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									  RESEAUX DE
COMMUNICATIONS
         Pierre LECOY
  Cours de Télécommunications
                      RESEAUX
    • Fonctionnement des réseaux :
- réseaux de diffusion
      un émetteur vers un certain nombre de récepteurs :
      radiodiffusion (broadcasting) du son ou de la télévision
      distribution sur câble (réseaux plus ou moins interactifs)

- réseaux à protocole d'accès
      terminaux sur un support physique commun
             (« bus », fréquence radio)
                                         réseaux locaux
•     adressage des informations
•     émission d'informations autorisée
      par un protocole d'accès
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                    RESEAUX
 • Fonctionnement des réseaux :
- réseaux commutés
     terminaux à la fois émetteurs et récepteurs
             (communications bidirectionnelles)
     grand nombre de communications simultanées,
             sur des voies séparées
     Nécessitent la fonction de routage :     Grands réseaux:
                                            téléphonie, échange
     recherche, établissement, maintien        de données …
     puis libération d'un itinéraire
     à travers le réseau

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CLASSIFICATION DES RESEAUX
• réseaux locaux (LAN, local area network)
      quelques dizaines à centaines de stations
      équipements homogènes
      site limité géographiquement (véhicule, bâtiment)
      usage privé, à protocole d'accès

• réseaux d’accès (subscriber networks)
      permettent aux abonnés d'accéder au réseau global
      (téléphone, Internet)
      demandent de très gros investissements aux opérateurs


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CLASSIFICATION DES RESEAUX
• réseaux métropolitains ou fédérateurs
      (MAN, metropolitan area network)
  plusieurs milliers d'utilisateurs, équipements hétérogènes
  interconnexion de réseaux locaux (backbones )
  sites plus étendus (entreprise, campus, ville)
  usage privé ou ouvert

• réseaux longue distance ou étendus
                 (WAN, wide area network)
      millions d'abonnés (région, pays, monde ... )
      réseaux commutés
      ouverts à la clientèle publique
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                RESEAUX EN ETOILE
                     Abonnés            Exemple :
                                        réseau d’abonnés au téléphone
            câbles
                                              Autocommutateur
                                              ou PABX (Private Automatic
                                              Branching eXchange) en réseau
                                              d’entreprise
       ligne
     d'abonné
                            Circuits                         Toutes les
                           extérieurs                     communications
                                                           passent par lui
abonnés distants     Concentrateur


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           RESEAUX EN ARBRE
 Exemple :
                                                                     Centre de
 distribution TV par câble                                           distribution

                                                             Câble
 Tous les terminaux reçoivent
 le même signal en même temps


Interactivité possible
                                                                     Abonnés
(mais support partagé)




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        RESEAUX EN BOUCLE
 Principe :
 les stations sont réparties le long d'un anneau fermé (ring)
 les informations circulent de proche en proche
• Divers protocoles de contrôle d'accès : Token Ring, FDDI ..
                    Support de transmission


                              stations



… ou boucles SDH

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              RESEAUX MAILLES
  Exemple :
  réseau téléphonique longue distance (trunk)
                                                           Nécessité d’au moins
                                                                2 chemins
                                                              (sécurisation)


Mais aussi
                                                                CAA = Commutateur
réseau sémaphore,                                                       à Autonomie
réseaux de BTS,                                                     d'Acheminement
Internet …                                                      CTS = Commutateur
                                                                de Transit Secondaire
                                                               CTP = Commutateur de
                                                                     Transit Principal


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        NOTIONS DE TRAFIC
• Trafic en erlangs :
A (Erlangs) = nt/T
   (n appels de durée moyenne t pendant une durée T)
Une liaison spécialisée occupée en permanence
          écoule un trafic de 1 Erlang
• Permet de prévoir :
    • la probabilité de perdre un appel
    • le temps d’attente moyen pour accéder au réseau
    • le dimensionnement du réseau
   Activité d’un circuit : pourcentage du temps réellement utilisé
            par l’échange de signaux (voix ou données)

                       Pierre LECOY - Télécommunications             10
        LIAISON D’ABONNES
 • Transmission 2 fils / 4 fils

  Sur lignes (privées)                           Plutôt en
      d’abonnés                                 entreprise
   (raison économique)

                                                                          Réseau 4 fils
                          Ligne d'abonnés
                          2 fils                     équilibrage   P1/2        vers le réseau
 emploi d’un                P1
                                                         Z
termineur :
                             P2/2                      P2/2    P1/2           venant du réseau
                                                                                   P2
                               Transformateurs différentiels

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           LIAISON D’ABONNES
    Poste téléphonique (classique) :
                     Crochet interrupteur            Thermistance (régulation)
Ecouteur

