaux2) C’est la façon la plus simple de réaliser des services multimédia 3) Les réseaux de connexions temporels étaient forcément locaux. IP
fournit un réseau de connexion étendu et permet dès lors d’externaliser des fonctions du PABX, voire la totalité du PABX
4) Cette externalisation permettra l’émergence de nouveaux services
Quel est alors l’intérêt de la voix sur IP ?
Service supportConcepts fondamentaux
22
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 43
Autres avantages du multiplexage statistique
• En accès multiple, on utilise toute la capacité du canal pour transmettre. Le délai devient :
• TDM utilisant N intervalles de temps a une capacité par intervalle:
• Le taux d’arrivée est : • Le délai en TDM est donc :
• Le délai est donc N fois plus court en multiplexage statistique !
λµ −= CTS 1
NTµµ =
NT λλ =ST NT
NCN
T =−
=λµ
1
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 44
Comparaison télécom / réseaux
• Réseaux à débit constant | Réseaux à débit variableMultiplexage temporel connecté (Télécom)
Multiplexage statistique sans connexion (internet)
Débit constant Débit variableTaxation à la durée Pas de taxation
Mode connecté Mode Sans Connexion
Plan Contrôle obligatoire Pas de Plan Contrôle
Trafics temps réel(vidéo, téléphonie)
Trafic sans contrainte de temps(messageries)
Transfert de fichiers TransactionnelQoS GARANTIE PAS DE QOS (best effort)
Service supportConcepts fondamentaux
23
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 45
L’émergence des « réseaux »
A partir des années 1960 un nouveau problème apparaît : faire parler entre eux des ordinateurs.Au grand dam des téléphonistes, le mot réseau (Network) devient synonyme de « réseau d’ordinateurs » (computer networks)Deux écoles s’affrontent :
- les commutants « télécom » (Bell heads)- les informaticiens « réseaux » (Net heads)
Les Bell heads pensent que l’on peut faire communiquer les ordinateurs comme les humainsLes Net heads pensent que l’on peut faire communiquer les humains comme des ordinateurs
Qui a raison ???
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 46
Deux démarches concurrentes
Télécommunications
Intégration de service
Hommes → Machines
Réseaux
Multimédia
Machines → Hommes
= CONVERGENCERESEAUX
TELECOMMUNICATIONS
Pour aboutir au même but : obtenir une offre globale permettant à la fois la communication des hommes et des machines
Service supportConcepts fondamentaux
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 47
Vers une troisième solution
Erreur n° 1 : faire communiquer des ordinateurs sur un réseau prévu pour la communication humaine (RNIS)
Erreur n°2 : faire communiquer des humains sur un réseau prévu pour les ordinateurs (internet)
En réalité, ni le RTC, ni l’internet correspondent aux besoins futur, la Convergence Réseaux Télécommunications nécessite un nouveau réseau :
le NGN(Next Generation Network)
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 48
Service supportConcepts fondamentaux
25
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 49
Le multiplexage temporel
C. Rigault (ENST)[email protected]
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 50
Échantillonnage d’un signal
• Le signal de la source est prélevé à la fréquence d’échantillonnage fe
Multiplexage temporel
26
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 51
Effet de l’échantillonnage
Fe 2Fe
Amplitude
FréquenceFe-FmaxFmax
Pour récupérer le signal d’origine il faut que :fe- fmax> fmax
Soit : fe> 2fmax
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 52
Modulation PAM
Fmax
Fe > 2 Fmax
Fe
Multiplexage temporel
27
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 53
Spectre Vocal
Frequency (Hz)
Energy
La fréquence de coupure du filtre est à 4000 Hz ⇒ fs = 8000 Hz
300 3400
4000filter
800
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 54
PAM et multiplexage temporel
• 8000 rotations / seconde• Avantage du TDM : le filtre est le même pour tous• Inconvénient du PAM : système analogique ⇒ sensibilité
au bruit
Multiplexage temporel
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 55
PCM et multiplexage temporel
CODERPAM PAM
DECODER
PCM link
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 56
Dynamique des signaux vocaux
• La dynamique des signaux vocaux est très grande ⇒ le bruit de quantification devient très important pour les petits signaux
Multiplexage temporel
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 57
Bruit de quantification
• La quantification produit le « bruit de quantification »• Une échelle de mesure linéaire produirait un SNR inférieur pour les
petits signaux que pour les grands
• Ce que nous voulons c’est un SNR indépendantdel’amplitude
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 58
Codage loi ‘µ’
, maxmax ccyv
vx ==
( )( )µµ++= 1Log
1Log xy
255=µ0
10
20
30
40
50
60
0 0,5 1 1,5
63
1,6
Code
Volts
Multiplexage temporel
30
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 59
Codage loi ‘A’
0
20
40
60
80
100
120
140
0 0,5 1 1,5 2
Niveau du signal Code sur 13 bits Code sur 8 bits 0 à 25 mV 0 à 63 0 à 3325 à 50 mV 64 à 127 34 à 4950 à 100 mV 128 à 255 50 à 650,1 à 0,2 V 256 à 511 66 à 810,2 à 0,4 V 512 à 1023 82 à 970,4 à 0,8 V 1024 à 2047 98 à 1130,8 à 1,6 V 2048 à 4095 114 à 128
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 60
( ) par trame bits 1931824 =+×
Kbit/s 1544 trames/s8000193 =×
v0v1
IT0
IT1
IT23
v23
signalisation
Flag
Multiplex primaire T1 (T1 carrier)
Multiplexage temporel
31
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 61
Multiplex primaire E1
IT16IT0IT1 IT31
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 62
Organisation de la trame E1
v1v2
v15v16 v30
IT16IT17
IT0IT1 IT15 IT31
IT30
v29IT0 : x001 1011 ou z1zz zzzz IT16 : supertrame de signalisation
Multiplexage temporel
32
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 63
Signalisation de ligne voie par voie
1
31
215
016
17 30
signalisation500 Hz 8000 Hz
216-216-18
16-1516-31
15
31
16
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 64
PCM E1 : super-trame
IT16-0IT16-1
IT16-2IT16-13 IT16-15
IT16-14
v 1-16 v 3-18 v 13-28 v 15-30v 2-17 v 14-29
Multiplexage temporel
33
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 65
Clock
Data 1 0 1 0 0 01 1
Signal en ligne
Le code en ligne HDB 3
• 1 ⇒ Mark, 0 ⇒ Space• Alternate Mark Inversion
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 66
Le code en ligne HDB 3
1 0 1 0 0 0 00 0 0 00
• Codage des séquences de 4 zéros : inversion des viols successifs
0 0 0 0
Multiplexage temporel
34
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 67
Terminaux de ligne
circuit 1
circuit 30
MUX LT
circuit 1
circuit 30
DEMUXLT
Code HDB 3
RépéteurIsolation GalvaniqueTélé-alimentationCode en ligne
circuit 1
circuit 30
MUXLT
circuit 1
circuit 30
DEMUX LT
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 68
Transmission asynchrone
0 01 0 110 1
0 1 01 0 1 01
> te/2
( )re
r
er
e
ree
fff
ff
ftt
tn −=
−
=−= 2112
1
)(2
• Un glissement se produit après n bits
Multiplexage temporel
35
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 69
• Signaux Start et Stop nécessaires• Caracter Oriented Procedure (COP)
Te
Tr Tr Tr Tr Tr
Te Te Te TeStart Stop
Multiplexage temporel
Transmission asynchrone
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 70
Transmission Synchrone
0 0 01 1 1 1 0
HORLOGE
SIGNAL
• Nécessité de 2 canaux : un pour les données, l’autre pour l’horloge
• Bit Oriented Procedure (BOP)
Multiplexage temporel
36
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 71
Composition des données et de l’horloge
• Des codes en ligne comme le code Manchester donnent un moyen de retrouver l’horloge, au détriment de la bande passante
0 0 01 1 1 1 0
Horloge
DonnéesCode en ligne
Code en ligne
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 72
Multiplexage asynchrone
signal 1
signal 4
clock 1
clock 4
Mémoire élastique
Mémoire élastique
MUX
Clock outContrôle ./. 4
1
4
f1
f4
fo
Multiplexage temporel
37
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 73
Justification
signal 1
signal 4
clock 1
clock 4
Mémoire élastique
Mémoire élastique
MUX
Clock out
Control ./. 4
1
4
f1
f4
fo
io
ij
ffnTT−
==
4
1
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 74
Hiérarchie PDH Européenne1
30
E 1 1
464 kbit/s
2 Mbit/s
E 2 1
4
8 Mbit/s
E 3 1
4
34 Mbit/s
E 4 1
4
E 5
140 Mbit/s
565 Mbit/s
Multiplexage temporel
38
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 75
Hiérarchie PDH Américaine
1
24
T 1 1
456 kbit/s
1,5 Mbit/s
T 21
7
6 Mbit/s
T 344 Mbit/s
• Attention ! Un T3 multiplexe 7 T2 !
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 76
Structure point à point d’un réseau PDH
64 kbit/s2 Mbit/s
2 Mbit/s
64 Kbit/s2 Mbit/s
2 Mbit/s
8 Mbit/s
E1
E2
E1
E2
Multiplexage temporel
39
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 77
SDH : l’injection - extraction
ordre " n"ordre " n"ordre " n"ordre " n"
ordre>n+1ordre " n"ordre " n"ordre " n"ordre " n"
ordre " n"ordre " n"ordre " n"ordre " n"
ordre " n"ordre " n"ordre " n"ordre " n"
ADM
Une condition : le multiplexage synchrone
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 78
SDH : la trame STM 1
surdébit de régénération
surdébit de pointeurs
surdébit demultiplexage
CHARGE UTILE
9 Octets 261 Octets
9 rangées
Multiplexage temporel
40
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 79
Container et Virtuel Container
POH C
VC
C + POH → VC
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 80
Le multiplexage synchrone
pointeurHigh orderVC
• Multiplexage d’ordre supérieur
Multiplexage temporel
41
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 81
Le multiplexage synchrone
Pointeur
POH
Low orderVC
• Multiplexage d’ordre inférieur
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 82
La mécanique SDH
• C + POH → VC• Low order VC + Pointeur → TU• High order VC + Pointeur → AU
Multiplexage temporel
42
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 83
Les Flux
E4 140Mbit/sC4
T3 44 Mbit/sC3
7E3 34Mbit/s
T2 6 Mbit/sC2
4E1 2Mbit/sC12
T1 1,5 Mbit/sC11
USEuropeContainer
Multiplexage temporel
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 84
Chemins de multiplexage
C-4
C-12
C-2
C-11
C-3
VC-12
VC-11
VC-2
VC-3
TU-2
TU-12
TU-11
TUG-2
TU-3TUG-3
VC-4
VC-3
AU-4
AU-3
AUGSTM-1
1
3
4
77
3
3
Multiplexage temporel
43
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 85
Multiplexage temporel et mode connecté
Concepts fondamentaux Service support
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 86
Multiplexage spatial (concentration)
2
L
i
1
2
L
j
Concentrateur Concentrateur
Ligne
1
Jonction
Ligne = medium privé, Jonction = medium mutualiséLes lignes sont le « cauchemar » des télécommunications car elles ne sont pas partagées
Service supportConcepts fondamentaux
44
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 87
Concentration et mode connecté
Le concentrateur est une "coopérative" pour l'exploitation d'un faisceau commun de jonctions. Le mode connecté exige de la signalisation
1
2
L
J
1
2
Lignes (lines) Jonctions (trunks)al
aj
1
2
L
J
1
2
Lignes (lines)al
aj
Signalisation
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 88
Concentration et contrôle
• Le mode connecté exige une mémoire dans le réseau (établissement d’un contexte rémanent pour chaque connexion dans chaque commutateur)
• Les fonctions de contrôle établissent, modifient et libèrent le contexte d’une session d’un service rémanent
Service supportConcepts fondamentaux
45
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 89
Concentration et multiplexage temporel
1
2
L
J
1
2
Lignes (lines)al
Circuits
Jonctions
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 90
Routage
Il n'y a plus une, mais plusieurs directions sortantes x,y,z…Le routage est le choix d'une jonction sortante parmi plusieurs faisceaux
(trunk groups)
Jonctions d'accès
Réseau de connexion
Concentration
LignesFaisceaux de jonctions
vers Saint Ixe
vers Saint Ygrec
vers Saint Zède
Ax
Routage
Service supportConcepts fondamentaux
46
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 91
Signalisation voie par voie
Le plan utilisateur et le plan contrôle sont multiplexés par desjoncteurs
Plan Utilisateur
Plan Contrôle
Ligne
UNI NNI
JL JL
Jonction
JCS CSLigne
UNI
J
Alice Bob
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 92
Structure d’un commutateur
marquage
Traitement d'appel
Signalisation UNI Signalisation NNI
Administration
Console d'administration
JL: Joncteur de ligne
JL
JL
JL
JL
JL
JL
Réseau de connexion
Jonctions distantesJJ
J: Joncteur
Lignes
concentrateurs
JJ
JJ
Jonctions locales
Service supportConcepts fondamentaux
47
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 93
Réseaux statistiques
• Qualité de service d’un réseau• Messages et Paquets• Orienté connexion ou sans connexion ?• Délai de transmission• Délai de commutation• Convergence dans le NGN• Le réseau le plus simple : l’internet
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 94
Qualité de service d’un réseau
Paramètres du service de livraison:• Latence d’établissement• Directions• Débit• Temps de transfert• Taux d’erreur• Priorité
Service supportConcepts fondamentaux
48
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 95
Assurance du temps de transfert (QOS)
Délai de Transfert =
délai d’accès au medium (→ technique de multiplexage)
+ délai de transmission (→ bande passante)
+ délai de commutation (→ technique de commutation)
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 96
Délai d’accès :Commutation de Messages
• Quand le médium devient libre, on envoie la totalité du message
• Problème : dans un tel réseau, on ne peut pas définir une borne supérieure au temps d’accès
Service supportConcepts fondamentaux
49
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 97
• Les messages sont segmentés• Quand le médium devient libre, on envoie un seul segment
et le médium est relibéré• Le médium n’est repris pour le segment suivant que
lorsqu’il redevient libre.• Avantage : on peut maintenant calculer une borne
supérieure au temps d’accès. Cette borne est d’autant plus petite que : – Les Paquets sont petits– La variance de la taille des paquets est petite
Délai d’accès :Commutation de Paquets
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 98
Conséquence de la segmentation :Orienté Connexion ou Sans Connexion ?• Chaque segment est routé indépendamment
• Si tous les segments suivent le même chemin : le réseau est orienté connexion. Dans un monde orienté connexion il est nécessaire d’utiliser une signalisation de connexion
• Si tous les segments ne suivent pas nécessairement le même chemin : le réseau est sans connexion. Dans un monde sans connexion aucune signalisation de connexion n’est nécessaire
Service supportConcepts fondamentaux
50
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 99
Comment réduire le délai d’accès au Médium ?
