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RESEAUX DOPERATEUR DE TELECOMMUNICATIONS Julien PERRENOT 2006-2007.

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1 RESEAUX DOPERATEUR DE TELECOMMUNICATIONS Julien PERRENOT

2 2 Introduction au réseaux dopérateurs Objectif du cours Donner une vision globale des réseaux de télécommunications daujourdhui et de demain, en particulier ceux dun opérateur. Des notions de transmission, de commutation et darchitecture de réseau seront notamment approchées avec une vision pragmatique

3 3 Introduction au réseaux dopérateurs Plan de lintervention (1/3) Introduction aux Réseaux dOpérateurs Typologie de réseau Visite guidée du réseau FT Carte Interactive Le Réseau Téléphonique Commuté (RTC) RTC Réseau sémaphore Portabilité Les Réseaux daccès La boucle Locale Le Dégroupage Les Supports de transmission

4 4 Introduction au réseaux dopérateurs Plan de lintervention (2/3) La Ligne Numérique dabonné ou Digital Suscriber Line (DSL) La transmission du Signal (Niveau physique) La numérisation Le codage Les protocoles (PDH – SDH – WDM) Les réseaux de Collecte Asynchronous Transfer Mose (ATM) Giga Ethernet MPLS

5 5 Introduction au réseaux dopérateurs Plan de lintervention (3/3) La Voix sur IP et La TV numérique sur ADSL Le réseau Backbone et de Collecte IP (RBCI) Les réseaux mobiles GSM – GPRS – EDGE UMTS – HSDPA WIFI Les Technologies émergentes UMA FFTx WiMax Next Generation Network (NGN)

6 Partie I Introduction aux Réseaux dOpérateurs

7 7 Introduction au réseaux dopérateurs Typologie des réseaux 1

8 8 Introduction au réseaux dopérateurs Problématique Comment permettre à un ensemble de personnes de communiquer ?

9 9 Introduction au réseaux dopérateurs Problématique Pour lutilisateur, le réseau est caractérisé par le service quil rend. Pour lexploitant, le réseau est lensemble des équipements matériels et logiciels qui permettent linterconnexion entre les terminaux. A chaque équipement est associé un certains nombre de fonctions qui permettent doffrir le service aux utilisateurs

10 10 Introduction au réseaux dopérateurs Topologie en bus

11 11 Introduction au réseaux dopérateurs Topologie en étoile

12 12 Introduction au réseaux dopérateurs Topologie en arbre

13 13 Introduction au réseaux dopérateurs Topologie en anneau

14 14 Introduction au réseaux dopérateurs Topologie à double anneau

15 15 Introduction au réseaux dopérateurs Catégorie de réseaux PAN : Personal Area Network LAN : Local Area Network MAN : Metropolitan Area Network WAN : Wide Area Network

16 16 Introduction au réseaux dopérateurs Commutation de circuits La commutation de circuit est un type de commutation dans lequel un circuit joignant deux interlocuteurs est établi à leur demande par la mise bout à bout de circuits partiels. Le circuit est désassemblé à la fin de la transmission. Il faut nécessairement une signalisation. La signalisation correspond à un passage de commandes, comme celles nécessaires à la mise en place dun circuit à la demande dun utilisateur. La signalisation correspond aux éléments à mettre en œuvre dans un réseau de façon à assurer louverture, la fermeture et le maintien des circuits.

17 17 Introduction au réseaux dopérateurs Commutation de paquets Un paquet est lentité de base acheminée par les réseaux. Un paquet contient un nombre variable ou fixe déléments binaires. Longtemps assez courts, de façon à optimiser les reprises sur erreur, les paquets se sont allongés à mesure que les taux derreur diminuaient. Ils peuvent atteindre aujourdhui plusieurs milliers doctets. Transfert de paquets : technique générique consistant à transporter des blocs dinformation, dénommés paquets, de nœud en nœud pour les acheminer à un récepteur.

18 18 Introduction au réseaux dopérateurs Commutation de circuits et de paquets Commutation de circuits (5 circuits) Commutation de paquets La commutation de paquets est beaucoup plus efficace.

19 19 Introduction au réseaux dopérateurs Visite guidée du réseau FT Animation

20 20 Introduction au réseaux dopérateurs Les modèles de référence 2

21 21 Introduction au réseaux dopérateurs Le modèle de référence (OSI ancien modèle) Couche Application Couche Présentation Couche Session Couche Transport Couche Réseau Couche Liaison de Données Couche Physique Application Présentation Session Transport Network Data Link Physical Support de communication

22 22 Introduction au réseaux dopérateurs Le modèle de référence (nouveau modèle) Couche Application Couche Présentation Couche Session Couche Transport Couche Réseau Couche Liaison de Données Couche Physique Niveau application Niveau Présentation Niveau Session Niveau Message Niveau paquet Niveau trame Niveau physique Support de communication