                            Composi
                 R           tion de
                            numéros                           Ligne d’abonné
                      r                                       (paire torsadée)

            microphone                         Sonnerie            tension de
                                     Courant de boucle
                                                                         48 V
 r varie avec la pression acoustique :
         le courant reproduit le signal sonore
                          Pierre LECOY - Télécommunications                      12
                                   MODEMS
 Modem             Débit         Modulation           Mode                             Spectre
 (série)
                                                                               sens aller    sens retour
 V 22            1 200 bit/s         Phase        Duplex intégral
                 2 400 bit/s     différentielle     sur 2 fils                                                   f
V 22 bis         asynchrone          4 états                             300       1200            2400   3400 Hz
                                                                     voie de retour sens principal
   V 23            600 ou          Fréquence        Semi duplex
                 1 200 bit/s      ? f = 200 Hz     sur 2 fils avec                            à 1200 bit/s       f
(utilisé par     asynchrone         (ou 400)      voie de retour à     300 420              1700          3400 Hz
 le Minitel)                                           75 b/s
 V 26                                                                voie de retour sens principal               4800
V 26 bis         2400/4800           Phase          Semi duplex
                    bit/s        différentielle    sur 2 fils avec                        2400 b/s               f
 V 27           asynchrone/        4/8 états      voie de retour à
V 27 bis                                                              300 420               1800          3400 Hz
                 synchrone                             75 b/s
                                                  Duplex intégral
                9 600 bit/s      MAQ 16 états     sur 2 fils (avec           une voie téléphonique
 V 32
                14 400 bit/s     MAQ 64 états      égalisation et
V 32 bis         synchrone                          suppression                                              f
 V 33                                                 d'écho)          300                  1800          3400 Hz
                 adaptatif,          MAQ
                                                      idem
   V 34          28,8/33,6       nombre d'états                              Fréquence porteuse adaptée
                                                   + correction
               kbit/s, 56 avec      adaptatif                                    à l'état de la ligne
                                                    d’erreurs
                compression      (jusqu’à 256)
   V 42
                                                  2 fils en semi-
                                 bande de base
   V 90         56 à 64 kbit/s                     duplex, ou 4                             Idem
                                 à 128 niveaux
                                                         fils

                                  Pierre LECOY - Télécommunications                                                     13
RESEAU D’ACCES DES ABONNES
             (Subscriber network)

• Accès par paires torsadées :
  Ligne téléphonique classique
      (téléphonie analogique, modems  56k)                   paires
                                                            d’abonnés


   central
              transport                     distribution
                                                       branchement
        réseau en étoile

                   Pierre LECOY - Télécommunications                 14
RESEAU D’ACCES DES ABONNES
               (Subscriber network)
• Emplois améliorés des paires torsadées :
  RNIS :       accès de base (2B+D = 144 kbit/s) sur > 10 km
               accès primaire (1544/2048 kbit/s) sur qq. km
  DSL (digital subscriber line) :
     ADSL (Asymmetric DSL) sur 1 paire torsadée, qq. km
     HDSL, SDSL, VDSL ….

Plutôt grand                               Plutôt professionnel
   public

                    Pierre LECOY - Télécommunications             15
RESEAU D’ACCES DES ABONNES
• Accès par fibres optiques :
   FTTH (fiber to the home) : fibre jusque chez l’abonné
                                                          Variante : FTTx
                                                          (fibre jusqu’à un
                               fibres optiques             point proche de
                               (réseau en étoile)             l’abonné)

   HFC (hybrid fiber-coax) :                       distribution coaxiale

          tête de réseau                                     ONU
                               fibre optique (partagée)
                                                     optical network unit

 • Accès par lignes électriques (PLC, Power Lines
          ?                               Communications)
                   Pierre LECOY - Télécommunications                        16
RESEAU D’ACCES DES ABONNES
 • Accès par radio « boucle locale radio »
 (fréquences très élevées : GHz ou dizaines de GHz, très courtes distances):
                                                                          terminaux
       tête de réseau                                            E/R
                            Fibre optique, câble,
                            faisceau hertzien …

 • quelques technologies …
 Système                    Fréquence Portée                    Application
 MMDS                       3,5 GHz          10 à 50 km         Accès entreprises et
 (Multichannel Multipoint                                       abonnés isolés
 Distribution System)
 LMDS (Local … )            28 GHz           quelques km        Distribution large bande

 WiMax (IEEE 802.16)        2 à 10 GHz       10 à 20 km         Accès Internet haut débit

                            Pierre LECOY - Télécommunications                          17
                      LE R.N.I.S.
• Réseau Numérique à Intégration de Services
        ISDN = Integrated Services Digital Network
           extension jusque chez l'abonné du signal numérique,
                          sur les lignes existantes
• Canaux disponibles :
        - Canaux B = mode circuit à 64 kbit/s (voix, images … )
        - Canaux D = mode message à 16 ou 64 kbit/s (service de données,
         accès Transpac ou Internet, messages en cours de communication ... )
         + signalisation d'abonné (protocole LAP D), sous adressage ...
• Accès normalisés :
   – Accès de base 2B + D (144 kbit/s)
   – Accès primaire 31B + D (2048 kbit/s) ou 1544 en hiérarchie américaine
   – Groupements d’accès de base       ex. H à 384 kbit/s pour visioconférence
                                                    0
                       Pierre LECOY - Télécommunications               18
                            LE R.N.I.S.
• Equipements côté abonné :
                       Accès de base                                  Accès primaire
                 TNR     Terminaison Numérique de Réseau        TNR

                        Interface S0/T0                                Interface T1
Terminaux
 numériques                                                             Terminaison Numérique
   (jusqu'à 8)
                   Bus RNIS                                     TNA           d’Abonné
                             Interface R   Interfaces S0

                   Adaptateur Poste classique




                            Pierre LECOY - Télécommunications                         19
                         LE R.N.I.S.
  • Interfaces côté réseau :
                                                                       réseaux

 Interface : T              U                            V
                                                                            circuits
abonné
                 TNR                            TL                          paquets
                                                                 TC
                         Ligne d'abonné          4 fils
                             (2 fils)   Terminal                            signalisation
 Bus RNIS (4 à 8 fils)                        de ligne