• Utiliser des petits paquets• Utiliser des paquets de taille constante (variance = 0)• C’était l’idée de l’ATM
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 100
Comment réduire le délai de transmission ?
• Le délai de transmission n’est pas prévisible car, après le premier routeur, il est impossible de savoir quelle bande passante est disponible
• Pour contrôler le délai de transmission, il faut réserver la bande passante ⇒ réaliser une connexion
• C’était l’idée de l’ATM (l’ATM est orienté connexion)• C’est aussi l’idée de INTSERV (Integrated Services). Avec
INTSERV, la bande passante est réservée grâce à la signalisation de connexion RSVP
Service supportConcepts fondamentaux
51
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 101
• Différencier les Services• Agréger les flux• La différenciation de Services définit des priorités :
• Premium• Olympic• Best effort
• L’agrégation de trafic était une invention de l’ATM (VPs)• MPLS (MultiProtocol Label Switching) définit des
niveaux multiples d’agrégation : une pile d’étiquettes
Comment réduire le délai de commutation ?
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 102
Convergence de service support dans le NGN
• Mise en oeuvre de 3 mécanismes :• Intserv et RSVP pour réserver la bande passante• Diffserv et COPS pour affecter une priorité de
commutation• MPLS pour agréger les flux de trafic
Service supportConcepts fondamentaux
52
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 103
De la convergence de support à la convergence des services
• La convergence de service support ne suffit pas• Les solutions étudiées pour la convergence de service
support ne contiennent pas de mécanismes pour la QOS des applications :
• Les paramètres importants de la QOS des applications sont:- Le modèle de communication du service (requête-
réponse ou conversationnel)- Le mode de fonctionnement Égal à Égal ou client
serveur
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 104
Le réseau le plus simple : l’internet
• Réseaux à débit variable• Multiplexage statistique• Gain statistique
• Best effort• Pas de bande passante garantie• Pas de délai garanti
• Pas de signalisation de connexion
Service supportConcepts fondamentaux
53
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 105
L’en tête IP
Longueur du paquet
Adresse IP source
Adresse IP destination
Checksum en têteTTL protocole
version IHL Type de service
identificateur flags offset du fragment
4 octets
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 106
Juxtaposition de réseaux à diffusion
routeur
Routeur ISP
Service supportConcepts fondamentaux
54
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 107
Adresses IP
• Adresses Classe A : 1.0.0.1 → 126.255.255.255• Premier octet : adresse réseau : 126 réseaux classe A• 3 derniers octets : adresse hôte : 0.0.1 → 255.255.254 soit 16 777 214 hôtes
• Adresses Classe B : 128.0.0.1 → 191.255.255.254• 2 premiers octets : adresse réseau : 16 384 réseaux classe B• 2 derniers octets : adresse hôte : 0.1 → 255.254 soit 65 534 hôtes
• Adresses Classe C : 192.0.0.1 → 223.255.255.254• 3 premiers octets : adresse réseau : 2 097 152 réseaux classe C• dernier octet : adresse hôte : 1 → 254 soit 254 hôtes
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 108
Convergence Réseaux Télécom
• Le NGN• Assurance de la QOS dans le NGN• De la convergence de support à la convergence de services
Service supportConcepts fondamentaux
55
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 109
NGN : Next Generation Network
NGN (QOS IP)
UMTS
Phone
Gateway
Home
PDA HDTVNotebookPhone
Cordless LANRouter
Appel Agent
Legacy (RTC)
Gateway
Usager A Gateway
Servers
Signaling GatewaySignaling Gateway
Signaling Gateway
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 110
Convergence “Réseaux Télécom”
• On envisage d’utiliser un même réseau support pour offrir à la fois les services réseaux (data) et les services télécom(vidéo, voix)
• Ceci nécessite :- Le déploiement d’un réseau de transfert commun
donnant tous les types de QOS de support. La recherche pour cet objectif est bien avancée.
- Le développement d’une architecture de service commune apportant des mécanismes pour mettre en œuvre la QOS des applications.
Service supportConcepts fondamentaux
56
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 111
NGN : mutualisation du plan contrôle
Plan utilisateur :
une multitude de petits routeurs
Plan contrôle :
De grosses unités de contrôle appelées Serveurs de Politiques
traitant les connexions pour un nombre élevé de routeurs
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 112
Qualité de Service du réseau
Les Paramètres du service de transfert sont :• La latence d’établissement • Directions• Débit• Le délai de Transfert • Le taux d’erreur• La priorité
Service supportConcepts fondamentaux
57
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 113
Comment réduire le délai de transmission ?
• Le délai de transmission n’est pas prévisible car, après le premier routeur, il est impossible de savoir quelle bande passante est disponible
• Pour contrôler le délai de transmission, il faut réserver la bande passante ⇒ réaliser une connexion
• C’était l’idée de l’ATM (l’ATM est orienté connexion)• C’est aussi l’idée de INTSERV (Integrated Services). Avec
INTSERV, la bande passante est réservée grâce à la signalisation de connexion RSVP
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 114
• Différencier les Services• Agréger les flux• La différenciation de Services définit des priorités :
• Premium• Olympic• Best effort
• L’agrégation de trafic était une invention de l’ATM (VPs)• MPLS (MultiProtocol Label Switching) définit des
niveaux multiples d’agrégation : une pile d’étiquettes
Comment réduire le délai de commutation ?
Service supportConcepts fondamentaux
58
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 115
Convergence de service support dans le NGN
• Mise en oeuvre de 3 mécanismes :• Intserv et RSVP pour réserver la bande passante• Diffserv et COPS pour affecter une priorité de
commutation• MPLS pour agréger les flux de trafic
Service supportConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 116
De la convergence de support à la convergence des services
• La convergence de service support ne suffit pas• Les solutions étudiées pour la convergence de service
support ne contiennent pas de mécanismes pour la QOS des applications :
• Les paramètres importants de la QOS des applications sont:- La rémanence du service- Le mode de fonctionnement Égal à Égal ou client
serveur
Service supportConcepts fondamentaux
59
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 117
Dimensionnement
• Le trafic des clients• Le trafic des serveurs
Concepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 118
Clients et serveurs
• Mode connecté
1
2
L
J
1
2
Lignes (lines)al
aj
Dimensionnement
ClientsServeurs
Concepts fondamentaux
60
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 119
Le problème : combien de serveurs ?
Amoyenne
σ
nombre de ressources
écart
t
Période d'observation T
n(t)
R
Appels perdus
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 120
Paramètres intéressants
• systèmes à perte:Probabilité de perte :
• systèmes à attente:Probabilité d’attente :
ε <= nnB B
( ) ετ <
>
ntnP
DimensionnementConcepts fondamentaux
61
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 121
Trafic d’une machine
Période d'observation T
t1 t2 t3 t4 ti tn
Tt=ρ
occupationd' e)(temporell éprobabilit laest ρ
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 122
Unités de trafic
1 == Ttρ• Quand la machine est occupée en
permanence
• L’occupation permanente correspond à un trafic de 1 Erlang, en honneur de Agner Krarup Erlang (1878, 1929), un Ingénieur Danois, Pionnier du calcul de trafic
• Les Americains utilisent la CCS (Cent Call Second) : 1 CCS = 100 secondes d’occupation par heure
• 1 Erlang = 36 CCS
DimensionnementConcepts fondamentaux
62
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 123
Nombre de prises par heure et trafic
• Si nous avons pendant la période d’observation T, n prises de durée moyenne τ :
• Nous obtenons une relation très importante entre le trafic et le nombre de prises par heure (T) :
i
τnti =∑
Tnτρ =
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 124
Taux d’arrivée et taux de service
• Le taux d’arrivée est le nombre de nouvelles prises de machines par unité de temps :
• Le taux de service est le nombre maximum de services que les machines peuvent effectuer unité de temps :
• Le trafic est aussi le rapport entre le taux d’arrivée et le taux de service :
Tn=λ
1 τµ =
µλτρ == T
n
DimensionnementConcepts fondamentaux
63
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 125
Trafic d’un groupe de machines
Période d'observation TM
1
M2
M3
ML
∑∑ ∑ =
=
MM
M i
iTtA ρ
TnA τ=
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 126
Remarques sur le trafic :
• Le trafic est aussi le nombre d’arrivées pendant le temps d’un service : si nous prenons comme unité de temps le temps d’un service alors µ = 1 et A = λ
• Le trafic d’un groupe de machines n’est pas une probabilité
• Pour N machines, nous avons : NA ≤
DimensionnementConcepts fondamentaux
64
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 127
Ergodicité
• L’ergodicité signifie aue les probabilités temporelles sont égales aux probabilités spatiales :
• Si le trafic est ergodique, alors le trafic est aussi le nombre moyen de clients dans le système
ST PP =
ALXLXPP ST ==⇒=== ρρ
Observation period TM
1
M2
M3
ML
Α
Queuing leory
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 128
Trafic des clients
ρmoyenne
nombre de ressources
σécart
t
Période d'observation T
n(t)
R
Appels perdus
DimensionnementConcepts fondamentaux
65
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 129
Probabilité de l’état à x appels
tPériode d'observation
T
n(t)
x
tx= somme des temps où x machines sont prises
P(x) = tx
Tρmoyenne
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 130
Équilibre statistique
Égalité des transitions de x vers x-1, et de x-1 vers x
T
x
1 libération
1 prise
n(t) 1 libération
1 prise
DimensionnementConcepts fondamentaux
66
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 131
Équation fondamentale
xx - 1
λ tx-1 x-1
µx t x
τµ xx=xxxx tt µλ =−− 11
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 132
Cas d’un grand nombre de clients
Indépendant de xxλ
( ) ( )1−= xPxxP ρ
ρρ −= exxPx
!)(
xxxx tt µλ =−− 11
xxx txtTnx
Tn
ττµλ =⇒== −1 ,
DimensionnementConcepts fondamentaux
67
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 133
Conséquences du trafic Poissonien
ρρ −= exxPx
!)(
ρ=x
ρσ=
Prévisible selon l’ergodicité
Un réseau est dimensionné pour la moyenne PLUS la fluctuation. ⇒ Le dimensionnement n’est pas linéaire
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 134
Règle de l’accessibilité
Vitesse de service : µ
Mauvaise solution
Vitesse de service : 4 µ
Bonne solution
DimensionnementConcepts fondamentaux
68
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 135
Dimensionnement
• Le trafic des clients• Le trafic des serveurs
Concepts fondamentaux Dimensionnement
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 136
Trafic des serveurs, modèle à perte
DimensionnementConcepts fondamentaux
1
L clients
L
1 2 N
N serveurs
Tonalité d’encombrement
69
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 137
Trafic des serveurs, modèle à attente
DimensionnementConcepts fondamentaux
L clients
L
1 2 N
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 138
Modèle à perte : Trafic offert, écoulé, perdu
BnnB=
n n nC B= +
BCoffert AAA +=
( )BAABAA offertCoffertB −×=×= 1 ,
DimensionnementConcepts fondamentaux
70
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 139
Perte et Congestion
( ) Ln
LnνtTNLn CCN
CB ==−−= ντν
ν , ,
( )BL NL A
P NC
=−−
λN tN
N
( )( ) 1
1Tt
TLnL
NLnn N
CB
τ−−=
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 140
Clients Poissoniens
( )BL NL A
P NC
=−−
( )NPB L =∞→ alors s)poissonien (clients Si
NTn det indépendan : voir defaçon Autre =λ
( )NTt
nnBtT
ntn NBNNB P ===⇒==λ
DimensionnementConcepts fondamentaux
71
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 141
Probabilité d’avoir x serveurs actifs
( ) ( )0! PxA
xPx
=
( ) ( )∑
∑=
==⇒= N
i
i
N
i
i
iAPi
AP
0
0!
