UMTS

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UMTS WAN

• Olivier ALLOVON
• Dimitri FOSSIER
• Florent GRATTA

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Plan

• Un bref historique
• LUMTS
• Le réseau de cœur
• Interopérabilité des réseaux
• Vers la 4G
• Conclusion

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Les premiers mobiles

• Introduits dans la fin des années 70, début 80
• Services fournis réseau analogique et mobilité
  limitée
• Appelé 1G pour première génération
• Le plus développé dans les pays scandinaves
• Problèmes
• Incompatibilité
• Capacité limitée

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GSM

• GSM Global System
• for Mobile communications
• Début de développement en 1982
• Premier réseau en 1991, en Finlande
• Système numérique, depuis 1995 en France/Europe
• Mobile 2G (Deuxième génération)
• Réseau cœur basé sur la commutation de circuits
  (interfaçage avec RNIS et RTC)
• Près de 40 millions de portables en France
  (juillet 2003)

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GPRS

• GPRS General Packet Radio Service
• Mobile 2G (ou 2.5G)
• Intermédiaire entre le GSM et lUMTS
• Fondé sur linterface radio du GSM, diffère par
  son réseau de cœur (commutation de paquets)
• Optimisé pour du transfert de données
• ? nouveaux services
• Lancement en France en 2002 (Orange)
• La QoS ne peut pas être assurée

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LUMTS

• UMTS Universal Mobile Telecommunication System.
• Promu par lUIT (normalisation mondiale programme
  IMT2000)
• 3GPP en charge de la normalisation (Danemark, 3rd
  Generation Partnership Project, Déc. 1998)
• ? Réseau de 3 génération (3G)
• Intégrer et promouvoir les systèmes existants
  (GSM/GPRS), avec une nouvelle interface radio
  lUTRA

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LUMTS les objectifs

• Principal objectif harmoniser les techniques de
  communications mobiles au niveau mondial.
• Nouvelle technologie daccès radio pour des
  débits plus importants et une densité supérieure
  dabonnés
• Convergence des réseaux fixes mobiles, public
  privés
• Architecture souple permettant aux opérateurs
  doffrir des nouveaux services
• ? Le réseau ne doit pas être une limite pour les
  services proposés

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LUMTS quelques services

• Téléphonie
• Email, Fax
• SMS, MMS
• Services multimédias
• Web
• Clips vidéos
• Vidéoconférence
• QoS

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Comparaison (théorique) GSM/GPRS/UMTS
Systèmes GSM GPRS UMTS
Débit 9.6 kb/s 120 kb/s 2 Mb/s
Email (10ko) 8 s. 0.8 s. 0.004 s
Fichier (40 ko) 33 s. 3 s. 0.2 s
Photo (100 ko) 83 s. 7 s. 0.4 s.
Clip vidéo (4 Mo) 48 min. 4 min. 14 s.
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LUMTS Les zones
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Zone 1 Intérieur

• Zone composée de
• pico-cellules
• Portée de lordre de 10 m.
• 10 utilisateurs max., à 10km/h
• Débit 2Mbits/s max

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Zone 2 Urbaine

• Zone composée de
• micro-cellules pour les
•  points chauds  ? aéroports, gares
• Portée de plusieurs centaines de m.
• 256 utilisateurs max., à 120km/h
• Débit 384 kbits/s max

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Zone 3 Rurale

• Appelée aussi zone
•  suburbaine 
• Zone composée de macro-cellules
• Rayon de portée de plusieurs km.
• 512 utilisateurs max., à 500 km/h
• Débit 144 kbits/s max

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Zone 4 Globale

• Couvre les zones à
• faible densité de population
• Débit 144 kbits/s max
• Mobilité 1000km/h
• Grande couverture ? service universel
• Infrastructure satellitaire
• Uniquement au stade de prévision

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LUMTS quelques dates par le 3GPP (1998)

• Première normalisation 1999
• Fonctionnement en releases
• Intégration, déploiement 2000/2001
• Mise en service définie pour fin 2002 pas encore
  en service en France.