                                                              Terminal de
                                                             commutation



                         Pierre LECOY - Télécommunications                      20
                       ACCES D.S.L
                     (Digital Subscriber Line)
    • Différentes technologies :
         – ADSL (Asymmetric DSL) sur 1 paire torsadée, qq. km
                                                                        USB,
  1,5 à 6 Mbit/s             Modem                            Modem   Ethernet,
jusqu’à 640 kbit/s           ADSL                             ADSL     WiFi …
         téléphone                                               téléphone

   Normes ANSI, 1993


         • Les débits diminuent (rapidement) quand la distance
           augmente …
                          Pierre LECOY - Télécommunications           21
                    ACCES D.S.L
                  (Digital Subscriber Line)
 • Différentes technologies :
      .   HDSL (High bit-rate DSL) : 1,5 ou 2 Mbit/s,
                        2 paires torsadées, 4 km max
1,5 ou 2 Mbit/s
                  Modem                                    Modem
                  HDSL                                     HDSL


      • SDSL (Symmetric DSL) 1,5 Mbit/s
      dans les deux sens, sur une seule paire, jusqu'à 3,5 km
      • VDSL (Very High bitrate DSL) jusqu'à 52 Mbit/s
                             distances max. de 300 m à 1 km
                       Pierre LECOY - Télécommunications           22
                            L’A.D.S.L.
  • Spectre du signal :                                       Avec suppression
                                                                   d’écho
       Téléphone     Sens montant, ou partagé               Sens descendant
       analogique    Porteuses 1 à 26                       Porteuses 27 à 256
                                     4,3 kHz

                                        1 porteuse : 64 kb/s max.
                                        en MAQ16
                                                                             f

 0 4     25           138                                            1130 kHz

• Modulation utilisée : DMT (Discrete MultiTone), multiporteuse
        modulation de chaque porteuse adaptée à l’état de la ligne
  ou CAP (Carrierless Amplitude-Phase), moins complexe mais moins performante

                            Pierre LECOY - Télécommunications                    23
                   L’A.D.S.L.
                                                                  Branchements
                                                                  possibles pour
• Architecture :                                                  le dégroupage

                                          Coupleur Modem
                 RTC
                           téléphone
                                                                 Lignes d'abonné
Internet
                                                       autres abonnés
                                  DSLAM

           BAS
                                  autres DSLAM                  DSL access
                             Ligne haut débit                   multiplexer
  Broadband               (Frame Relay ou ATM)
 Access Server

                   Pierre LECOY - Télécommunications                      24
                  TRAME PRIMAIRE
           (TELEPHONIE NUMERIQUE)
 • Trame MIC 30 voies (2 048 kbit/s) du CCITT :
           (multiplexage synchrone entre 30 voies téléphoniques)
                          MIC = Modulation par Impulsions Codées
 1 octet
                         1 trame = 32 octets en 125 µs
MVT ou     Voie   Voie                    Voie    Signalisation   Voie    Voie
service     1      2                       15      Voies A,B       16      30

  IT 0     IT 1 IT 2 …..                IT 15        IT 16        IT 17   IT 31

• Contenu : 30 voies téléphoniques + signalisation + synchro
                  31 voies de données (trame primaire RNIS)
                  un canal visiophonique (image + son + données ... )
                          Pierre LECOY - Télécommunications                25
           TRAME PRIMAIRE
• Multitrame du CCITT:
 structure de 16 trames (multiplexage de la signalisation)

                       voies dont la signalisation est transmise 29,30
   1,2     3,4   5,6

 Trame 1    2     3                                                    15     0


     1 multitrame
                             Mot de Verrouillage            IT n° 16
                             de Trame (MVT)
                                                            Mot de verrouillage de
                             Octet de service               multitrame


                        Pierre LECOY - Télécommunications                      26
      TRAME PRIMAIRE DS1
• Trame primaire DS1 à 24 voies (1 544 kbit/s)
        hiérarchies américaine et japonaise
        (multiplexage synchrone entre 24 voies téléphoniques)
                   1 trame = 1 bit + 24 octets en 125 µs

  F   Voie 1   Voie 2   Voie 3   …..                              Voie 24

               un octet : transporte une voie téléphonique ou de données

  Synchronisation : mot de 12 bits répartis sur 12 trames
                      (1 bit F par trame)
  d’où multitrames de 12 trames

                        Pierre LECOY - Télécommunications                   27
MULTIPLEXAGE PLESIOCHRONE

    • Réseaux hauts débits :
           multiplexage temporel de trames de débit inférieur
       Problème : non synchronisation des différentes trames
       Solution : multiplexage plésiochrone
                 égalisation des débits par des bits de justification
          Trame 1      0    1     2        3       4       5       6       7       8   9          t
 Trame 2, trop lente   0     1         2       3       4       5       6       7       8          t
 Trame 2, justifiée    0    1      2       3       4       5       6               7   8          t
Trames multiplexées    0 0 1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7                               8 7 9 8        t

                           Pierre LECOY - Télécommunications                                 28
MULTIPLEXAGE PLESIOCHRONE
 • Trame plésiochrone (exemple à 8448 kbit/s) :
                             une trame = 848 bits

    MVT        voies             voies            voies           voies   MVT
 10 bits

               1234    1234               1234            1234 1234

           4 bits de voie      3 x 4 bits d'indication 4 bits de justification
                            de justification          (éventuelle sinon info)