10 1!0
( )∑=
= N
i
i
x
iA
xA
xP
0 !
!
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 142
Loi d’Erlang B
( )NPB=
B E A
AN
Ai
N
N
i
i
N= =
∑=
1
0
, ( ) !
!
DimensionnementConcepts fondamentaux
72
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 143
Inversion de la loi d’Erlang B
( ) ( )1
11
1 1 1E ANA E AN N, ,
= + ×−
( )E A1 0 1, =
• Tables de Palm• formule de récurrence• Règle de Rigault
DimensionnementConcepts fondamentaux
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 144
Règle de Rigault
B E A
AN
Ai
N
N
i
i
N= =
∑=
1
0
, ( ) !
!
AkANB k +≅= − alors 10 Si
DimensionnementConcepts fondamentaux
73
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 145
Les principes du contrôle de connexion
• Les invariants du plan contrôle• Dégroupage et architectures physiques• Les principes du contrôle de connexion
Domaines de signalisation
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 146
Principes du traitement de connexion
Le traitement de connexion est l’une des applications informatiques les plus difficiles C’est un traitement intrinsèquement distribué
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
74
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 147
Réseaux connectés et traitement d’appel
• Le traitement d’appel POTS mêle appel et connexion
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
Nul
Enregistrement
SUPERVISION
? Raccrochage demandeur! Relâchement
! Pré-sélection? Décrochage
! Sélection? Résultat d’analyse ? Chiffre
! Traduction
! Temporisation? Fin de tempo! Relâchement
? Raccrochage demandé
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 148
La présélection
• La présélection contient une une fonction d’accès originante
ConcentrateurRXA
RCX
JL
Jonction
d'accès
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
75
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 149
Etapes de la présélection
• Ouverture d’une page mémoire• Interrogation base de donnée (session d’accès originante)
pour récupérer le profil• Recherche d’une jonction d’accès libre• Recherche d’un modem inverse (RXA) libre• Connexion abonné – récepteur• Envoi de la tonalité
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 150
Enregistrement et traduction
JL
RXA
456 456
456
RCX
UNITE DE CONTROLE
456
Zone Enregistrement456
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
76
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 151
Traduction chiffre par chiffre (routage)
RXA4
JL
4UNITE DE CONTROLE
Zone Enregistrement4
TRADUCTION
pas de résultat d'analyse
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 152
Résultat de la traduction (routage)
RXA
45 81
JL
45 81
UNITE DE CONTROLEZone Enregistrement
45 81
TRADUCTION
Résultat d'analyse:RI
CI
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
77
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 153
Résultat d’analyse
RI (ROUTE INDEX) : ACHEMINEMENT•numéro du faisceau sortant•numéro du faisceau de débordement•méthode de signalisation•nombre de chiffres à envoyer
CI (CHARGE INDEX) : (PALIER DE TAXE)• tarif
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 154
La sélection
• La sélection est le processus de connexion au central distant. C’est un processus à perte
RCX
JL
SMF
JD RCX
JL
SMF
JA
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
78
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 155
Sélection : encapsulation de la connexion terminante
présélection traduction
signalisationsélection conjuguée
connexion
sélectionAPPEL DE DEPART
supervision
traduction supervision
sélectionpréselection
APPEL D'ARRIVEE
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 156
Libérations
REPOS
Supervision
# relâchement
* raccrochage demandeur * raccrochage
demandé# tempo RAD
* fin tempo RAD# relâchement
* décrochagedemandé
# annule tempo RAD
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
79
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 157
Le POTS est un processus hybride
Le POTS contient dans le même processus :• Un service associé appel• Un appel orienté connexion • Une connexion réservant des ressources
Le POTS mélange les notions• De service• D’appel • De connexion
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 158
La signalisation du POTS est hybride
Q 931 et ISUP mélangent appel et connexion
Il y a des messages d’appel (de bout en bout) : • PAM (Pass Along Message)
Et des messages de connexion (de proche en proche)• Setup• Release
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
80
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 159
Signalisation du POTS
DOMAINE Legacy protocols
Accès MAP, V 5.2, register (SIP), RAS (H323)
Service Partie de INAP ou de CAP (CAMEL)
Appel
Connexion Q931, ISUP
H323, SIP
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 160
Contrôle de connexionDomaines de signalisation
81
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 161
Réseaux de connexion
• C. Rigault (ENST)• [email protected]
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 162
• Théorie générale des réseaux maillés• Application au réseaux maillés numériques
Sommaire
Réseaux de connexion
82
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 163
1- Théorie générale des réseaux de connexion
• Théorie générale des réseaux de connexion• Application aux réseaux de connexion numériques
Réseaux de connexion Théorie générale
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 164
Complexité d’un réseau de connexion
• Croissance en N²
1 2
N
N
21
Réseaux de connexion Théorie générale
83
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 165
Nombre d’états
9 états à 1 connexion 6 états à 3 connexions
Réseaux de connexion Théorie générale
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 166
Nombre d’états
Pour k connexions :
( ) kS C kNk=
2!
Au total :
( ) S C kNk
k
N=
=∑
2
0!
Réseaux de connexion Théorie générale
84
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 167
Limite de Shannon
Un réseau de connexion a forcément une croissance excessiveSon nombre X de points de croisements est forcément
( )NNX 2Log>
Réseaux de connexion Théorie générale
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 168
Maillage de Clos00
01
02
03
10
11
12
13
ETAGE 0 ETAGE 1
e000e001e002e003
s000s001s002s003
e010e011e012e013
e020e021e022e023
e030e031e032e033
s010s011s012s013
s020s021s022s023
s030s031s032s033
e100e101e102e103
e110e111e112e113
e120e121e122e123
e130e131e132e133
s100s101s102s103
s110s111s112s113
s120s121s122s123
s130s131s132s133
Réseaux de connexion Théorie générale
85
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 169
Le blocage interne00
000001002
01010011012
02010011012
10100101102
11110111112
12120121122
Réseaux de connexion Théorie générale
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 170
Réseau sans blocage000001
200201202
200201202203 203204205
210211212
210211212213 213214215
220221222
220221222223 223224225
100101
100101102103
110111
110111112113
120121122123
130131132133
140141142143
150151152153
020021022023024025
120121122
112
030031032033034035
002
010011012
020021022
030031032
130131132
140141142
150151152
000001002003004005010011012013014015
Réseaux de connexion Théorie générale
86
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 171
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 172
Condition de non blocage
Condition de ClosUne condition nécessaire et suffisante pour qu'un réseau de
connexion maillé à 3 étages soit non bloquant est que :
r e s2 1 3 1≥ + −
Réseaux de connexion Théorie générale
87
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 173
Réseau de Clos optimal
Compte tenu de la condition de Clos
XNr
Nr
N Nr Nr r r= + − + + −2 2
22
1
2
33 1 1 3
r r N
e sN
1 3
1 3
2
2
= =
= =
Le réseau optimal est obtenu pour :
X N N≅ 4 2Et alors :
Réseaux de connexion Théorie générale
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 174
2- Application aux réseaux de connexion numériques
• Théorie générale des réseaux de connexion• Application aux réseaux de connexion numériques
Réseaux de connexion Réseaux numériques
88
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 175
Matrice T
3
8
a
b
3
8
8
3
3
8
Mémoire de Parole Mémoire d’adresse
Réseaux de connexion Réseaux numériques
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 176
Équivalent mécanique d’une matrice T
3
0
31
8
0
a
b
Mémoire de signal
3210
4567
91011
3031
8
03
8 31
3
8 31
Mémoire d'adresse
Réseaux de connexion Réseaux numériques
89
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 177
Équivalent mécanique d’une matrice T
T0 1 2 3 e 0 1 2 3 s
0123
e
0 1 2 3 s
Réseaux de connexion Réseaux numériques
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 178
Matrice S
a
b
T
T
T
T3
3
8
8
25
25
25
25
a
b
a
b
Réseaux de connexion Réseaux numériques
90
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 179
Équivalent mécanique d’une matrice S
03
8 31
03
8 31
Réseaux de connexion Réseaux numériques
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 180
Application de la règle de Clos
Le nombre d'intervalles de temps de la matrice S doit être la somme du nombre d'intervalles de temps des multiplex entrants du premier étage « T » et du nombre d'intervalles de temps des multiplex sortants du troisième étage « T », diminuée de un. En général, on ne tient pas compte du « diminué de un » qui compliquerait trop les circuits.