23 23 Introduction au réseaux dopérateurs Le modèle de référence

24 24 Introduction au réseaux dopérateurs Encapsulation H7DONNEES H6H7DONNEES H5H6H7DONNEES H4H5H6H7DONNEES H3H4H5H6H7DONNEES H2H3H4H5H6H7DONNEESCTL Train de bits à émettre ou à recevoir CTL : Champs de contrôle de la transmission H : header champ en-tête des différents niveaux

25 25 Introduction au réseaux dopérateurs Couche application La couche application est surtout, du point de vue du modèle, le point d'accès aux services réseaux. Transfert de fichiers, message électronique, transactions,... Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Support physique d'interconnexion

26 26 Introduction au réseaux dopérateurs Couche présentation Le rôle de la couche présentation est donc de convertir les données applicatives manipulées par les programmes, en chaînes d'octets effectivement transportées par le réseau. Videotex, Unicode, MIME, HTML, XML, TDI, ASN.1, XDR, UUCP, NCP, AFP, SSP,... VideotexUnicodeMIMEHTML XMLTDIASN.1XDRUUCP NCPAFPSSP Compression (Huffman, MPEG2, MPEG4,...) Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Support physique d'interconnexion

27 27 Introduction au réseaux dopérateurs Niveau session Les 2 services originaux de la couche session sont la synchronisation des communications (quel intervenant peut émettre à un instant x) et la gestion des "transactions", un mécanisme de correction des erreurs de traitement par restauration d'un état antérieur connu. Mise en place, fermeture et maintien de la session. Gestion du dialogue. Points de reprise. Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Support physique d'interconnexion

28 28 Introduction au réseaux dopérateurs Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Support physique d'interconnexion Niveau message Le niveau message gère le communications de bout en bout entre processus. Cette couche est souvent la plus haute couche où on se préoccupe de la correction des erreurs C'est à dire que le service de niveau message consiste généralement en un service en mode connecté offrant le transfert de messages ou d'octets bruts garantis sans corruption, pertes, réordonnancement, duplication.

29 29 Introduction au réseaux dopérateurs Niveau message Le niveau message est de bout en bout. Il a pour objectif le transport des messages de bout en bout. Quelques protocoles : TCP, UDP, ICMP, SCTP, RTP, SPX, TCAP, DCCP,...TCPUDPICMPSCTPRTPSPX TCAPDCCP

30 30 Introduction au réseaux dopérateurs Niveau message : Fragmentation

31 31 Introduction au réseaux dopérateurs Le niveau paquet Le niveau paquet construit une voie de communication de bout en bout à partir de voies de communication avec ses voisins directs. Ses apports fonctionnels principaux sont donc: le routage : détermination d'un chemin permettant de relier les 2 machines distantes le relayage : retransmission d'un message dont la destination n'est pas locale pour le rapprocher de sa destination finale Cette couche est donc la seule à être directement concernée par la topologie du réseau. C'est aussi la dernière couche supportée par toutes les machines du réseau pour le transport des données utilisateur : Les couches supérieures sont réalisées uniquement dans les machines d'extrémité.

32 32 Introduction au réseaux dopérateurs Le niveau paquet

33 33 Introduction au réseaux dopérateurs Chemin ou circuit virtuel = association de i, j, k, l, m Niveau paquet Chemin ou circuit virtuel. table de commutation Bj Dk i i m m j k l A B C D E F A i C j

34 34 Introduction au réseaux dopérateurs Niveau paquet Le paquet est une suite déléments binaires dont on ne peut distinguer le début et la fin (exemple IP, X.25, ATM…) Pour transporter un paquet, il faut lencapsuler dans une trame Ajouter un drapeau Une signature Encapsulation dun paquet dans une trame : Adjonction de fonctions supplémentaires dans len-tête et la zone de fin de paquet : contrôle derreur, contrôle de flot, etc.

35 35 Introduction au réseaux dopérateurs Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Support physique d'interconnexion Niveau trame Le niveau trame est responsable de lacheminement correct des paquets qui lui sont remis, de nœud en nœud (communication entre 2 machines adjacentes). La fonction première du niveau trame est de détecter les débuts et les fins des éléments binaires formant une trame. Elle est souvent en charge de la détection des erreurs de transmission..

36 36 Introduction au réseaux dopérateurs Niveau trame Une liaison entre deux nœuds Structure dune trame

37 37 Introduction au réseaux dopérateurs Niveau trame La trame est un bloc de donnée dont on sait reconnaître le début et la fin ……11 une signature violation de code La trame peut comporter une adresse ou une référence Le mode peut être en connexion ou non Commutateur ou routeur de trames HDLC, LAP-D, PPP, ATM, Ethernet.

38 38 Introduction au réseaux dopérateurs Niveau trame Le rôle principal du niveau trame est de transporter le paquet de niveau 3. Format permettant de détecter le début et la fin de la trame. Dautres fonctionnalités peuvent être assurées: Le contrôle des erreurs en ligne. Retransmission après rejet dune trame. Gestion dadresse de niveau 2 ou de référence de niveau 2. Gestion du niveau 2 (contrôle des trames).