     2 bits de service


                             Pierre LECOY - Télécommunications                   29
          HIERARCHIE NUMERIQUE
              PLESIOCHRONE
                                                                       PDH,
                                                                   Plesiochronous
     • Hiérarchie du CCITT (Europe) :                             Digital Hierarchy

                                           Nombre de voies
    Trame       Constitution Débit (kbit/s) téléphoniques Autres applications

   TN1 (E1)    MIC 30 voies      2 048                    30       Visioconférence
   TN2 (E2)       4 TN1          8 448                    120
   TN3 (E3)       4 TN2         34 368                    480          télévision
   TN4 (E4)       4 TN3         139 264                  1 920    TV haute définition


Un échelon = un système de transmission (sur câble, faisceau hertzien ou fibre optique)
        = un point de jonction normalisé pour l'interfaçage des systèmes

                              Pierre LECOY - Télécommunications                 30
       HIERARCHIE NUMERIQUE
         PLESIOCHRONE (PDH)
  • Hiérarchies non CCITT (hors Europe) :

                                        Nombre de voies
Trame Constitution       Débit            téléphoniques       Système
T1/DS1               1 544 kbit/s             24          Amérique/Japon
T2/DS2      4 T1     6 312 kbit/s                96       Amérique/Japon
 T3         5 T2     32 064 kbit/s               480         Japon
 DS3        7 T2     44 736 kbit/s               672        Amérique
 T4         3 T3     97 728 kbit/s              1 440        Japon
 DS4       6 DS3     274 175 kbit/s             4 032       Amérique



                     Pierre LECOY - Télécommunications                 31
                       LA S.D.H.
          = Synchronous Digital Hierarchy
         (hiérarchie numérique synchrone)
• Buts :
•       Artères du réseau longue distance (WAN)
•       Unification du réseau mondial de Télécommunications
                compatibilité avec la PDH, avec SONET …
•       Augmentation des débits et diversification des services
•       Synchronisation des réseaux numériques existants
•       Interconnexion des réseaux téléphoniques et de données
    à haut débit (Ethernet, FDDI, ATM, Frame Relay, IP ...)


                      Pierre LECOY - Télécommunications    32
          DEBITS DE LA S.D.H.
• Débits utilisés :
  STM 1 à 155,52 Mbit/s           (premier accès ATM)
        et par multiplexage temporel synchrone d'octets, avec alignement
  des trames :
  STM 4 à 622,08 Mbit/s (622 Mbit/s - liaisons régionales)
  STM 16 à 2488,32 Mbit/s (2,5 Gbit/s - liaisons nationales)
  STM 64 à 9953,28 Mbit/s (10 Gbit/s – liaisons
                                             internationales)
  STM 256 40 Gbit/s – en développement           Convergence avec
• Supports : principalement fibre optique                  10 Gbit/s Ethernet
                  également faisceaux hertziens et satellites

                       Pierre LECOY - Télécommunications                33
    SDH/SONET SUR FIBRES OPTIQUES
• Spécifications couche physique sur fibre optique
            (principaux exemples de systèmes, portée sans amplification) :
Nom SDH          Nom     canaux       Débit                                  Longueur           Portée
                                                       Fibre optique
(norme IUT-T)   SONET    téléph.     (Mbit/s)                               d’onde (nm)          (km)
                (norme
                 ANSI)
STM 0           OC 1     672        51,84         Multimode                 1310            2

STM 1           OC 3     2016       155,52        Multi/monomode            1310 / 1550     2/15/60

STM 4           OC 12    8064       622,08        Monomode standard         1310 / 1550     15 / 60

STM 16          OC 48    33256      2488,32       Monomode standard         1550            60/120
                                                  / dispersion décalée
STM 64          OC 192 129024 9953,28             Monomode à                1550            60
                                                  dispersion décalée
  n x STM 16 ou n x STM 64 par                                   Distances minimales prévues par les
  multiplexage en longueur d’onde                               standards (G 657), on peut faire mieux

                                   Pierre LECOY - Télécommunications                            34
                   TRAME S.D.H.
• Structure d'une trame (STM 1) :
        En tête : 9 colonnes        Charge utile : 261 colonnes (2349 octets)
                                                                                125 µs
                   1
       9 rangées   3                       Conteneur virtuel (VC)
                   4 Pointeur   P
                   5 SOH        O
                                            débit effectif 149,76 Mbit/s
   Indique
                                H          éventuellement constitué par
   l'emplacement
                                           assemblage de conteneurs de
   effectif des                            capacités inférieures
                   9
   données
                               Path Overhead : surdébit de conduit
  Section Overhead : surdébit de section
                                                                  Total : 2430 octets

     Permet d'insérer dans la trame tous les systèmes existants
        et d'en extraire directement n'importe quelle voie

                        Pierre LECOY - Télécommunications                         35
                    EN-TETE S.D.H.
• Trame STM 1 :                          une colonne                       un octet

   une ligne         A1    A1      A1       A2     A2        A2     J0     X         X
RSOH : surdébit*
       de section    B1    d       d        E1     d                F1
  de régénération    D1    d       d        D2     d                D3
       Pointeurs     H1    H1      H1       H2     H2        H2     H3     H3        H3
                     B2    B2      B2       K1                      K2
        MSOH :       D4                     D5                      D6
        surdébit*
       de section    D7                     D8                      D9
  de multiplexage    D10                    D11                     D12
                     S1                rese rvé              M1     E2     X         X
                                                          * SOH = section overhead