r e s2 1 3 1≥ + −
Réseaux de connexion Réseaux numériques
91
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 181
Réalisation d’un réseau de connexion
• Cas d’un gros autocommutateur
Réseaux de connexion Réseaux numériques
a
b
T
T
T
T3
3
8
8
25
25
25
25
a
b
a
b
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 182
Réalisation d’un réseau de connexion
• Cas d’un petit autocommutateur
3
3
a
T3 30
b
30 3
b
b
a
30
30
a
Réseaux de connexion Réseaux numériques
92
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 183
Matrice temporelle répartie: le Bus temporel
RNISQSIG +MICSS7
Carte Media1
Carte Media2
Carte Media3
Bus temporelSC busSCSAMVIPH100
Bus CPU (PCI, VME)
CPU
Réseaux de connexion Réseaux numériques
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 184
Standards de bus temporels
• MVIP (cartes media NMS)• SC bus (cartes media dialogic)• SCSA : forum compatible dialogic• Sx00, Hx00 : standard ECTF (enterprise Computer
Telephony forum)- S100 : media control API- H100 : CT bus
Réseaux de connexion Réseaux numériques
93
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 185
Application aux PABX
RNISQSIG +MIC
Carte Media1
Carte Media2
Carte Media3
Bus temporelSC busSCSAMVIPH100
Bus CPU (PCI, VME)
CPU
Postes internes
Réseaux de connexion Réseaux numériques
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 186
Application aux serveurs vocaux
MIC
Carte Media1
Carte Media2
Bus temporelSC busSCSAMVIPH100
Bus CPU (PCI, VME)
CPU
SS7
Réseaux de connexion Réseaux numériques
94
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 187
Constitution d’un PABX
Carte d’abonné
analogique
Carte d’abonné
analogique
Carte d’accès
primaireRéseau opérateur
T2
Bus informatique
CPU
Bus Temporel
16 abonnés Par carte
16 abonnés Par carte
Réseaux de connexion Réseaux numériques
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 188
95
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 189
La boucle d’abonné
Claude RigaultENST
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 190
• Transmission bidirectionnelle sur 2 fils• La boucle d’abonné analogique• La boucle d’abonné numérique : RNIS
Sommaire
La boucle d’abonné
96
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 191
1- Transmission bidirectionnelle sur 2 fils
• Transmission bidirectionnelle sur 2 fils• La boucle d’abonné analogique• La boucle d’abonné numérique : RNIS
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 192
Transmission simplex
• Une seule direction de transmission
Symbole du microphone
Symbole de l’écouteur
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
97
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 193
Transmission half duplex 1
• Chaque partenaire parle à son tour : Alice parle à BobA B
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 194
• Chaque partenaire parle à son tour : Bob répond à AliceA B
Transmission half duplex 2
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
98
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 195
• Les deux partenaires parlent en même temps
Transmission full duplex
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 196
• Bruit sur une transmission 1 fil avec retour par la terre
ed
dt= −
Φ
L’impératif de transmission différentielle
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
99
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 197
• Annulation du bruit par le retour sur un deuxième fil
( )e
d
dt= − − =Φ Φ2 1 0
Transmission différentielle sur paire torsadée
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 198
• Un canal full duplex est réalisé à partir de 2 canaux
simplex
Une transmission full duplex nécessite intrinsèquement 4 fils
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
100
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 199
• Duplexeur idéal : (X+Y) - X
X
X
Y
Y
X+Y
Transmission full duplex sur 2 fils
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 200
• Duplexeur idéal : (X+Y) - X
X
X
Y
Y
X+Y
X
Y
Un canal full duplex sur 2 fils porte la somme algébrique des 2 signaux
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
101
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 201
• A condition que toutes les impédances soient égales, la puissance injectée d’un coté se répartit également entre les 2 cotés adjacents et s’annule complètement sur le coté opposé
P
P/2 P/2
0
Principe du Duplexeur (1)
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 202
• Si toutes les impédances sont égales, la puissance d’un coté est la somme des 2 puissances adjacentes diminuée de la puissance sur le coté opposé
A
B
C
DA = B - C + DB = C - D + AC = D - A + BD = A - B + C
Principe du Duplexeur (2)
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
102
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 203
• La transformation 4 fils / 2 fils produit un affaiblissement de 6 dB
X YX+Y/4 Y+X/4
X/2 Y/2X/2+Y/2
Y/4 X/4
Duplexeur réel
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 204
• Circuit full duplex 2 fils amplifié
Z ref Z ref
Applications du Duplexeur (1)
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
103
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 205
• Circuit téléphonique full duplex 2-fils
LineZ ref
Applications du Duplexeur (2)
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 206
L’impédance complexe : Zref
• Zref est une impédance de compromis• Une ligne est très capacitive
210 Ω
Ω880150 nF
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
104
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 207
• L’impédance complexe ayant une valeur de compromis il subsiste un certain déséquilibre et un peu du signal du microphone passe dans l’écouteur. Ce léger couplage entre l’écouteur et le microphone est appelé l’écho local ou effet local.
• Par chance le cerveau humain a besoin de ce couplage pour permettre la parole
L’écho local (effet local)
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 208
LineZ ref
L’écho local (suite)
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
105
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 209
• L’écho local se présente comme un bruit pour le décodeur. Il en résulte un ralentissement du débit du canal. Pour éviter ce défaut un DSP équilibre exactement l’impédance de la ligne (annulation d’écho local)
LineDSP
Decodeur
Codeur
Annulation de l’écho local dans le RNIS
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 210
Réalisation « Générique » d’un duplexeur
• On utilise 2 transformateurs
SOURCE Annulation
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
106
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 211
• Une ligne est adaptée sur 600 ohms et équilibrée par Zref
-
+
Z ref
600Ω600Ω
Équilibrage
terminaison
150 nF.
210Ω
880Ω
Réalisation électronique d’un duplexeur
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 212
• L’UNI est réalisé avec 2 fils, le NNI est réalisé avec 4 fils• La commutation est réalisée en 4 fils
NNI
OLEX TLEX
UNI UNI
La liaison de télécommunication
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
107
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 213
L’écho distant
• L’écho distant vient du duplexeur du central d’arrivée• Le cerveau humain ne tolère pas un écho distant décalé au
dela d’un certain délai très court (28 ms)• Les transmissions longues nécessitent des annuleurs
d’échoOLEX TLEX
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 214
• Les liaisons longues nécessitent des annuleurs d’écho
OLEX OLEX
Annuleurs d’écho distant
Transmission 2filsLa boucle d’abonné
108
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 215
2- La boucle d’abonné analogique
• Transmission bidirectionnelle sur 2 fils• La boucle d’abonné analogique• La boucle d’abonné numérique : RNIS
La boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 216
La boucle d’abonné analogique
Z ref.
d'
hdContact
du crochetContact
du cadran
Contact cadrandéplacé
bell
Ligne
Téléphone
Générateur de courant de sonnerie
Circuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
109
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 217
Les fonctions Borsht
• Battery : alimentation –48 V• Overload : protection série et parallèle• Ringing : Courant de sonnerie, Circuit d’arrêt de sonnerie• Supervision : détection des états décrochés / raccrochés• Hybrid : transformation 2 fils / 4 fils• Test : mesure périodique de la continuité de la ligne
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 218
B : Battery et S : Supervision (1)
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
Line
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
• Alice est raccrochée
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
Circuit de ligne
110
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 219
B : Battery et S : Supervision (2)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
Line
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
• Alice décrocheGénérateur de courant
de sonnerie
Téléphone
Circuit de ligne
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 220
B : Battery et S : Supervision (3)
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
Line
t1
Circuit de ligne
t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
• Le courant de boucle coule
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
111
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 221
B : Battery et S : Supervision (4)
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
Line• Le contact de supervision se ferme
Circuit de ligne
t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 222
Sonnerie (1)
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
• L’unité de contrôle met au travail le relais de sonnerie
Circuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
112
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 223
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
• Le relais de sonnerie s’auto-maintient
Circuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
Sonnerie (2)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 224
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
• La ligne est basculée vers le générateur de courant de sonnerie
Line circuitCircuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
Sonnerie (3)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
113
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 225
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
• La composante alternative du courant de sonnerie coule
Line circuitCircuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
Sonnerie (4)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 226
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
• Bob décroche
Line circuitCircuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
Sonnerie (5)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
114
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 227
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
• La composante continue du courant de sonnerie coule
Line circuitCircuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
Sonnerie (6)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 228
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
• Le circuit d’arrêt de sonnerie vient au travail
Line circuitCircuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
Sonnerie (7)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
115
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 229
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
• Le circuit d’auto-maintien du relais de sonnerie s’ouvre
Line circuitCircuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
Sonnerie (8)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 230
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
• Le relais de sonnerie retombe
Circuit de ligne
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
Sonnerie (9)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Générateur de courant de sonnerie
Téléphone
116
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 231
Test
• L’opérateur historique est chargé de la maintenance de la ligne
• C’est sa responsabilité de vérifier que chaque ligne est enétat de marche
• Chaque nuit un test de ligne est réalisé
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 232
Test (1)
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
Téléphonet1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
• L’unité de contrôle met au travail le relais de test
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Circuit de ligne
Générateur de courant de sonnerie
117
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 233
Test (2)
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
• Les contacts t viennent au travail et connectent le robot d’essai
Robot d’essai(RELA)
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Téléphone
Circuit de ligne
Générateur de courant de sonnerie
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 234
Test (3)
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
• Le robot d’essai envoie une onde de mesure
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Téléphone
Circuit de ligne
Générateur de courant de sonnerie
Robot d’essai(RELA)
118
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 235
Test (4)
Z ref.
d'
hdHook switchDial contact
off normal dial
bell
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
• L’unité de contrôle relache le relais de test
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Téléphone
Circuit de ligne
Générateur de courant de sonnerie
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 236
Test avec le téléphone enlevé
• Conjoncteur à 6 points• La ligne arrive sur les points 1 et 3• quand le téléphone est enlevé, des contacts repos
connectent les points 1 et 3 aux points 2 et 4, où se trouveun condensateur qui permet le test
ligne
1
3
5
2
4
6
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
119
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 237
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 238
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
120
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 239
Signalisation voie par voie à l’UNI
JL
Réseau de connexion
RXA (modem inverse)
Traitement d’appel
Modem
CS
Téléphone
CommutateurBoucle d’abonné
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 240
Signalisation décimale(Loop disconnect signaling)
Z ref.
d'
hd
Hook switchDial contact
off normal dial
bell
Line
t1 t2
rt1 r3
rt
s1
r1
r2
rt
s
• Le contact repos du cadran crée des impulsions correspondant aux chiffres. Le relais de supervision reproduit les impulsions
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Téléphone
Circuit de ligne
121
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 241
Numérotation décimale
i
t
66 ms
33 ms >200 ms
"Tempo. Interdigitale"
Chiffre "2"
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 242
Mécanisme du cadran
roue libre
Frein régulateur
Contact d
Came impulsions
Rochetressort
Armement1
23
4 56
7
8
90
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
122
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 243
Signalisation Q23 (DTMF)
contact du cadran
Z ref.
hd
contact du crochet
sonnette
1 2 3 A
4 5 6 B
7 8 9 C
* 0 # D
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 244
Fréquences Q23
1209 Hz 1336 Hz 1447 Hz 1633 Hz
697 Hz 1 2 3 A
770 Hz 4 5 6 B
852 Hz 7 8 9 C
941 Hz * 0 # D
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
123
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 245
Raccordement du récepteur
Traitement d'appel
marquage
Réseau de connexion Jonctions
JLJLJLJLJLJL
JJJ
Lignes
RXARXA
Q23
ChiffreDécrochage
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 246
Schéma du récepteur Q23
DT
FC1 FC2 FC3 FL0 FL1 FL2 FL3FC0
Commande
FC0FC1FC2FC3 FL0 FL1 FL2 FL3
DT
TONALITE
La boucle analogiqueLa boucle d’abonné
124
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 247
3- La boucle d’abonné numérique : RNIS
• Transmission bidirectionnelle sur 2 fils• La boucle d’abonné analogique• La boucle d’abonné numérique : RNIS
La boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 248
Sommaire
• Conditions du RNIS• Canaux et accès• L’interface S• Services RNIS• Télé-services• Services support• Versions numériques
RNISLa boucle d’abonné
125
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 249
L’UNI numérique : RNIS
RNIS
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 250
Numériser, pour quoi faire?
•Plusieurs services simultanément•Transmission de données de qualité (sans modem)•Bénéficier d'un interface en mode paquet taxé à l'usage et non à la durée•Bénéficier de nouveaux services et compléments de services
RNISLa boucle d’abonné
126
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 251
Un défi technologique : les 4 conditions du RNIS
•Isochronisation du réseau•Connexité numérique•Connexité de signalisation sémaphore•Réalisation d'une transmission numérique full duplex sur 2 fils (annulation d'écho)
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 252
Nécessité de la connexité numérique
RNISLa boucle d’abonné
127
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 253
Nécessité de l’isochronisationHorloge de référence au césium.
CTP : Centre de transit primaire.
CTS : Centre de transit secondaire.
