reseaux doperateur de telecommunications julien perrenot 2006-2007
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RESEAUX D’OPERATEUR DE TELECOMMUNICATIONSJulien PERRENOT 2006-2007
Introduction au réseaux d’opérateurs 2
Objectif du cours
Donner une vision globale des réseaux de télécommunications d’aujourd’hui et de demain, en particulier ceux d’un opérateur.
Des notions de transmission, de commutation et d’architecture de réseau seront notamment approchées avec une vision pragmatique
Introduction au réseaux d’opérateurs 3
Plan de l’intervention (1/3) Introduction aux Réseaux d’Opérateurs
Typologie de réseau Visite guidée du réseau FT Carte Interactive
Le Réseau Téléphonique Commuté (RTC) RTC Réseau sémaphore Portabilité
Les Réseaux d’accès La boucle Locale Le Dégroupage Les Supports de transmission
Introduction au réseaux d’opérateurs 4
Plan de l’intervention (2/3)
La Ligne Numérique d’abonné 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
Introduction au réseaux d’opérateurs 5
Plan de l’intervention (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 émergentesUMA FFTx WiMaxNext Generation Network (NGN)
Partie I Introduction aux Réseaux d’Opérateurs
Introduction au réseaux d’opérateurs 7
Typologie des réseaux1
Introduction au réseaux d’opérateurs 8
Problématique
Comment permettre à un ensemble de personnes de communiquer ?
Introduction au réseaux d’opérateurs 9
Problématique
Pour l’utilisateur, le réseau est caractérisé par le service qu’il rend.
Pour l’exploitant, le réseau est l’ensemble des équipements matériels et logiciels qui permettent l’interconnexion entre les terminaux.
A chaque équipement est associé un certains nombre de fonctions qui permettent d’offrir le service aux utilisateurs
Introduction au réseaux d’opérateurs 10
Topologie en bus
Introduction au réseaux d’opérateurs 11
Topologie en étoile
Introduction au réseaux d’opérateurs 12
Topologie en arbre
Introduction au réseaux d’opérateurs 13
Topologie en anneau
Introduction au réseaux d’opérateurs 14
Topologie à double anneau
Introduction au réseaux d’opérateurs 15
Catégorie de réseaux
PAN : Personal Area NetworkLAN : Local Area NetworkMAN : Metropolitan Area NetworkWAN : Wide Area Network
Introduction au réseaux d’opérateurs 16
Commutation de circuits
La commutation de circuit est un type de commutation dans lequel un circuit joignantdeux 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 nécessairesà la mise en place d’un circuit à la demande d’un utilisateur.
La signalisation correspond aux éléments à mettre en œuvre dans un réseau de façon à assurer l’ouverture, la fermeture et le maintien des circuits.
Introduction au réseaux d’opérateurs 17
Commutation de paquets
Un paquet est l’entité de base acheminée par les réseaux. Un paquetcontient un nombre variable ou fixe d’éléments binaires. Longtempsassez courts, de façon à optimiser les reprises sur erreur, les paquets se sont allongés à mesure que les taux d’erreur diminuaient. Ils peuvent atteindre aujourd’hui plusieurs milliers d’octets.
Transfert de paquets : technique générique consistant à transporter des blocs d’information, dénommés paquets, de nœud en nœud pour les acheminer à un récepteur.
Introduction au réseaux d’opérateurs 18
Commutation de circuits et de paquets
Commutation decircuits (5 circuits)
Commutation depaquets
La commutation de paquets est beaucoupplus efficace.
Introduction au réseaux d’opérateurs 19
Visite guidée du réseau FT
Animation
Introduction au réseaux d’opérateurs 20
Les modèles de référence2
Introduction au réseaux d’opérateurs 21
Le modèle de référence (OSI ancien modèle)Couche Application
Couche Présentation
Couche Session
Couche Transport
Couche Réseau
Couche Liaison deDonnées
Couche Physique
Application
Présentation
Session
Transport
Network
Data Link
Physical
Support de communication
Introduction au réseaux d’opérateurs 22
Le modèle de référence (nouveau modèle)
Couche Application
Couche Présentation
Couche Session
Couche Transport
Couche Réseau
Couche Liaison deDonnées
Couche Physique
Niveau application
Niveau Présentation
Niveau Session
Niveau Message
Niveau paquet
Niveau trame
Niveau physique
Support de communication
Introduction au réseaux d’opérateurs 23
Le modèle de référence
Introduction au réseaux d’opérateurs 24
Encapsulation
H7 DONNEES
H6 H7 DONNEES
H5 H6 H7 DONNEES
H4 H5 H6 H7 DONNEES
H3 H4 H5 H6 H7 DONNEES
H2 H3 H4 H5 H6 H7 DONNEES CTL
Train de bits à émettre ou à recevoir
CTL : Champs de contrôle de la transmission
H : header champ en-tête des différents niveaux
Introduction au réseaux d’opérateurs 25
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
Introduction au réseaux d’opérateurs 26
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, ... Compression (Huffman, MPEG2, MPEG4,...)
Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique
Support physique d'interconnexion
Introduction au réseaux d’opérateurs 27
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
Introduction au réseaux d’opérateurs 28
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.
Introduction au réseaux d’opérateurs 29
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, ...
Introduction au réseaux d’opérateurs 30
Niveau message : Fragmentation
Introduction au réseaux d’opérateurs 31
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 distantesle 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.