                      Pierre LECOY - Télécommunications                          36
                        EN-TETE S.D.H.
• Trame STM 1 :
A1, A2 : synchro. trame
J0 : path trace byte           A1    A1      A1       A2     A2     A2      J0     X    X
           (identificateur     B1    d       d        E1     d              F1
           de point d’accès)
Octets B : contrôle de         D1    d       d        D2     d              D3
                      parité   H1    H1      H1       H2     H2     H2      H3     H3   H3
Octets D : canaux de
données (utilisés par la       B2    B2      B2       K1                    K2
           signalisation)      D4                     D5                    D6
E1, E2 : canaux de service
                               D7                     D8                    D9
F1 : canal utilisateur
K1, K2 : gestion de la         D10                    D11                   D12
sécurisation du réseau         S1                rese rvé           M1      E2     X    X
           S1 : état de la synchronisation          M1 : indication d'erreur distante
                                Pierre LECOY - Télécommunications                       37
            S.D.H. : MULTIPLEXAGE
                 Hiérarchie plésiochrone américaine
 1 ,54 4
 Mb it /s D S1    C11     VC1 1      TU 11       4
 6 ,31 2                                                           7
 Mb it /s D S2    C2       VC2        TU 2           T UG 2                                        1
                                             1                7               V C3      AU 3            STM-0
 4 4,7 36
 Mb it /s D S3    C3
                           VC3        TU 3                        TUG 3   3                    3         51,58 Mbit/s
13 9, 26 4                                                                                                          STM-n
                                                                                                       AU G
 Mbi t/ s E4      C4                                                          V C4      AU 4
                                                                                                               n
 34 ,36 8                                                                                          1
                                                                                                              n x 155,52 Mbit/s
 Mb it /s E3
  8, 44 8                                        3
 Mb it /s E2                                                               n         Multiplexage de n affluents
  2, 04 8
 Mb it /s E1      C12     VC1 2      TU 12                                           Alignement

                  44 cel lules ATM                   C4                              Mapping
Hiérarchie plésiochrone européenne
                                                                          Recommandation ITU G709

                                     Pierre LECOY - Télécommunications                                             38
                   EN-TETE S.D.H.
• Surdébit (POH = Path Overhead) des VC-3 et 4 :
   Toutes les indications concernent le contenu du conteneur virtuel

              J1     path trace byte : identificateur de conduit (path)
              B3     Contrôle parité BIP-8 (sur 8 bits)
Repère le            Composition de la charge utile
début du      C2           (VC, cellules ATM, trames LAN ou IP ...)
  VC
              G1     État du conduit (erreurs distantes, défauts .. )
              F2                     Canal de communication de l'utilisateur
              H4   pointeur          (2 voies à 64 kbit/s)
              F3
              K3     Sécurisation : indique le n° du canal de protection
              N1     Supervision en mode tandem

                        Pierre LECOY - Télécommunications                  39
  S.D.H. ET PLESIOCHRONISME
• Gestion d'affluents plésiochrones :
  • Le système du pointeur permet des débits plésiochrones
          avec justification positive
  (si débit trop faible : on retarde l’affluent avec un mot de justification)
           ou négative
  (si débit trop fort : on l’avance en plaçant un élément d’info         Mode
                       dans un emplacement réservé)                     flottant

  • Il permet aussi le fonctionnement synchrone                              Mode
                                                                           verrouillé
  • Il permet enfin de connaître l’emplacement exact
         de chaque affluent (adresse du début dans le pointeur)
          et d’extraire directement n’importe quelle voie

                           Pierre LECOY - Télécommunications                    40
     JUSTIFICATION EN S.D.H.
 • Justification positive (le VC est en retard) :
                   SOH                             AU
               H1 H2 H3                                1er octet du VC, place i
 t               i (0)               Fin du VC précédent

                                                                1er octet du VC,
PJ (justification positive) : octet de remplissage                   retardé à i+1
 t+1              i (+)

 t+2             i+1 (0)
     Indication de justification positive : par inversion des bits impairs de H1 H2


                            Pierre LECOY - Télécommunications                        41
      JUSTIFICATION EN S.D.H.
  • Justification négative (le VC est en avance) :
                    SOH                             AU
                H1 H2 H3                                1er octet du VC, place i
  t               i (0)               Fin du VC précédent

NJ (justification négative) :                                    1er octet du VC,
octet d’information du VC                                        avancé à i-1
  t+1              i (-)

  t+2             i-1 (0)

      Indication de justification négative : par inversion des bits pairs de H1 H2


                             Pierre LECOY - Télécommunications                       42
   MULTIPLEXAGE EN SDH
• Multiplexage simple             aux extrémités des liaisons point à point




                             STM-n                                    STM-n
VC ou TU      basique                    STM-m
                                                          synchrone   (n>m)
           (plésiochrone)

• Multiplexage d’insertion - extraction
                         (ADM, add - drop multiplexer)

                                     STM-n
     extraction d’un canal
                                                 insertion d’un
     électrique ou
                                                 autre à sa place
        optique
                      Pierre LECOY - Télécommunications                  43
           BRASSAGE EN SDH
• Brassage de conduits d’ordre haut (VC3 ou VC4)
                      POH du VC conservé (notamment la trace J1)