CAA : Centre d'abonnés
URA : Unité de raccordementPABX URA
USRN: Unité de synchronisation du réseau numérique
USRN
USRN USRN
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 254
Nécessité de la connexité de signalisation sémaphore
RNISLa boucle d’abonné
128
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 255
Les Canaux RNIS
CANAUX EXPLOITES EN MODE CONNECTE (circuit)(tarification à la durée)
B : 64 Kbit/sH :
CANAUX EN MODE SANS CONNEXION (paquet)D : 16 ou 64 Kbit/s
MALHEUREUSEMENT, le canal D de l'accès de base n'est qu'à 16 Kbit/s
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 256
Les accès RNIS
L'ACCES DE BASE 2B+D
2 × 64 Kbit/s + 16 Kbit/s = 144 Kbit/s
L'ACCES PRIMAIRE 30B+D
30 × 64 Kbit/s + 64 Kbit/s = 1984 Kbit/s
RNISLa boucle d’abonné
129
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 257
Groupes fonctionnels et points de référence
TE1
TE1
TE1
TA
TE2
(TNA)NT2
NT1
NT1
LT ET
S UT V
R
(TNR)
(TNR)
Domaine de l'opérateurDomaine de l'usager
(TC)
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 258
L’accès de base
TE
LT ET
S U V
TNR
(TC)TETE
2 fils , annulation d'écho
144 Kbit/s utiles
RNISLa boucle d’abonné
130
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 259
L’accès primaire
TETETE
TNA LT ET
V
TNR(TC)
4 fils , MIC
T
S
TETETE
TETETE
1984 Kbit/s utiles
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 260
Interface S Bus passif
TES
TNR
TETE
144 Kbit/s utiles
150 m
RNISLa boucle d’abonné
131
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 261
Interface S configuration point à point
TE
TNR
S
TE
TE
1500 m
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 262
RNISLa boucle d’abonné
132
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 263
L’interface S : caractéristiques
• Interface 8 fils, connecteur RJ 45• Code en ligne pseudo ternaire• Multiplexage 2B+D au niveau physique par 4000 trames/s
de 48 bits• Accès multiple CSMA/CR pour le canal D• Procédure de niveau 2 du canal D de type LAP D• Numérotation en mode bloc ou en mode stimulus
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 264
L’interface S : Rôle de la TNR
DSP
••
••
+-
+-
Annulationd’écho
RNISLa boucle d’abonné
133
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 265
Interface S : code en ligne
Clock
Données
Signal
1 0 1 0 0 01 1
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 266
Niveau 1 : multiplexage des canaux
tD0 D1 D2 D3
B1 B2 B1 B2
B1 B2 B1 B2D0 D1 D2 D3
48 bits en 250 µs
RNISLa boucle d’abonné
134
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 267
Multiplexage des canaux
TNRTE
F L B1 E D0 A Fa N B2 E D1 S B1 E S B2
1 2 10 11 12 1314 15 23 24 25 26 34 35 36 45
E D3 L
46 47 48
B2 FLB1LD0LFaLB2LD1LB1LD2
121011121314152324252634353645
LD3L
464748
D2
37
37
L
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 268
Niveau 1 : CSMA-CR
tD0 D1 D2 D3
B1 B2 B1 B2
B1 B2 B1 B2D0 D1 D2 D3E0 E1 E2 E3
Terminal 5
Terminal 1
Code écho
1 0 1
0 0 1
0 0 1
RNISLa boucle d’abonné
135
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 269
Niveau 2 : trames LAP D
FANION D'OUVERTURE
ADRESSE: DLCI
CONTROLE
FANION DE FERMETURE
FCS : FRAME CHECK SEQUENCE
INFOS
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 270
DLCI : SAPI et TEI
8 7 6 5 4 3 2 1
T1161620-94
2
3
SAPI
TEI
C/R EA0
EA 1
octet
EAC/RSAPITEI
élément binaire d'extension du champ d'adresseélément binaire de commande/réponseidentificateur de point d'accès au serviceidentificateur de point d'extrémité de terminal
RNISLa boucle d’abonné
136
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 271
Niveau 3 : signalisation Q931
PROTOCOLEREFERENCE
D'APPEL
1 OCTET
TYPE DE
MESSAGE
1 OCTET2 OCTETS
ELEMENT
D'INforMATION
1
... ELEMENT
D'INforMATION
N
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 272
Q931: élément d’information
IDENTIFICATEUR LONGUEURDE L'EI
1 OCTET 1 OCTET
DE L'EI CHAMP D'INforMATION DE L'EI
N OCTETS
RNISLa boucle d’abonné
137
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 273
Q931: chronogramme des échangesOTE OLEX TLEX TTE
USER PAYLOAD
UNI NNI UNI
SET UP
CALL PROCEED IAMSET UP
CALL PROCEED
ALERTACMALERT
CONNECTANM CONN-ACKCONNECT
CONN-ACK
DISCONNECT
REL REL REL
RLCRLC
MEDIA
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 274
Services RNIS
TELESERVICE
SUPPORT 1 SUPPORT 2
SERVICE GLOBAL
SERVICE SUPPORTNEGOCIATION
DU
RNISLa boucle d’abonné
138
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 275
Téléservice et service support
• Le téléservice est souvent considéré comme pouvant se décliner sur une variété de services supports.
Global service
bearer service
Teleservice
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 276
Complément de service
• Un complément de service est un ajout optionnel à un téléservice.
RNISLa boucle d’abonné
139
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 277
Téléservice
• Un service de télécommunication est un service nécessitant le transfert de signaux
• Un téléservice est défini par l’UIT (Q9) comme un service de télécommunication qui englobe tous les aspects de la communication, y compris les fonctions des terminaux, conformément à des protocoles
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 278
Téléservice (exemples)
•Téléphonie 4 Khz ou 7 Khz•télécopie 64 Kb/s groupe 4.•téléaction 16 Kb/s.•visiophonie 128 Kb/s.•téléconférence 384 Kb/s.•videotex photographique.•audiovideotex 64 Kb/s.•télétex 16 Kb/s ou 64 Kb/s.
RNISLa boucle d’abonné
140
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 279
Classification des téléservices
• Services interactifs– Services conversationnels
Téléphonie, visiophonie, transmission de données transactionnelle
– Services de messagerieEmail, messagerie vocale, messagerie multimédia
– Services d’information• Services diffusés
– Sans contrôle de l’utilisateur (TV, radio)
– Avec contrôle de l’utilisateur (video on demand)
RNISLa boucle d’abonné
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 280
QOS des divers téléservices
• Services interactifs– Services conversationnels
Téléphonie, visiophonie, transmission de données transactionnelle : faible délai de transfert
– Services de messagerieEmail, messagerie vocale, messagerie multimédia : délai de transfert non spécifié
– Services d’information• Services diffusés
– Sans contrôle de l’utilisateur (TV, radio)
– Avec contrôle de l’utilisateur (video on demand)
RNISLa boucle d’abonné
141
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 281
Service support
• Un réseau fournit un service support si les signaux délivrés aux points de destination sont les mêmes que les signaux fournis par le point d’origine
• La qualité de service détermine les paramètres du service support
• L’un des paramètres essentiels est le temps de transfert de bout en bout.
UNI numérique Services Support
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 282
Services support (examples)
64 Kb/s, transparent commuté : CCBT 64 Kb/s, CCBNT64 Kb/s, sans connexion.paquets, 64 Kb/s, canal Bpaquets, 16 Kb/s, canal D
UNI numérique Services Support
142
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 283
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 284
143
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 285
La signalisation sémaphore
• Claude Rigault• ENST
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 286
Sommaire
• Modes de signalisation hors bande• Architecture protocolaire• MTP 1• MTP 2• MTP 3• SCCP• TCAP• ISUP
Les protocoles du réseau sémaphore
144
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 287
Signalisation voie par voie
Le plan utilisateur et le plan contrôle sont multiplexés par desjoncteurs (trunk circuits)
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
Alice
Plan Utilisateur
Plan Contrôle
Ligne
UNI NNI
JL JL
Jonction
JCS CSLigne
UNI
J
Bob
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 288
Signalisation voie par voie (Réalisation)
La jonction est raccordée à une sorte de modem : le signaleur multifréquence
CSN UCXCL
SMF
JDCSNUCX CL
SMF
Saint Ixe Saint Ygrec
JA
Modes de signalisation hors bandeLes protocoles du réseau sémaphore
145
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 289
Signalisation sémaphore
La signalisation sémaphore permet de supprimer les joncteurs(fraction importante du coût d’un commutateur)
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
UNI NNI UNI
Plan Utilisateur
Plan Contrôle
Ligne Jonction Ligne
Alice Bob
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 290
Signalisation sémaphore (réalisation)
Le canal sémaphore est commun à un grand nombre de circuits du plan utilisateur.
Signalisation NNI
Signalisation UNI Signalisation UNIUnité de contrôle Unité de contrôle
Circuit n° 1
Circuit n° i
Circuit n° N
Canal SémaphorePoint Sémaphore :SP SP : Point Sémaphore
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
146
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 291
Plans utilisateur et contrôle séparés
La signalisation sémaphore sépare les plans utilisateur et contrôle.
UC A SP A UC BSP B
UC C SP C Plan Contrôle
Plan utilisateur
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 292
Signalisation en mode associé
A chaque faisceau de circuits utilisateur correspond un canal sémaphore.
UC APS A
UC BPS B
UC DPS D
UC CPS C Plan Contrôle
Plan utilisateur
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
147
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 293
Signalisation en mode quasi associé
Un commutateur de donnés STP route les messages de signalisation.
UC A SP A UC BSP B
UC DSP D
UC CSP CPlan Contrôle
Plan usager
STP
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 294
Sécurisation du mode quasi associé
La sécurité est obtenue par duplication des STP.
UC A SP A UC BSP B
UC DSP D
UC CSP CPlan Contrôle
Plan usager
STP
STP
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
148
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 295
Le réseau sémaphore
• Au NNI la signalisation est transportée par un réseau spécialisé: le réseau Sémaphore n°7 ou SS7
Plan Usager
UNI UNI
Réseau Sémaphore
Plan Contrôle
NNI
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 296
Nécessité du mode quasi associé
Le mode quasi associé est obligatoire pour Introduction à la signalisation autres que la connexion.
UC A SP A
UC BSP BPlan Contrôle
Plan usager
STP
STP
HLR
SCP
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
149
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 297
Mode non associé
Dans le mode non associé, les points de signalisation qui communiquent ne sont pas rattachés au même STP.
UC A SP A
UC BSP BPlan Contrôle
Plan usager
STP
STP
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 298
Composants d’un réseau SS7
Signaling Point, SPSignaling Link, SLSignaling Transfer Point, STP (2 SP dos à dos)
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
SL
SL SL
SP SP
STP
150
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 299
Justification du sémaphore
Le mode associé se justifie par la suppression des joncteurset le gain de latence d’appel.
Mais l’argument décisif est l’obligation de signalisation en mode quasi associé pour les nouveaux domaines de signalisation :• Signalisation d’accès (GSM)• Signalisation de service (Réseaux intelligents)
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 300
Etapes de l’implémentation
Dès 1973, le CCITT (Comité Consultatif International du Télégraphe et du Téléphone) a décidé de travailler sur un nouveau système transport d’information s’adaptant aux réseaux avec intégration de services et au réseau Numéris.
Les recommandations du CCITT n0 7 sont consignées dans 3 livres• Le livre jaune (1980) : Premières recommandations • Le livre rouge (1984): Compléments au livre jaune• Le livre bleu (1988) : Améliorations et recommandations de nouveaux sous systèmes utilisateurs
En France le CNET a lancé les premières études sur le réseau sémaphore dès 1981.• En 1987 Expérimentation du système en mode associé;• En 1988 : Généralisation de ce système• En 1991 : Expérimentation en mode mode quasi-associé.
Les protocoles du réseau sémaphore Modes de signalisation hors bande
151
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 301
Architecture protocolaire
• Comparaison avec l’architecture OSI
LIAISON SEMAPHORE DE DONNEES (DATA LINK) : MTP 1
CANAL SEMAPHORE (LINK) : MTP 2
RESEAU SEMAPHORE (NETWORK) : MTP 3
SCCP
MAP, INAP, ...
1
2
3
4 - > 6
7ASE
MTP
(NSP)
TCTCAP
TUP ISUP
Les protocoles du réseau sémaphore Architecture protocolaire
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 302
Signalisation de connexion
LIAISON SEMAPHORE DE DONNEES (DATA LINK) : MTP 1
CANAL SEMAPHORE (LINK) : MTP 2
RESEAU SEMAPHORE (NETWORK) : MTP 3
1
2
3
4 - > 6
7TUP ISUP
Les protocoles du réseau sémaphore Architecture protocolaire
152
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 303
Signalisation d’accès, d’appel, de service
• SCCP est nécessaire pour le bout en bout
LIAISON SEMAPHORE DE DONNEES (DATA LINK) : MTP 1
CANAL SEMAPHORE (LINK) : MTP 2
RESEAU SEMAPHORE (NETWORK) : MTP 3
SCCP
MAP, INAP, ...
