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

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

2 Plan Introduction GSM GPRS UMTS Conclusion

3 Introduction Ouverture du monde des mobiles en 1992 (GSM) 10 ans après, 1 français sur 2 Aujourdhui, nouveaux enjeux (GPRS, UMTS)

4 GSM Généralités Le réseau cellulaire Les composants du réseau Les ondes radio Les multiplexages

5 Généralités GSM = Global System for Mobile communications Norme adoptée en juin 1986 Mise en place dès le début des années 90 Débit max. de 9600 bits/s Mode commutation de circuit un téléphone = un terminal + une carte à puce Succès international : présence dans de nombreux pays....

6 Un réseau cellulaire ? Raisons Puissance des terminaux limitée Capacité du réseau

7 Le concept de cellules

8 Architecture du réseau

9 Le GSM et les ondes radio 2 normes : GSM (900 MHz) et DCS (1800MHz) En France : GSM = Itineris + SFR DCS = Bouygues Telecom

10 FDMA / TDMA

11 GPRS Quest-ce que le GPRS? Opérateurs en France Technologie Débit(s) Architecture du réseau Applications Prix – facturation Avenir du GPRS (proche?)

12 Quest-ce que le GPRS? GPRS: General Packet Radio System 2° génération de la norme GSM (G2+) Navigation sur internet via un mobile Débit comparable à modem classique (théorie) Transmission des données en mode paquet Optimisation du réseau GSM (modifs mineures) Normalisé par lETSI

13 Les opérateurs GPRS ART: « tout opérateur disposant dune licence GSM peut faire évoluer son réseau vers le GPRS. » Itinéris (France Télécom) SFR Bouygues

14 Technologie Fondamental: transmission des données en mode paquet ~ IP sur voie radio (routage, fragm / défragm) Changements importants pour lutilisateur: Réseau utilisé seulement si transmission de données ( - dinterruptions et de saturation dans grandes villes, débit) Liaisons virtuelles (accès immédiat, facturation au volume) Le terminal a (meilleure gestion de la mobilité)

15 Technologie Autre nouveauté: optimisation des canaux Idée: Répartition des paquets dune communication sur les 8 slots dun canal (+ le terminal dispose de slots, + il peut recevoir et envoyer des données) Débit théorique 8x supérieur Mais: + il a de slots, + il consomme dénergie et cellules GSM saturées =>pas concevable quune seule personne dispose des 8 slots dun canal Donc: les terminaux GPRS existants déjà sur le marché (Ericsson, Motorola, Nokia) disposent de 2 slots pour la voie descendante et dun pour la voie montante Motorola va bientôt lancer un appareil avec 4 slots en voie descendante et 1 en montante, ce qui semble actuellement un maximum.

16 Technologie Codages différents selon les conditions CodagePrincipeDébit prévisible par slot CS-1Protection identique au GSM9,05 kbits/s CS-2Protection légèrement inférieure à la transmission de données circuit (GSM) 13,4 kbits/s CS-3Protection réduite15,6 kbits/s CS-4Détection derreurs sans correction21,4 kbits/s

17 Quel(s) débit(s)? Opérateurs (publicité, théorie): 171,2 kbits/s. conditions optimales, 8 slots pour un terminal, codage CS4 8 * 21,4 = 171,2 kbits/s Fabriquants de terminaux (Nokia par ex): 115 kbits/s. 4 slots, codage CS-3 8 * 15, 6 = 124,8 kbits/s – bits de protection = 115 kbits/s

18 Quel(s) débit(s)? En pratique: Perturbations encombrement du réseau nécessité dun codage performant débit maximum pas disponible sur toute la couverture Tests avec 4 slots: Mauvaises conditions de propagation ou forte interférence 30 kbits/s Conditions moyennes44 kbits/s Bonnes conditions56 kbits/s

19 Architecture du réseau Introduction de 2 nouveaux éléments à larchitecture GSM déjà existante : le SGSN et le GGSN.

20 Applications Le GPRS ouvre un nouveau champ dapplications: Accès radio aux réseaux IP (internet et intranet) Recherches dans des bases de données (restaurants, stations service, bourse…) Télématique, télésurveillance (ascenceurs, distributeurs) Diffusion dinformations (publicité, guidage cartographique…) Messagerie électronique

21 Prix - facturation Pour la première fois, « le client ne paye pas pour le temps pendant lequel il a occupé la ligne, mais pour la quantité de données ayant réellement été acheminées par la ligne ». =>mode de paiement au koctet ou forfait mensuel fixe Terminaux GPRS : encore chers, mais les prix devraient baisser SAGEM MW 959 GPRS One Touch 701 dAlcatel R520 dEricsson Pour information, le One Touch dAlcatel coûtera entre 2200 et 2700 francs.