                                                         SOH sortant
     SOH entrant                                          modifié

                    Brasseur


Permet la reconfiguration du réseau au rythme de l’évolution
du trafic ( commutation de circuits en temps réel)

                     Pierre LECOY - Télécommunications                 44
               BRASSAGE EN SDH
   • Brassage de conduits d’ordre bas (VC1 ou VC2)
                      POH de chaque VC conservé (notamment la trace J2)




 Conduits                                                           Conduits
d’ordre haut              (dé)multiplexeurs                        d’ordre haut
  entrants                                                           sortants

                               Brasseur


      Le brasseur est commandé par le réseau de signalisation


                          Pierre LECOY - Télécommunications               45
            BRASSAGE OPTIQUE
• Brassage de fibres optiques                                  Toutes les en-têtes
                                                                sont conservées
                                                                 (transparence)
 Trames STM-n
entrantes, sur une
 ou m longueurs                                                 Les mêmes trames
 d’onde par fibre                 Matrice de                        sortantes,
                                  commutation                   multiplexées de la
                                  optique                          même façon
• Brassage de longueurs d’onde
                                                                  Les mêmes trames
                                                                      sortantes,
                                  Matrice de                        multiplexées
             (dé)multiplexeurs    commutation                       différemment
                                  optique

       Pas de traitement électronique du signal (on reste dans la
                                                couche optique)
                           Pierre LECOY - Télécommunications                   46
      S.D.H. : SECURISATION
• Principes :
   - assurer une transmission synchrone avec la meilleure qualité
   - rétablir les circuits défaillants par passage sur canal de secours

• APS (Automatic Protection Switching) :
- détecte les erreurs à chaque niveau (section, conduit … )
                  par analyse des octets B1, B2, B3 ou J5
- émet des demandes de passage sur canal de secours
                  dans les octets K1K2 (niveau STM),
         K3 (niveaux VC3/VC4) ou K4 (niveaux VC1/VC2)
                  Octet K : contient n° du canal (ou du nœud) de secours
                           + message d’erreur (type de défaut)
- commute sur canal de secours
         Protection de type 1:1 (chaque canal a son canal de secours)
                  ou m:n (m canaux pour en sécuriser n>m ; ex. 1:n)
                       Pierre LECOY - Télécommunications                  47
         S.D.H. : ARCHITECTURES
      • Architecture en anneau : principalement en MAN
                                                  (metropolitan area network)
fibre principale
                   A                       Trafic : plusieurs liens dans le même sens
                                           [ex. : A - B, A - C par B, D - B par A … ]
           fibre de secours
                                           multiplexés sur le même arc (ici, AB)
     D                            B        • chaque nœud utilise un multiplexeur
               anneau à                    d’insertion - extraction (  token ring)
                2 fibres                   • un nœud raccorde un ou plusieurs
                                           utilisateurs (individuel, PABX, LAN .. )
                    C                      ou interconnexion avec un autre anneau


      Sécurisation : si A - B (conduit majeur) coupé,
      restauration A – B par DC (conduit mineur) en sens inverse

                              Pierre LECOY - Télécommunications                  48
          S.D.H. : ARCHITECTURES
      • Architecture en anneau : anneau à 4 fibres
fibres principales                                                ou 2(n+1) fibres
                       A         X

                                                        Trafic : dans les 2 sens
             fibres de secours                          • une (ou n) fibres principale(s)
      D                                   B                       par sens
                                                        • une fibre de secours par sens


                        C
      Sécurisation : si conduit A - B coupé, restauration par la fibre de secours
                                           sur le même arc, dans le même sens
      Si câble coupé, restauration en sens inverse
                              Pierre LECOY - Télécommunications                      49
    MODES DE COMMUNICATION
• Mode circuit :
•        établissement d’un lien continu de bout en bout
                 - permanent (circuits loués)          bien adapté aux
                                                      applications temps
                 - ou temporaire (circuits commutés) réel à débit constant
    sous forme d’un lien physique (commutation spatiale)                    (téléphone,
                   ou "logique" (commutation temporelle)                    visiophone)
          réservé et exclusif pendant la durée de la communication

•        transmission parfaitement synchrone
         temps de propagation faible (propagation sur le support)
                et strictement constant
                                                       peu adapté aux transmissions de
                                                                     données
                                                      (circuit réservé même si non utilisé)

                            Pierre LECOY - Télécommunications                        50
    MODES DE COMMUNICATION

• Mode message
•    pas de lien continu
     données acheminées de nœud en nœud
     canal partagé avec d’autres utilisateurs

•    transmission non synchrone
     temps de propagation variable et plus ou moins élevé
           application : messageries




                   Pierre LECOY - Télécommunications    51
  MODES DE COMMUNICATION
• Mode paquets
     message découpé en "paquets" courts
      optimisation du mode message
                  (délai moins long et de variations limitées)
           applications interactives possibles (non temps réel)

             évolution : paquets courts (ex. cellules ATM)
               permettant d’émuler un circuit temps réel

     Distinguer mode connecté ("circuits virtuels")
                   et mode non connecté (datagrammes)

                     Pierre LECOY - Télécommunications       52
       RESEAUX NUMERIQUES
Définitions essentielles :
• lien synchrone
•       temps de transfert des informations élémentaires
    tous identiques sur un lien donné
                                                        en mode circuit

• lien isochrone
       temps de transfert des informations élémentaires
pouvant varier à l’intérieur du réseau, mais égalisés à la
réception finale
                                                          possible en
                                                         mode paquet
 lien synchrone ou isochrone indispensable
              pour la voix et l’image