1
2
3
4 - > 6
7ASE
MTP
(NSP)
TCTCAP
ISUP
Les protocoles du réseau sémaphore Architecture protocolaire
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 304
Normes
• Q 701 – Q 710 : MTP– Q 702 : MTP1– Q 703 : MTP2– Q 704 : MTP3
• Q 711 – Q 716 : SCCP• Q 721 – Q 725 : TUP• Q 761 – Q 767 : ISUP• Q 771 – Q 775 : TCAP
Les protocoles du réseau sémaphore Architecture protocolaire
153
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 305
MTP 1
Q702MTP1 -Couche physique du modèle OSI-Caractéristiques physiques et électriques
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 1
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 306
Nature des transmissions entre centraux
• Les centraux sont reliés par des MICs
SN
SP UC
SN
SPUC
MIC MIC
MIC
MIC
SN
SPUC
MIC
MIC
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 1
154
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 307
Utilisation des MICs en sémaphore
• L’IT16 est rendu au trafic utilisateur : 1 MIC=31 voies IT0IT1 IT16 IT31
Liaison sémaphoreFaisceau sémaphore
La norme prévoit d’utiliser un IT16. FT utilise plutôt IT1 ou IT 31. Un faisceau = 16 canaux au maximum
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 1
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 308
Raccordement d’un signaleur n°7
• Le signaleur SN7 est raccordé par un MIC interne
Contrôle SP
Vers Saint Ixe
Vers Saint Ygrec
Vers Saint Zède
Signaleur n°7
SN7
IT1
IT1
IT1
IT2IT1 IT3
RCXConnexion
semi permanente
(Brassée)
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 1
155
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 309
Liaison sémaphore associée
• Utilisation d’un ou plusieurs IT du faisceau de circuit
SN7 SN7
SP UCSP UC UC SP
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 1
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 310
Liaison sémaphore quasi associée
• Le STP est relié à un centre de transit
STP
SN7
SP UCSP UC
SN7
UC SP
SN7
SP UCSP UC
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 1
156
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 311
MTP 2
Q703MTP2 (niveau “canal”)
–Couche 2 du modèle OSI–Assure un transfert fiable et le séquencement des données entre deux SP
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 312
Le canal sémaphore : MTP2
Fonctions opérationnelles de MTP2• Délimitation• Différentiation• Détection d’erreur• Correction d’erreur• Contrôle de Flux
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
157
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 313
Fonctions de gestion de MTP2
Alignement initialRéalignementContrôle d’erreur
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 314
Format général d’une trame
Procédure orientée bit, basée sur l’échange de trames sémaphores (Signaling Units)
(272 octets max.)
1er bit émisBits de poids faible d'abord
FContrôleLICK
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
158
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 315
Délimitation des trames
•Début de trame : Fanion 7E comme en HDLC
•Transparence : après 5 « 1 » consécutifs, ajout par l’émetteur MTP2 d’un « 0 » supplémentaire.Le récepteur MTP2 supprime systématiquement tout « 0 » suivant 5 « 1 » consécutifs
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 316
Différentiation des trames
3 types de trames différentiées par l’indicateur de longueur LI(Length indicator) de la charge utile de MTP2LI = 0 : FISU Fill In Signal Unit (TSR remplissage) LI = 1 ou 2 : LSSU Link State Signal Unit (TSE état)LI = 3 → 62 : MSU Message Signal Unit (TSM message)
taille réelleLI = 63 : MSU Message Signal Unit (TSM message)
taille quelconque ≤ 272 octets
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
159
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 317
Trames de remplissage FISU
LI = 0 : FISU Fill In Signal Unit (TSR remplissage)
FContrôleLI=0CK
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 318
Trames d’état du canal LSSU
LI = 1,2 : FISU Fill In Signal Unit (TSE Etat)
FContrôleLI=1CK SF
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
160
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 319
Trames d’état du canal LSSU
O: Out of alignment (alignement perdu)N: Normal alignment (alignement normal)E: Emergency alignment (alignement d’urgence)OS: Out of service (Hors service)PO: Processor out (Isolement processor)B: Busy (indication d’état occupé)
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 320
Trames de message MSU
Format d’une trame MSU
FContrôleLI
CK SIF 3 62 3 62octets
FContrôleLI=63CK SIF octets272
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
161
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 321
Détection d’erreur
Registre à décalage de 16 bitsContenu changé par la division par le polynôme générateur x16+ x12+x5+1 de tous les champs entre les flagsComplément à 1 du reste utilisé comme CRCMême calcul à la réception.Résultat : 1D0F : 0001 1101 0000 1111
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 322
Correction d’erreur
Champ de contrôle•Numéro de séquence arrière BSN•Bit d’indication arrière BIB•Numéro de séquence avant FSN•Bit d’indication avant FIB
1er bit émis
BSNBIBFSNFIB
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
162
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 323
Méthode de base de correction
Seules les MSU incrémentent les numéros de séquence
Emetteur
Récepteur Récepteur
Emetteur
BSN BIB FSN FIB
message imessage i+1message i+2message i+3message i+4message i+5message i+6
message jmessagej+1message j+2message j+3message j+4message j+5message j+6
BSN
BSN
BSNBIB BIB
BIBFSN
FSNFSN
FIB
FIBFIB
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
13 38
1
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 324
Retransmission cyclique préventive
Les bit d’indication avant et arrière ne sont plus utilisésL’accusé de réception positif se fait avec le BSN.Quand le buffer d’émission a été émis, tout ce qui n’est pas acquitté est réémis, jusqu’à ce qu’une nouvelle trame à émettre soit donnée par le niveau 3.
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
163
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 325
Contrôle de flux
Une entité saturée n’envoie plus d’acquittements positifs ou négatifsElle envoie une LSSU « B » toutes les 80 à 120 ms tant que la congestion persiste.Si la condition persiste plus de 3 à 6 secondes, indication de défaillance au niveau 3
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 326
Surveillance du taux d’erreur
Mécanisme de type « leaky bucket », compteur SUERM (signaling unit error rate monitor)
Compteur de tramesT
1 trame erronée
T=T+1
256 trames reçues
T=T-1
T > 64 : Mise Hors service du Canal
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
164
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 327
Procédure d’alignement initial
Procédure démarrée par la gestion MTP3IRHM
Création
Hors Service
IRHMmise en service
Non Aligné
Aligné
PériodeProbatoire
Aligné prêt
En service
IRHMCréation
Hors Service
IRHMmise en service
Non Aligné
Aligné
PériodeProbatoire
Aligné prêt
En service
OS
O
N
N
FISU
MSU ou FISU
AlignementInitial
AlignementInitial
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 328
Procédure d’alignement initial
Dans l’état non aligné, les entités MTP2 envoient des trames OQuand elles reçoivent une trame O elles passent dans l’état aligné et envoient des trames NQuand elles reçoivent une trame N elles passent dans l’état période probatoire aligné et envoient des trames NDans la période probatoire, émission de 216 octetsSi moins de 4 octets erronés passage à l’état aligné prêt.
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
165
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 329
Trace MTP 2 : MSU
1 | 0|1100100 |BIB = 0, BSN = 1002 | 0|1101001 |FIB = 0, FSN = 1053 | 00|111111 |Length Indicator : MSU, LI = 63 octets
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 2
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 330
166
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 331
La couche réseau MTP3
Q704Deux fonctions :
• routage• gestion
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 332
MTP 3 routage, distribution
•Le routage permet de transmettre des messages entre 2 SP séparés par un ou plusieurs STP (détermination du canal à utiliser) •La distribution détermine le sous système utilisateur auquel le message doit être livré
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
167
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 333
MTP 3 gestion
•L’objectif de la gestion est de survivre à des défaillances de canaux ou des congestions •Il y a 3 domaines de gestion :
– 1) gestion des canaux– 2) gestion du trafic– 3) gestion des routes
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 334
Modules de MTP3
Q704ORIENTATION DES MESSAGES
USERPART
MTP2
DISTRIBUTION
ACHEMINEMENT
DISCRIMINATION
GESTION DU RESEAU SEMAPHORE
GESTION DUTRAFIC
GESTION DESROUTES
GESTION DESCANAUX
ESSAIS ET MAINTENANCE
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
168
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 335
Types de canaux
A : accessB : BridgeC: CrossD : DiagonalE : ExtendedF : Fully associated
SP SP
STP 2
STP 4
STP 1
STP 3
STP 5
STP 6
A A
B
C
C
B
C
DE E
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 336
Redondance
Survivre à tout prix !
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
ASP SP B
STP STP
STP STP
12
route normale
route normale
route de secours
route de secours
route d'exception
169
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 337
Etiquette d’acheminement
SIO : octet de service (Service Indicator Octet)PC : Point Code codé sur 14 bits en Europe
SIOSLS
CIC
OPC DPCH1 H0INF
Etiquette d'acheminement
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 338
Octet de service
Indication de l’application de destination au niveau supérieur. C’est la notion de « SAP » en OSISSF : Sub Service Field : indicateur de réseauSI : Service Indicator : application de niveau supérieur
SSF SI
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
170
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 339
Indicateur de réseau
Chez FT : identification du réseau sémaphore
SSF (IR) Hiérarchie
0 International
8 National
C Réseau Local
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 340
Indicateur de service
Indication de l’application de couche supérieure
SI Application de destination0 Gestion du réseau sémaphore1 Essai du réseau sémaphore23 SCCP4 TUP (Sous Système Utilisateur Téléphonique)5 ISUP (Sous Système Utilisateur RNIS)678 « ITUP » (S. S. Utilisateur Téléphonique International)9 SSUNL (Sous Système Utilisateur Numérique Local)
A F
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
171
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 341
Codes de points sémaphoreDOT / DRT Tranches de
numérotationDOT / DRT Tranches de
numérotationRéservé PTS 1 100 NANTES 1451 1500AJACCIO 101 150 ANGERS 1501 1550AMIENS 151 200 ORLEANS 1551 1600BESANCON 201 250 TOURS 1601 1650BORDEAUX 251 300 POITIERS 1651 1700AGEN 301 350 RENNES 1701 1750PAU 351 400 QUIMPER 1751 1800CAEN 401 450 ROUEN 1801 1850CHALONS/MARNE 451 500 STRASBOURG 1851 1900CLERMONT FERRAND sol 550 TOULOUSE 1901 1950DIJON 551 600 ALBI 1951 2000LILLE 601 650 TARBES 2001 2050LENS 651 700 PARIS NORD 2051 2100VALENCIENNES 701 750 PARIS SUD 2101 2150LIMOGES 751 800 BAGNOLET 2151 2200LYON 801 850 CRETEIL 2201 2250ANNECY 851 900 NANTERRE 2251 2300GRENOBLE 901 950 CERGY 2301 2350ST ETIENNE 951 1000 EVRY 2351 2400VALENCE 1001 1050 MELUN 2401 2450MARSEILLE LITTORAL 1051 1100 ST QUENTIN 2451 2500MARSEILLE PROVENCE 1101 1150 DTIF RESEAU 2501 2550ALPES DOTRN LYON 2551 2600NICE 1151 1200 DOTRN METZ 2601 2650TOULON 1201 1250 DOTRN NANTES 2651 2700MONTPELLIER 1251 1300 DOTRN PARIS 2701 2750NARBONNE 1301 1350 DOTRN TOULOUSE 2751 2800NANCY 1351 1400 DTRE 2801 2850METZ 1401 1450I CNET 2851 2900
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 342
Trace MTP3
1 | 0|1100100 |BIB = 0, BSN = 1002 | 0|1101001 |FIB = 0, FSN = 1053 | 00|111111 |Length Indicator : MSU, LI = 63 octets
4 | 1000|0011 |Service Indicator = SCCP, SSF = National Network5 | 1001 0101 |DPC : 10901 dec, 2A95 hex6 | 01|101010 |7 | 1000 0001 |OPC : 10757 dec, 2A05 hex8 | 1101|1010 |SLS : 13 dec, D hex
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
172
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 343
Faisceau Sémaphore
Un faisceau est un ensemble de canaux entre 2 points adjacents.
Faisceau
Faisceau combiné
SP STP
Canal sémaphore
Points adjacents
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 344
Route sémaphore
Une destination est un DPC dans la table de routage d’un SPLes destinations n’ont pas à être adjacentes au SPUn SP n’a pas à connaître les Point codes des STP entre lui et la destination, il a juste à connaître les faisceaux à prendre pour cette destination.Une route (ou un acheminement) est un ensemble de faisceaux sémaphores utilisables pour atteindre un DPC (une destination)
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
173
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 345
Vision du réseau
Dans un SP : ensemble des destinations atteignables
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 346
Redondance
Whatever it takes, keep it up!