39 39 Introduction au réseaux dopérateurs Le niveau physique La couche physique est chargée de la transmission effective des signaux électrique ou optiques entre les interlocuteurs. Son service est typiquement limité à l'émission et la réception d'un bit ou d'un train de bit continu (notamment pour les supports synchrones comme la fibre optique). Cette couche est chargée de convertir entre bits et signaux électriques ou optiques. Elle est en pratique toujours réalisée par un circuit électronique spécifique. Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique Support physique d'interconnexion

40 40 Introduction au réseaux dopérateurs Le niveau physique Support physique : nœuds de commutation, lignes physiques,... Règles permettant le transport des éléments binaires. Bande de base Modulation (amplitude, phase, fréquence) Modem (Modulateur-Démodulateur) Bit/s - Baud Multiplexeur Multiplexage de voies basses vitesses sur une voie haute vitesse Multiplexage statistique Dans le cas des réseaux Ethernet, les données sont transmises sur la couche physique par un PHYceiver. CSMA/CD, CSMA/CA, Codage NRZ, Codage Manchester, Codage Miller, RS-232, RS-449, V.21-V.23, V.42-V.90, Câble coaxial, 10Base2, 10BASE5, Paire torsadée, 10BASE-T, 100BASE-TX, ISDN, PDH, SDH, T-carrier, EIA-422, EIA-485, SONET, ADSL, SDSL, VDSL, DSSS, FHSS, IrDA, USB, IEEE 1394, Wireless USB, Bluetooth,...IrDA

41 41 Introduction au réseaux dopérateurs Le niveau physique Code tout ou rien Bande de base Modulation Modulation de phase

42 42 Introduction au réseaux dopérateurs données Numéro de la voie basse vitesse trame voie haute vitesse voie basse vitesse n Le niveau physique Multiplexeur Multiplexage de voies basses vitesses sur une voie haute vitesse Multiplexeur temporel Multiplexeur statistique

43 43 Introduction au réseaux dopérateurs Résumé modèle OSI

44 44 Introduction au réseaux dopérateurs Larchitecture TCP/IP Larchitecture TCP/IP contient trois niveaux protocolaires : -Le niveau IP (Internet Protocol) qui est un niveau paquet. -Le niveau TCP (Transmission Control Protocol) qui regroupe les niveaux message et session. -Le niveau applicatif qui regroupe les niveaux présentation et application.

45 45 Introduction au réseaux dopérateurs Larchitecture des réseaux locaux Les réseaux locaux ont une architecture spécifique dans le sens où une fonction supplémentaire doit apparaître : laccès au support physique qui peut être partagé. Ce niveau supplémentaire entre le niveau 1 et 2 est représenté par la couche MAC (MAC : Medium Access Control).

46 46 Introduction au réseaux dopérateurs Réseau Ethernet

47 47 Introduction au réseaux dopérateurs Réseau Ethernet Les réseaux Ethernet sont ceux qui se servent dune trame de type Ethernet pour transporter les paquets. Deux grands types de réseaux Ethernet: Ethernet partagé Les stations sont connectées sur un même support physique Ethernet commuté Les stations sont connectées en point à point.

48 48 Introduction au réseaux dopérateurs Architecture UIT-T Larchitecture UIT-T fait référence à lenvironnement ATM. ATM définit une trame de petite dimension (53 octets)

49 49 Introduction au réseaux dopérateurs Architecture UIT-T Cette architecture possède 4 niveaux : -Le niveau physique (niveau physique du modèle de référence + reconnaissance des 424 bits formant la cellule). -La couche ATM (niveau trame). -La couche AAL (niveau message). -Les couches supérieures qui sont en fait aujourdhui les couches TCP/IP.

50 50 Introduction au réseaux dopérateurs Architecture MPLS Architecture de type routeur/commutateur avec le niveau paquet IP pour la signalisation et un niveau trame pour la commutation.

51 51 Introduction au réseaux dopérateurs Exemple de réseaux 3

52 52 Introduction au réseaux dopérateurs

53 53 Introduction au réseaux dopérateurs PARIS MULHOUSE AJACCIO SAINT HILAIRE de RIEZ PENMARCH PLEUMEUR BODOU DIEPPE BERCENAY METZ MARTIGUES Pôle d'accès à l'international à 1 point K BORDEAUX NICE BAYONNE TOULOUSE TOULON CLERMONT -FERRAND TOURS ORLEANS NANTES BESANÇON RENNES CAEN ROUEN AMIENS LILLE LE MANS REIMS NANCY STRASBOURG MARSEILLE POITIERS MONTPELLIER LYON GRENOBLE ANNECY DIJON Pôle à 2 points K Point K1Point K2 LENS NARBONNE AVIGNON QUIMPER CANNES LIMOGES NIMES VALENCE SAINT ETIENNE Nœud particulier Exemple de réseaux Le Réseau National (CTS - CTI)

54 54 Introduction au réseaux dopérateurs Exemple de réseaux : le réseau européen

55 55 Introduction au réseaux dopérateurs Exemple de réseaux : Backbone en Amérique du Nord

56 56 Introduction au réseaux dopérateurs Exemple de réseaux : Réseau de câble sous marins

57 57 Introduction au réseaux dopérateurs Carte Interactive Animation


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