                    Pierre LECOY - Télécommunications                     53
   COMMUTATION DE CIRCUITS
• Exemple d’un autocommutateur d’abonnés :
          Jonctions d'abonnés
                                                                                 Circuits
                                                                                 interurbains
                          Concen-           Réseau de             Joncteurs
      Lignes               trateur          brassage              de circuits
      d'abonnés

     signalisation
     d'abonnés
                                                                              Gestion,
                                                                           surveillance et
           Explorateur          Commande connexion
           d'abonnés                                                        maintenance

                      Ordinateur                                                Circuits de
routage              de commande                Ordinateur                      signalisation
                                                de gestion                      inter-centraux

                              Pierre LECOY - Télécommunications                                  54
     COMMUTATION SPATIALE
• Principe : établir une continuité physique du support
                                   VWXYZ

                  A                                       Point de connexion
  Matrice :       B                                             (PCX)
                  C
                  D
                  E


• Technologies :                           existe toujours ! (crossbar)
   • électromécanique
   • électronique (à thyristors)                 Peu développé (car apparition
   • optique                                     de la commutation temporelle)
                 L’avenir ?
                      Pierre LECOY - Télécommunications                   55
 COMMUTATION TEMPORELLE
• Principe :
  – En multiplexage temporel synchrone, chaque voie est
    repérée par sa place dans la trame
  – Pour changer de voie, il suffit de changer l’octet de place

               mot x          t

               place x
           trame entrante X                                   mot x    t
                                                              place y
                                                           trame sortante Y

                       Pierre LECOY - Télécommunications                   56
     COMMUTATION TEMPORELLE
   • Schéma d’un commutateur « MIC » 960 x 960 :
                conversion
             sérieparallèle                                      conversion
Ligne Numérique                                               parallèle  série
Entrante (LNE)1              mémoires tampon                                      Ligne Numérique
                                             bus 8 bits                           Sortante (LNS) 1
                                32 mots

 LNE 2                          32 mots                                           LNS 2


 LNE n                                                                            LNS n
                                32 mots


                             mémoire de                                n=32 lignes de
  signalisation
                             commande                                     30 voies
                                                                       (trames MIC)

                                Pierre LECOY - Télécommunications                         57
    COMMUTATION TEMPORELLE
  • Commutateurs de grande capacité :
                  LNE                                                         LNS

                        CT 1                                     CT 1
2n commutateurs         entrée                                   sortie
 temporels (CT)
     nxn                                                                  m         LNS km
                                                                 i CTk
                                  k
          LNE ij        j   CTi


                            CT n                                 CT n
                            entrée                               sortie



                             Pierre LECOY - Télécommunications                         58
 COMMUTATION TEMPORELLE
• Commutateurs « spatial-multiplex » :
                                                       portes logiques
• commute spatialement des           LNE 1                        LNS 1
trames MIC sans changer
                                                   n
l’ordre des voies

• utilise des portes logiques                          MC 1              n

• associé à des étages temporels
                                                                  LNS n
                                                   n
        Fonction de
         brassage                      LNE n
                                                         MC n     mémoires de commande

                            Pierre LECOY - Télécommunications                    59
 COMMUTATION DE MESSAGES
• Principe : données acheminées de nœud en nœud
            avec attente d’un lien libre si nécessaire
             A
  Source A                                                        C       Réc. C

                          A C                            Nœud 3
             B                                                        A
  Source B       Nœud 1
                                                                          Réc. A
                          B
  Source C   C
                                            Nœud 2
                                                                     Routage par
                                                                      les nœuds
  Economique, mais délai très                      B
                                                            Réc. B
       variable avec le trafic

                     Pierre LECOY - Télécommunications                        60
  COMMUTATION DE PAQUETS
• Principe : décomposition du message en paquets
            courts  moins d’attente aux nœuds

             A1A2A3A4
  Source A                                                    C2 C1 C3     Réc. C
                                             A4
                             A1 C2 A3 C3                    Nœud 3
             B1B2                                                    A1 A3 A2 A4
  Source B        Nœud 1
                       B1                                                   Réc. A
                         C1
             C1C2C3        A2 B2                              A2
  Source C                                                  C1
                                               Nœud 2
                                                    B1
                                                      B2       Réc. B

                        Pierre LECOY - Télécommunications                      61
  COMMUTATION DE PAQUETS
• Mode non connecté :
  – Chaque paquet est routé indépendamment des autres,
    par chaque nœud
  – Ils suivent des chemins différents et peuvent arriver
    dans le désordre
  – Ils connaissent l’adresse explicite du destinataire
                           Simple, robuste, peu efficace

                                Délai aléatoire à travers le réseau
 Exemple : IP (Internet)


                    Pierre LECOY - Télécommunications             62
  COMMUTATION DE PAQUETS
• Mode connecté :
   – Un protocole établit d’abord un lien entre l’émetteur et le
     récepteur                     Efficace, sûr, plus complexe
   – Les données ne sont envoyées que si le récepteur est prêt
   – Le chemin est réservé et consigné dans des tables de routage
   – Les paquets suivent le même chemin et arrivent dans l’ordre
   – Ils connaissent un « identificateur de lien » et non les
     adresses explicites
                                                           Exemples : X25,
• dit « circuit virtuel » :                               Frame Relay, ATM
permanent (PVC, permanent virtual circuit)
ou commuté (SVC, switched virtual circuit)
  utilisé seulement lorsqu’il y a des données  mode circuit
                      Pierre LECOY - Télécommunications               63
                              X 25                             Transpac