ASP SP B
STP STP
STP STP
12
route normale
route normale
route de secours
route de secours
route d'exception
Canaux B (Bridge)
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
174
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 347
Principes de routage
On prend une route normale, si elle est indisponible, une route de secours
Route normale
Route de secoursDisponible Restreinte Interdite
Disponible Normale Normale Normale
Restreinte Secours Normale Normale
Interdite Secours Secours Exception
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 348
Traductions sémaphores
SSF + DPC → ACHEMINEMENT SEMAPHORE (ASM)
SSF + n° ASM → LISTE DE FAISCEAUX + LOI
SSF + n° FSM → LISTE DE CANAUX + LOI
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
175
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 349
Exemple de loiLOI 1 N=2 LOI 2 N=2
SLS SLS0 0 1 0 0 11 0 1 1 1 02 0 1 2 0 13 0 1 3 1 04 0 1 4 0 15 0 1 5 1 06 0 1 6 0 17 0 1 7 1 08 0 1 8 0 19 0 1 9 1 0A 0 1 A 0 1B 0 1 B 1 0C 0 1 C 0 1D 0 1 D 1 0E 0 1 E 0 1F 0 1 F 1 0
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 350
Choix du canal dans le faisceau
Loi 14 : Faisceau à 3 canauxSLS
0 0 2 11 1 2 02 0 1 23 2 1 04 0 2 15 1 2 06 0 1 27 2 1 08 0 2 19 1 2 0A 0 1 2B 2 1 0C 0 2 1D 1 2 0E 0 1 2F 2 1 0
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
176
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 351
IRHMANSCR Création d'une analyse sémaphoreASMIL Listage de points sémaphoresANSIN Interrogation d'analyse sémaphoreANSMO Modification d'une analyse sémaphoreANSSU Suppression d'une analyse sémaphore
ASMCR Création d'un acheminement sémaphoreASMIL Listage d'acheminements sémaphoresASMIN Interrogation d'acheminement sémaphoreASMSB Modification d'un acheminement sémaphoreASMSU Suppression d'un acheminement sémaphore
CSMIN Interrogation sur canaux sémaphoresCSMMO Modification d'état d'un canal sémaphore
FSMAD Adjonction d'un faisceau de canaux sémaphoreFSMCR Création d'un faisceau de canaux sémaphoreFSMIN Interrogation d'un faisceau de canaux sémaphoreFSMMO Modification d'un faisceau de canaux sémaphoreFSMRE Retrait d'un faisceau de canaux sémaphoreFSMSU Suppression d'un faisceau de canaux sémaphore
LOIIL Listage par loi de répartition de traficLOIIN Interrogation d'une loi de répartition de trafic
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 352
La gestion sémaphore
Configure le service de signalisationRétablit les conditions normales en cas de défaillance du réseauGrande originalité : c’est une gestion distribuée
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
177
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 353
Sous fonctions de la gestion
•Gestion des canaux– Active des canaux inactifs– Désactive des canaux actifs
•Gestion du trafic– Détourne le trafic vers des canaux ou routes de secours en cas de
défaillance– Interrompt temporairement le trafic en cas d’encombrement
•Gestion des routes– Distribue l’information sur l’état du réseau pour bloquer ou débloquer
des routes sémaphores– Détourne le trafic vers des canaux ou routes de secours en cas de
défaillance
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 354
Gestion des canaux
Procédures:•Activation, rétablissement, désactivation des CS•Activation des faisceaux de CS•Affectation automatique des terminaux sémaphores et des liaisons sémaphores de données
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
178
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 355
Gestion des canaux (suite)
1-Affectation manuelle des terminaux sémaphores et LSDCOC, CPD ↔ TS ↔ LSD déterminé par accord
bilatéral2-Affectation automatique des terminaux sémaphores
COC, CPD ↔ TS ↔ LSD déterminé par accord bilatéral3-Affectation automatique des terminaux et des LSD
COC, CPD ↔ TS ↔ LSD
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 356
Gestion du trafic
Procédures:•Passage sur Canal Sémaphore de secours•Retour sur Canal Sémaphore normal•Passage sous contrainte sur Route Sémaphore de secours•Retour sous contrôle sur Route Sémaphore normale•Contrôle de flux•Démarrage d’un SP
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
179
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 357
Messages de gestion du trafic
COO Changeover Order (PCO Ordre de Passage CS de secours)COA Changeover Ack (PCA ACR de Passage sur CS de secours)CBD Changeback Declaration (RCO Ordre de Retour sur CS normal)CBA Changeback Ack (RCA ACR de Retour sur CS normal)ECO Emergency Changeover Order (PUO Ordre de Passage d’Urgence..)ECA Emergency Changeback Ack (PUA ACR de Passage d’Urgence…)
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 358
Cas de passage sur canal de secours
Trois configurations "canoniques" sont utilisées dans la norme pour illustrer les procédures de passages sur canal de secours. :
Cas 1: Passage sur CS de secours parallèle
Cas 2 : Passage sur CS de secours par une route qui passe par le SP distant
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
180
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 359
Cas de passage sur canal de secours
Cas 3 :Passage sur CS de secours par une route qui ne passe par le SP distant
XY
Z
U
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 360
Passage sur canal de secours1 : FSN 3, BSN 12
2 : FSN 4, BSN 12
3 : FSN 13, BSN 4
4 : FSN 5, BSN 13 5 : le canal est retiré du service
6 : COO, info : dernier FSN reçu = 13, COC
7 : COA, info : dernier FSN reçu = 4, COC
8 : FSN 5, BSN 13 sur Canal de secours
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
181
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 361
Retour sur canal normal
Le CS redevient disponible :•Arrêt du trafic concerné sur le CS de secours•Stockage de ce trafic dans une mémoire spécifique•Envoi d’un CBD sur le CS de secours contient le COC et un numéro de procédure•Réception du CBA•Envoi des messages sur le canal normal•Reprise du trafic
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 362
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
182
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 363
Gestion des routes
Permet à un SP :•de prévenir les SP adjacents d’une modification des ses conditions d’acheminement vers un DPC•d’interroger un SP adjacent sur ses conditions d’acheminement vers un DPC Procédures:•Transfert interdit•Transfert autorisé•Transfert restreint•Test de route sémaphore•Redémarrage d’un point sémaphore
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 364
Messages de gestion des routes
Transfert :• TFP : Transfert interdit• TFA : Transfert autorisé• TFR : Transfert restreintTest :•RST : Route Signaling TestRedémarrage d’un point sémaphore•TRA : Trafic Restart Allowed
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
183
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 365
Coupure d’une route
Transfert interdit et restreint:
ASP SP B
STP STP
STP STP
1 2
TFP
Lien hors service
TFR
TFR
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 366
Procédure de transfert interdit
Exécutée par un STP :1) vers un STP vers qui on envoie du trafic alors qu’on ne le
faisait pas habituellement (TFP préventif)2) pour notifier à ses SP adjacents l’impossibilité
d’acheminer par son intermédiaire les messages vers une certaine destination
3) Vers un SP qui vient d’envoyer un message qu’on ne peut pas transférer
Dans tous les cas:Passage sous contrainte sur route de secours
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
184
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 367
Passage sous contrainte sur route de secours
Exécutée par un SP après réception d’un message TFP• Arrêt du trafic concerné sur les faisceaux appartenant à la
route indisponible• Stockage de ce trafic dans une mémoire spécifique• Envoi du trafic sur la route de secours en commençant par
celui de la mémoire spécifique
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 368
Procédure de transfert autorisé
Exécutée par un STP :
1) vers un STP vers qui on cesse d’envoyer du trafic en acheminement de secours
2) pour notifier à ses SP adjacents la possibilité d’acheminer par son intermédiaire les messages vers une certaine destination
Dans tous les cas:
Retour sous contrôle sur route normale
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
185
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 369
Retour sous contrôle sur route normale
Arrêt du trafic concerné sur les faisceaux appartenant à la route indisponibleStockage de ce trafic dans une mémoire spécifiqueTemporisation T6 = 1sEnvoi d’un TFP sur route redevenue disponibleEnvoi d’un TFA sur route de secoursA l’expiration de T6, envoi du trafic sur la route normale en commençant par celui de la mémoire spécifique
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 370
Procédure de transfert restreint
Exécutée par un STP Y:
1) pour notifier à ses SP adjacents qu’il n’a plus qu’une route d’exception vers X
Retour sous contrôle sur route normale
Les protocoles du réseau sémaphore MTP 3
186
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 371
SCCP
Signaling Connection Control part
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 372
La vraie nature du MTP
Le MTP est il orienté connexion ou sans-connexion ?Cette question n’a pas de sens car le MTP n’est pas un réseau de paquets : on ne segmente pas les messages.La problématique orienté connexion / sans connexion ne se pose que lorsque l’on segmente les messages (savoir si les segments d’un même message suivent le même chemin.
MTP ne segmente pas. Ce n’est pas un réseau à commutation de paquets, c’est un réseau à commutation de messages
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
187
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 373
SCCP
•Couche réseau conforme au Modèle de référence X200 de l’OSI :
–Primitives–PDU–SAP–Service de paquets
•Service de nommage avec PC (Code de Point sémaphore), SSN (Numéro de sous système) et appellation globale
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 374
Services de SCCP
•Segmentation•Transfert sans connexion et transfert orienté connexion– Classe 0 : sans connexion de base– Classe 1 : sans connexion avec séquencement– Classe 2 : orienté connexion de base– Classe 3 : orienté connexion avec contrôle de flux•Plusieurs modes d’Adressage
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
188
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 375
Schéma général des primitives
•Schéma général
Utilisateurde
A
Demande(soumission parle demandeur) Confirmation
(remise audemandeur)
Indication(remise à
l'accepteur) Réponse(soumission par
l'accepteur)
Utilisateurde
BSCCP SCCP
SCCP
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 376
Primitives en mode sans connexion
•Schéma général
Les protocoles du réseau sémaphore
N-UNIDATA Request N-UNIDATA indication
SCCP
Utilisateur deSCCP
A
Utilisateur deSCCP
B
SCCP
189
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 377
Primitives en mode connecté
•Schéma général
Utilisateurde
A
Utilisateurde
BSCCP SCCP
SCCP
N-CONNECT Request N-CONNECT Indication N-CONNECT ResponseN-CONNECT Confirmation
N-DATA Request
N-DISCONNECT Request
N-DATA Indication
N-DISCONNECT Indication
N-DISCONNECT Confirmation N-DISCONNECT Response
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 378
Utilisation de MTP
•Schéma général
A
SCCP
MTP
MTP-TRANSFER Request MTP-TRANSFER indication
SCCPA
SCCPB
MTP-PAUSE indication
MTP-RESUME indicationMTP-NOTICE indication
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
190
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 379
Architecture de SCCP
•Schéma général
(SCRC)SCCP ROUTING CONTROL
MTP transfer request MTP transfer indication
(SCLC)
SCCP CONNECTION LESS
(SCOC)
SCCP CONNECTION ORIENTED
MANAGEMENT
(SCMG)
SOUS SYSTEME UTILISATEUR
MTP
CONTROL CONTROL
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 380
Structure des messages SCCP
partie obligatoireParamètre AParamètre B
Paramètre F
partie variableobligatoire
Paramètre P
Paramètre MLongueur duParamètre M
Longueur du
Paramètre P
Pointeur M
Pointeur PPointeur zone optionnelle
Paramètre XLongueur duParamètre X
Nom du paramètre: X
Paramètre ZLongueur duParamètre Z
Nom du paramètre: Z
Etiquette d'acheminementCode d'en-tête
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
191
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 381
Trace Message SCCP
9 F| 0000 1001 |MT = Unitdata (UDT)10 F| 1000 0001 |Protocol Class = class 111 V| 0000 0011 |Pointer to Called Party Address Parameter = 312 V| 0000 0111 |Pointer to Calling Party Address Parameter = 713 V| 0000 1011 |Pointer to Data Parameter = 1114 V| 0000 0100 |LI of Called Party Address parameter = 4 octets15 V| 0100 0011 |Address Indicator : PC included, SSN included, RtgInd=116 V| 1001 0101 | Point Code : 10901 dec, 2A95 hex17 V| 0010 1010 | Point Code18 V| 1110 0011 | Subsystem Number = spare19 V| 0000 0100 |LI of Calling Party Address parameter=4 octets20 V| 0100 0011 |Address Indicator : PC included, SSN included, RtgInd=121 V| 0000 0101 | Point Code : 10757 dec, 2A05 hex22 V| 0010 1010 | Point Code23 V| 1110 0011 | Subsystem Number = spare24 V| 0101 0001 |LI of Data parameter = 81 octet(s)
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 382
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
192
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 383
TCAP ou le mode associé
TCAP est un service d’appel au dessus d’un réseau sans connexionTCAP maintient l’association persistante entre 2 processus, même sans activité des processus utilisateursTCAP ne peut fonctionner qu’au dessus d’un réseau sans connexion (SCCP classes 0 ou 1)
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 384
Exemple d’utilisation de TCAP
SAO = Single Association ObjectSACF = Single Association Control FunctionMACF = Multiple Association Control FunctionASE = Association Service Element
a) Single Interaction
Application process
SAO
SAC
F
MTP
SCCP
TCAP
ASE1
ASE2
b) Multiple Coordinated Interaction
Application process
SAO
SAC
F
MTP
SCCP
TCAP
ASE1
ASE2
SAO
SAC
F
MTP
SCCP
TCAP
ASE1
ASE2
MACF
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 385
Structure de TCAP Utilisateur -TC ( MAP, INAP .. )
Sous-couche Composant
Sous-coucheTransaction
SCCP
MTP
Couche de service réseau
TCAP
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 386
Primitives de dialogue de TCAP Nom Type Fonction
TC-UNI RequestIndication
Requête/indication d'un dialogue non structuré
TC-BEGIN RequestIndication
Pour commencer un dialogue
TC-CONTINUE RequestIndication
Continue un dialogue
TC-END RequestIndication
Termine un dialogue
TC-U-ABORT RequestIndication
Permet à un TC-user de terminer un dialogue sans transmettre les Composants en attente
TC-P-ABORT RequestIndication
Informe le TC-user que le dialogue a étéinterrompu par la sous couche transaction en réaction à une transaction abort.