Introduction au réseaux d’opérateurs 32
Le niveau paquet
Introduction au réseaux d’opérateurs 33
Chemin ou circuit virtuel = association de i, j, k, l, m
Niveau paquet
Chemin ou circuit virtuel.table de commutation
Bj Dk
i
i
mm
j
k
l
A
B
C
D
E
F
A i C j
Introduction au réseaux d’opérateurs 34
Niveau paquetLe paquet est une suite d’éléments binaires dont on ne peut distinguer le début et la fin (exemple IP, X.25, ATM…)
Pour transporter un paquet, il faut l’encapsuler dans une trameAjouter un drapeauUne signature
Encapsulation d’un paquet dans une trame : Adjonction de fonctions supplémentaires dans l’en-tête et la zone de fin de paquet : contrôle d’erreur, contrôle de flot, etc.
Introduction au réseaux d’opérateurs 35
Application Présentation Session Transport Réseau Liaison Physique
Support physique d'interconnexion
Niveau trameLe niveau trame est responsable de l’acheminement correct des paquetsqui lui sont remis, de nœud en nœud (communication entre 2 machines adjacentes).La fonction première du niveau trame est de détecter les débuts et lesfins des éléments binaires formant une trame. Elle est souvent en charge de la détection des erreurs de transmission..
Introduction au réseaux d’opérateurs 36
Niveau trame
Une liaison entre deux nœuds
Structure d’une trame
Introduction au réseaux d’opérateurs 37
Niveau trame
La trame est un bloc de donnée dont on sait reconnaître le début et la fin.01111110
0101010101010101010101010……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.
Introduction au réseaux d’opérateurs 38
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.
D’autres fonctionnalités peuvent être assurées:Le contrôle des erreurs en ligne.
Retransmission après rejet d’une trame.
Gestion d’adresse de niveau 2 ou de référence de niveau 2.Gestion du niveau 2 (contrôle des trames).
Introduction au réseaux d’opérateurs 39
Le niveau physiqueLa 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
Introduction au réseaux d’opérateurs 40
Le niveau physiqueSupport physique : nœuds de commutation, lignes physiques,...Règles permettant le transport des éléments binaires.
Bande de baseModulation (amplitude, phase, fréquence)
Modem (Modulateur-Démodulateur)Bit/s - Baud
MultiplexeurMultiplexage de voies basses vitesses sur une voie haute vitesseMultiplexage 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, ...
Introduction au réseaux d’opérateurs 41
1 1
0 0
1
00
Le niveau physique
Code tout ou rien
Bande de base
ModulationModulation de phase
Introduction au réseaux d’opérateurs 42
données
Numéro dela voie basse vitesse
trame
voie
haute vitessevoie basse vitesse
12
3
n
Le niveau physique
MultiplexeurMultiplexage de voies basses vitesses sur une voie haute vitesseMultiplexeur temporel
Multiplexeur statistique
Introduction au réseaux d’opérateurs 43
Résumé modèle OSI
Introduction au réseaux d’opérateurs 44
L’architecture TCP/IP
L’architecture 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.
Introduction au réseaux d’opérateurs 45
L’architecture des réseaux locaux
Les réseaux locaux ont une architecture spécifique dans le sens où une fonction supplémentaire doit apparaître : l’accès 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).
Introduction au réseaux d’opérateurs 46
Réseau Ethernet
Introduction au réseaux d’opérateurs 47
Réseau Ethernet
Les réseaux Ethernet sont ceux qui se servent d’une trame de type Ethernet pour transporter les paquets.Deux grands types de réseaux Ethernet:
Ethernet partagéLes stations sont connectées sur un même support physique
Ethernet commutéLes stations sont connectées en point à point.
Introduction au réseaux d’opérateurs 48
Architecture UIT-T
L’architecture UIT-T fait référence à l’environnement ATM.ATM définit une trame de petite dimension (53 octets)
Introduction au réseaux d’opérateurs 49
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 aujourd’hui les couches TCP/IP.
Introduction au réseaux d’opérateurs 50
Architecture MPLS
Architecture de type routeur/commutateur avec le niveau paquet IP pour la signalisation et un niveau trame pour la commutation.
Introduction au réseaux d’opérateurs 51
Exemple de réseaux3
Introduction au réseaux d’opérateurs 52
Introduction au réseaux d’opérateurs 53
PARIS
MULHOUSE
AJACCIO
SAINT HILAIREde 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
ORLEANSNANTES
BESANÇON
RENNES
CAENROUEN
AMIENS
LILLE
LE MANS
REIMS
NANCY
STRASBOURG
MARSEILLE
POITIERS
MONTPELLIER
LYON GRENOBLE
ANNECY
DIJON
Pôle à 2 points K
Point K1 Point K2
LENS
NARBONNE
AVIGNON
QUIMPER
CANNES
LIMOGES
NIMES
VALENCE
SAINT ETIENNE
Nœud particulier
Exemple de réseaux Le Réseau National (CTS - CTI)
Introduction au réseaux d’opérateurs 54
Exemple de réseaux : le réseau européen
Introduction au réseaux d’opérateurs 55
Exemple de réseaux : Backbone en Amérique du Nord
Introduction au réseaux d’opérateurs 56
Exemple de réseaux : Réseau de câble sous marins
Introduction au réseaux d’opérateurs 57
Carte Interactive
Animation
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