22 Avenir du GPRS Réseau déjà en place en Finlande et Suède Réactions mitigées: « Si vous êtes impatients de pouvoir surfer rapidement et facilement sur internet via un téléphone mobile GPRS, vous devrez sans doute attendre encore un peu. » « Je ne suis pas sûr que cétait mieux que de surfer avec un GSM normal. » « Une évolution et certainement pas une révolution. » Nouvelles technologies (EDGE Enhanced Data rat for the Global Evolution, Bluetooth) En France: date de lancement sans cesse repoussée… => Normalement en septembre 2001

23 UMTS Introduction Marché Calendrier Aspects techniques Services Usages Matériels

24 Introduction L'expression "Universal Mobile Telecommunications System" (UMTS) désigne une norme cellulaire numérique de troisième génération en cours d'élaboration. Atteignant 2 Mb/s dans certaines conditions, les vitesses de transmissions offertes par les réseaux UMTS seront nettement plus élevées, que celles des réseaux GSM, de seconde génération, qui plafonneront vers 150 kbits/s avec GPRS. Alors que l'introduction de la norme GSM a nécessité une mutation complète des réseaux mobiles, le passage de GSM à UMTS sera marqué par une évolution progressive facilitée par l'existence de terminaux mobiles bi-modes GSM/UMTS.

25 Marché (horizon 2010) Les taux de pénétration en téléphone mobile pourraient dépasser à terme le seuil des 100%, comme lillustre la poursuite de la croissance dans les pays les plus avancés, 70% du trafic voix pourrait seffectuer via les réseaux mobiles, Les revenus liés au transfert des données représenteraient plus de 60% des revenus des opérateurs mobiles.

26 Calendrier Parlement européen : Fixer les conditions de délivrance des autorisations d'exploitation au plus tard le 1er janvier 2000 Prendre toutes mesures pour que les services UMTS puissent être ouverts au plus tard le 1er janvier État français : 6 juin 2000 : Discours de clarification de L. FABIUS Nombre de licences, Procédure, Prix Premières offres en été 2002 Equipementiers : Qualcomm : fin 2004, début 2005 Alcatel : fin 2003, début 2004

27 Aspects techniques Fondement : Principe denvoi par paquet Faire circuler nimporte quel contenu digital sur un même canal Aspects radio : Nouvelles bandes de fréquences : MHz et MHz ( 900 et 1800 MHz) --> Déploiement de nouveaux réseaux Compatibilité GSM : Deux cœurs de réseaux envisageables dans un premier temps : Mode circuit pour le temps réel, Mode paquet pour les autres services

28 Services de la 3G Concept du Multimédia Mobile Mobilité Ubiquité Terminal personnel Sécurité Qualité de Service Localisation Multimédia Parole Photo Musique Vidéo (à la demande, temps réel)

29 Services de la 3G Classification des services Utilisables sans interaction (exemple le GPS) Utilisables en conduisant (exemple la radio) Utilisables en marchant (exemple réception de photos) Utilisables debout arrêté (exemple jeu vidéo) Utilisables assis (ou terminal pose; exemple prise de notes sur un clavier)

30 Services de la 3G Le téléphone mobile Le visiophone de poche Le communicateur personnel (agenda, PDA) Messagerie et fax rapide Accès à lIntranet Accès à Internet Le marché des jeux ordinateurs Application commerciales Le pay-per-view Services divers

31 Usages : réalité-fiction ? Deux amies, une robe, une grand-mère Une grand-mère en voyage, une fuite deau Un homme daffaires perdu à Hong-Kong Un roller man, un pote, des jeux Attente à laéroport, intranet Un professeur, un cours, des élèves, un malade La réalité augmentée, en vol Seul dans la nuit

32 Remarques sur les usages Lintelligence est dans le réseau, et les données sur des serveurs. Elles sont streamées à la demande Le terminal est un dispositif déchanges, de diffusion, d acquisition Tous ces services supposent une identification personnelle au départ, qui permet d appeler ses données individuelles (identité, droits, préférences, moyens de paiement…) Le réseau détient un nombre croissant dinformations sur lutilisateur : techniques, liées à labonnement, sécuritaires, comportementales… Trop de transparence ?

33 Matériels Différents prototypes sont actuellement en cours de finalisation chez les constructeurs, on remarque déjà quelques points communs : Présence d une oreillette détachable (lien sans fil type BlueTooth) pour permettre d entendre parler tout en regardant lécran de lappareil La plupart possède une caméra orientable Linterface avec les applications est vocale

34 Matériels - Motorola

35 Matériels - Ericson

36 Matériels - Nokia

37 Matériels - Siemens

38 Conclusion UMTS L UMTS permet : un accès plus rapide à Internet depuis les téléphones portables, par un accroissement significatif des débits des réseaux de téléphonie mobile une amélioration de la qualité des communications en tendant vers une qualité daudition proche de celle de la téléphonie fixe de concevoir une norme compatible à léchelle mondiale, contrairement aux technologies actuelles (les normes utilisées aux États-Unis et au Japon ne sont pas toutes compatibles avec le GSM) de répondre au problème croissant de saturation des réseaux GSM, notamment en grandes villes

39 Conclusion 9,6 Kbits/s, 170 Kbits/s, 2 Mbits/s : les débits explosent. Voix, WAP, Internet, Intranet, Vidéo, Musique: multiplication des services 14 millions de clients chez France Telecom, 10 chez Cégétel, 5 chez Bouygues : bientôt plus de portables que de fixes !! 32,5 milliards de francs la licence UMTS en France, 5 milliards d'euros pour l'investissement en réseaux Le monde du téléphone mobile, même s'il a connu un formidable boom au cours de ces dernières années, n'en est en fait qu'à ses débuts.


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