•   Principe : transmission et commutation de paquets
•   Mode de fonctionnement : connecté
                                                    et non au temps !
•   Facturation : au volume d'informations transmises
•   Services offerts: messagerie, identification, transferts
                d'appels, groupes fermés d'utilisateurs...
                                                         Couche transport
• Format d'un paquet X 25 :
       En-tête    Numéro de voie       Numéro du paquet          Données
        4 bits       12 bits                8 bits           32 ou 128 octets

• Transmission de nœud à nœud : couche liaison
       (paquets insérés dans une trame HDLC, à 72 kbauds)

                     Pierre LECOY - Télécommunications                     64
                RELAIS DE TRAME
                                 (Frame Relay)
• Principe : transmission de paquets, en mode connecté
• Particularité : les trames (couche 2) jouent le rôle des paquets
• Trames :         Drapeau             En - tête       Champ de données
                                                                                 Contrôle
                                                                                               Drapeau
                                                                                d'erreurs
                     flag                  header              Data            FCS = frame      flag
                                                                              check sequence
                    1 octet            2 octets               n octets           2 octets      1 octet
                           En -tête                    DLCI                  CR   EA
                      (cas sur 2 octets)            DLCI         FECN BECN   DE   EA




Data link connection identifier                       Contrôle de flux : notification de congestion
sur 10 bits, extensible : bit EA                       vers les terminaux (FECN, BECN)
et non l'adresse explicite                            puis destruction de trames
                                                      avec "préférence à l'écartement" (DE)
                                  Pierre LECOY - Télécommunications                            65
           RELAIS DE TRAME
                       (Frame Relay)
• Avantages : simplification de la procédure de commutation
              simplification du protocole
      (contrôle d'erreur effectué par les couches hautes et non plus à
      chaque nœud comme X25)
              réduction du temps de traitement aux nœuds
      rendu possible par l'amélioration de la qualité de transmission
       temps de transfert des données réduit
       débits plus élevés (1544 ou 1920 kbit/s)

• Applications : circuits virtuels (permanents ou commutés)
      interconnexion de réseaux locaux, de BTS, de DSLAM …
                       Pierre LECOY - Télécommunications   GPRS         66
                       A.T.M.
       Asynchronous Transfert Mode
• Principes : multiplexage temporel asynchrone
            + commutation de cellules (paquets rapides)
• Souplesse du mode paquets       avec qualité de
      + rapidité du mode circuit   service (QoS)
                     Fonctionnement isochrone possible
                        (émulation du mode circuit)
• Applications : RNIS large bande (B-ISDN)
            réseaux locaux virtuels (VLAN)
            interconnexion de réseaux locaux, backbones …
            connexion des stations de base de l’UMTS
                  Pierre LECOY - Télécommunications      67
                                 A.T.M.
             Asynchronous Transfert Mode
• Constitution des cellules :
    Source A     Source B     Source C            en-tête       champ de données
                                                  5 octets      48 octets

                                                         Format de la cellule
Celluleurs                                                              octet
                                                       GFC/VPI     VPI   1
                                                         VPI       VCI   2
                                                               VCI       3
                                                         VCI     PTI CLP 4
        Ajout en-tête                                          HEC       5
                                 File d'attente       Format de l'en-tête
       Multiplexage                Cellule vide
                                                                  t

                            Pierre LECOY - Télécommunications                      68
                          A.T.M.
        Asynchronous Transfert Mode
• En-tête des des cellules :
      sert au repérage et au routage des cellules
                                                          Voie virtuelle
• VCI (virtual channel identifier)                   Définie de bout en bout
• VPI (virtual path identifier)
   utilisés pour le routage                             Faisceau virtuel
    « par étiquette »                               Regroupe des VC entre 2
• GFC (generic flow control)                           nœuds du réseau
• PTI (payload type identifier)
• CLP (cell loss priority)                         Contrôle d’erreurs
                                                       sur l’en-tête
• HEC (header error control)                    + « cadrage » des cellules
                     Pierre LECOY - Télécommunications                   69
           SERVICES DE L’A.T.M.
• « classes » de service :

         Classe              A                 B                    C                     D
    Synchronisation
                           avec               avec                sans                   sans
    entre extrémités
         Débit            constant          variable             variable           variable
         Mode            connecté          connecté          connecté            non connecté
     Couche AAL            type 1            type 2                      type 3/4 ou 5


Téléphone, visiophone,                                                             Signalisation,
                                              Données, messageries,
 video débit constant                        transmission de fichiers,              Trames IP
                  Video comprimée à             d’images fixes …
                    débit variable

                             Pierre LECOY - Télécommunications                                  70
MODELE EN COUCHES DE L’A.T.M.

     Couche
      AAL           convergence
  ATM Adaptation   Segmentation et                   Constitution des cellules
      Layer         réassemblage                    (champ de donnée selon le
                                                           type d’AAL)
  Couche ATM
                                               Multiplexage et routage des
                   Convergence de              cellules, traitement en-têtes,
     Couche                                           contrôle trafic
                    transmission
    physique          Support
                      physique               Insersion des cellules dans les
                                               trames (SDH, FDDI … ) ,
                                            contrôle d’erreurs sur l’en-tête


                    Pierre LECOY - Télécommunications                           71

								
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