TC-NOTICE RequestIndication
Informe le TC-user que le fournisseur de service réseau est incapable de fournir le service demandé
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 387
TC-BEGIN Parameter Primitive: TC-BEGIN
Request Indication
Quality of Service U O (Note 2)
Destination address M M (Note 1)
Application context name
U C (=)
Originating address M (Note1) M (=)
Dialogue ID M M
User information U (Note3) C (=)
Components present M
Note 1 - This parameter may be implicitly associated with the access point at which the primitive is issued.Note 2 - When this information is made available by the underlying sublayer, then it must also be passed Up to the service user.Note 3 - The user information can only be included if the application context name parameter is also included.
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 388
TC-CONTINUE
Paramètre Primitive: TC-CONTINUE
demande indication
Qualité de service U O (Note 1)
Adresse d'origine O (Note 2)
Nom du contexte d'application U C (=)
Identificateur de dialogue M M
Information d'utilisateur U (Note 3) C (=)
Composants présents M
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 389
TC-END
Paramètre Primitive: TC-END
demande indication
Qualité de service U O (Note 1)
Identificateur de dialogue M M
Nom du contexte d'application U (Note 2) C (=)
Composants présents M
Information d'utilisateur U (Note 3) C (=)
Terminaison M
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 390
Primitives de composantsNom Type Fonction
TC-INVOKE RequestIndication
Demande d'une opération qui peut être liée à une autre demande d'opération.
TC-RESULT-L RequestIndication
Le seul résultat ou le dernier segment* d'un résultat segmenté d'une opération réussie.
TC-RESULT-NL RequestIndication
Non-dernière partie d'un résultat segmenté* d'une opération réussie.
TC-U-ERROR RequestIndication
Réponse à une demande d'opération indiquant l'échec de l'exécution de l'opération
TC-L-CANCEL RequestIndication
Informe le TC-user en local que la demande d'opération est terminée à cause d'un timeout
TC-U-CANCEL RequestIndication
Terminaison d'une demande d'opération en local, selon la décision du TC-user
TC-L-REJECT (reject local)
RequestIndication
Informe le TC-user local que la sous couche Composant a détecté une Composant invalide
TC-R-REJECT(rejet distant)
RequestIndication
Informe le TC-user local qu'un Composant a été rejetépar la sous couche Composant distante
TC-U-REJECT RequestIndication
Rejet d'un Composant par le TC-user
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 391
TC-INVOKE Paramètre Primitive: TC-INVOKE
demande indication
Identificateur de dialogue M M (Note)
Classe M
Identificateur d'invocation M M (=)
Identificateur de corrélation U C (=)
Opération M M (=)
Paramètres U C (=)
Dernier composant M
Temporisation M
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 392
TC-RESULT
Paramètre demande TC-RESULT-L
TC-RESULT-NL
indication TC-RESULT-L
TC-RESULT-NLIdentificateur de dialogue M M
Identificateur d'invocation M M (=)
Opération U (Note) C (=)
Paramètres U C (=)
Dernier composant M
NOTE – Obligatoire lorsque la primitive contient le paramètre Paramètres.
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 393
Messages TCAP : codage ASN1
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
•Elements d’information ASN1 : structure TLV
TypeLength
Value
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 394
Messages TCAP
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
•Structure Récursive : EI constructeurTypeLength
T
L
V
T
L
V
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 395
Messages TCAP
Les protocoles du réseau sémaphore SCCP
•EI primitif
T
L
V
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 396
Trace : OTID
25 M| 0110 0010 |TCAP Message Type = Begin26 M| 0|1001111 |Total TCAP Message length = 79 octets27 M| 0100 1000 |Originating Transaction ID tag28 M| 0|0000100 |Originating Transaction ID length = 4 octets29 M| 0001 0101 |Transaction ID 30 M| 1000 1001 |Transaction ID 31 M| 1001 0011 |Transaction ID 32 M| 1101 1011 |Transaction ID
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 397
Trace : dialogue ID
33 M| 0110 1011 |Dialogue tag34 M| 0|0011101 |Dialogue length = 29 octet(s)35 M| 0010 1000 |External tag36 M| 0|0011011 |External length = 27 octet(s)37 M| 0000 0110 |Object Identifier tag38 M| 0|0000111 |Object Identifier length = 7 octet(s)39 M| 0000 0000 |Dialogue-as-ID value ccitt40 M| 0001 0001 |Dialogue-as-ID value q41 M| 1000 0110 |Dialogue-as-ID value 77342 M| 0000 0101 |Dialogue-as-ID value 43 M| 0000 0001 |Dialogue-as-ID value as44 M| 0000 0001 |Dialogue-as-ID value DialoguePDU45 M| 0000 0001 |Dialogue-as-ID value version1
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 398
Trace : Dialogue Request
46 M| 1010 0000 |Single-ASN.1-type tag47 M| 0|0010000 |Single-ASN.1-type length = 16 octet(s)48 M| 0110 0000 |Dialogue Request (AARQ-apdu) tag49 M| 0|0001110 |Dialogue Request (AARQ-apdu) length = 14 octet(s)50 M| 1010 0001 |Application Context Name tag51 M| 0|0001100 |Application Context Name length = 12 octet(s)52 M| 0000 0110 |Object Identifier tag53 M| 0|0001010 |Object Identifier length = 10 octet(s)54 M| 0000 0010 |Application Context Name Undefined standards body55 M| 1000 0010 |Application Context Name Undefined56 M| 0000 0110 |Application Context Name Undefined57 M| 0000 0001 |Application Context Name Undefined58 M| 0000 0011 |Application Context Name Undefined59 M| 0101 1010 |Application Context Name Undefined60 M| 0000 0000 |Application Context Name Undefined61 M| 0000 0001 |Application Context Name Undefined62 M| 0000 0000 |Application Context Name Undefined63 M| 0000 0000 |Application Context Name Undefined
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 399
Trace : composant Invoke « initial DP »
64 M| 0110 1100 |Component Portion tag65 M| 0|0101000 |Component Portion length = 40 octets66 M| 1010 0001 |Component Type Tag = Invoke67 M| 0|0100110 |Component length = 38 octets68 M| 0000 0010 |Invoke ID tag69 M| 0|0000001 |Invoke ID length = 1 octet70 M| 0000 0001 |Invoke ID 71 M| 0000 0010 |Local Operation Code tag72 M| 0|0000001 |Local Operation Code length = 1 octet73 F| 0000 0000 |Operation Code = Initial DP
Les protocoles du réseau sémaphore TCAP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 400
201
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 401
Signalisation de connexion
ISUP
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 402
Sommaire
• La normalisation de ISUP• Messages ISUP
La signalisation de connexion
202
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 403
Versions de ISUP
Livre rouge (84), livre bleu (88) : TUP+L’ISUP INTERFACE INTERNATIONALE : ISUP Q.767 publiée en 1991. Une norme mondiale fonctionnellement équivalente au TUP+ (PILC et RILC en plus)
ETSI: Q.767= ETSI ISUP V 1 (ETS 300121)
ISUP 92 : sous ensemble de l’ISUP livre blanc, compatible avec Q 767
ETSI: ETSI ISUP V 2 ( DE/SPS/6001)
ISUP Q764ISUP 2000
La signalisation de connexion
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 404
L’ISUP livre rouge (84), livre bleu (88)
Services supports :Parole : 3,1 kHZ AUDIO
64 "bit/s TRANSPARENTPAROLE/64 "bit/s ALTERNES
Compléments de servicesGROUPE FERME D'USAGER (GFU) SIGNALISATION D'USAGER A USAGERPRESENTATION / RESTRICTION DE LA LIGNE APPELANTE (CLIP / CLIR)PRESENTATION I RESTRICTION DE LA LIGNE CONNECTEE RENVOIS D'APPEL
La signalisation de connexion
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 405
ISUP: Structure des messages
étiquette d'acheminement
code d'identification de circuit
code du type de message
partie fixe obligatoire
partie variable obligatoire
partie facultative
La signalisation de connexion
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 406
Format des messages ISUPEtiquette d’acheminement
Code d’identilication de circuit CICType de message
Paramètre obligatoire A•••
Paramètre obligatoire FPointeur du paramètre M
•••
Pointeur du paramètre PPointeur de début de partie facultative
lndicateur de longueur du paramètre MParamètre M
Indicateur de longueur du paramètre PParamètre P
Nom du paramètre = Xindicateur de longueur du paramètre X
Paramètre XNom du paramètre = Z
Indicateur de longueur du paramètre ZParamètre Z
Fin du domaine des paramètres facultatifs
La signalisation de connexion
204
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 407
Les messages ISUP
MIA : Message initiaI d'adresse IAMMSA : Message subséquent d'adresse SAMACO : Adresse complète ACMPRG : Progression CPGREP: Réponse ANMCON: Connexion CONIOP: InterventionSUS: Suspension SUSRPR: Reprise RESLIB : Libération RELLIT : Libération terminée RLC
La signalisation de connexion
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 408
Les messages ISUP (suite)
CCP : Contrôle de continuité COTCCD : Demande de contrôle de continuité CCRBLO : Blocage BLOBLA : Accusé de réception de blocage BLABLG : Blocage de groupe de circuits CGBBGA : Accusé de réception de blocage de groupe de circuits CGADBO : DéblocageDBA : Accusé de réception de déblocageDBG : Déblocage de groupe de circuits CGUDGA : Accusé de réception de déblocage de groupe de circuits CGUARZC : Remise à zéro de circuitRZG : Remise à zéro de groupe de circuitsRZA : Accusé de réception de remise à zéro de groupe de circuits
La signalisation de connexion
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 409
ISUP : chronogramme des échangesOTE OLEX TLEX TTE
USER PAYLOAD
UNI NNI UNI
SET UP
CALL PROCEED IAMSET UP
CALL PROCEED
ALERTACMALERT
CONNECTANM CONN-ACKCONNECT
CONN-ACK
DISCONNECT
REL REL REL
RLCRLC
MEDIA
La signalisation de connexion
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 410
ISUP: Message IAM
La signalisation de connexion
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 411
ISUP: Message ACM
La signalisation de connexion
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 412
ISUP: Message ANM
La signalisation de connexion
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 413
ISUP: Message REL
La signalisation de connexion
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 414
La signalisation de connexion
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Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 415
L’ISUP Interface internationale
Une nouvelle recommendation Q.767 qui définit :–la capacité en services de l’interface internationale–L’interface de signalisation internationale (messages et éléments d’information échangés entre CI)–Des conseils pour absorber les différences entre réseaux nationauxServices supports64 kBit/s, 3,1kHz, AUDIO, PAROLE.TéléservicesTéléphonie, Télétex, Fax G4, Fax G2/G3, mode mixte, videotexCompléments de servicesGroupe fermé d’usagers (GFU), signalisation d’usager à usager, présentation/restriction de la ligne appelante (CLIP/CLIR), présentation/restriction de la ligne connectée (PILC/RILC), SUU1 implicite, portabilité du terminal, sous adressage
La signalisation de connexion
Claude Rigault 15/02/2005
Commutation 416
Le CIC
Domaine d'identification du circuit
La signalisation de connexion
8 7 6 5 4 3 2 1
Code d'identification de circuit (bits de plus faible poids)
en réserve CIC(bits de plus fort poids)