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UMTS les releases

• Vision européenne de lUMTS
• R99 de mars 2000
• R4 de mars 2001
• R5 de mars/juin 2002
• R6 prévue pour décembre 2003
• ? Evolution de larchitecture réseau

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Le réseau de départ (R99)
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Un réseau intermédiaire (R5)
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Vers le  all IP (R6)
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Le core network

• Le réseau de cœur dans les releases récentes
  implémente différents protocoles
• ATM
• ATM-SVC (Transport)
• Internet Telecom
• IP Mobile

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ATM (1)

• UMTS 1 version
• Choisi pour ses possibilités en terme de QoS
• Commutation de cellule de taille fixe.
• Taille limitée utile pour la téléphonie (parole
  1 octet toute les 125 µs)
• Utilisation de la signalisation pour réserver les
  ressources

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ATM QoS (2)

• 5 Classes de services définies
• CBR (constant bit rate) BP fixe (voix, vidéo
  temps réelle)
• VBR (variable bit rate) Intensité de trafic
  variable dans le temps, contraintes temporelles
  fortes (parole, vidéo compressée)
• ABR (available bit rate) BP restante avec un
  débit minimum
• GFR (guaranted frame rate) ABR simplifié
• UBR (unspecified bit rate) best effort

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ATM-SVC

• Grande flexibilité exigée pour les différentes
  fonctions dans lUMTS (Contrôle de Session, de
  QoS,)
• Commutation en mode non connecté
• Pas de négociation
• Pas de contrôle de QoS (dépend du réseau)
• Commutation en mode connecté
• Négociation usager ? réseau
• Scrutation de létat du trafic, et empêche
  laccès pendant la transmission de données si
  besoin

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Internet Telecom

• Principe avoir une QoS.
• Utilisation du protocole RSVP
• Avertir les nœuds de la QoS à appliquer

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Internet TelecomCOPS

• UMTS 2 version
• Lutilisateur fait une demande de ressources
  auprès dun serveur central qui se charge de la
  gestion de la QoS sur le réseau.

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IP Mobile

• Objectif remplacer les techniques de gestion de
  mobilité du GSM/GPRS.
• Permettrait aux opérateurs dutiliser IP à grande
  échelle
• Réduire les coûts de déploiement
• Faciliter la maintenance des réseaux
• Problèmes
• Sécurité
• Micromobilité Changement dadresse long et
  risques de perte de paquets
• Radio erreurs reconnues comme problèmes de
  congestions par la couche TCP

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Atouts IPv6

• Grand nombre dadresses disponibles
• Meilleure gestion de la mobilité
• Sécurité intégrées
• QoS

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Interopérabilité avec les réseaux WLAN

• Utiliser le réseau WLAN par substitution au
  réseau de cœur UMTS
• ? Utiliser les avantages du WLAN pour lUMTS

UMTS Mobilité Accessibilité
WLAN Prix BP Largement utilisé
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WLAN

• WLAN Wireless Local Area Network
• Réseau Hertzien, complément à un réseau Ethernet
  (802.11b, HiperLAN)
• Périmètre dun réseau local défini permettant aux
  terminaux situés sur la zone de couverture de sy
  connecter.
• WLAN ? Technologie sans-fil employée

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Le projet EVOLUTE

• sEamless multimedia serVices Over alL IP-based
  infrastrUcTurEs.
• Concevoir, spécifier une infrastructure réseau
  basée sur IP qui offre des services multimédias
  aux utilisateurs accédant au réseau via
  différentes technologies wireless.

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Le projet EVOLUTE
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UMTS/WLAN combat ou complémentarité ??

• Coût WLAN et des communications réduit.
• Débit plus intéressant avec les WLANs
• Portée limitée du WiFi par rapport à lUMTS

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Comparaison UMTS/802.11b
UMTS 802.11b
Débit max 2Mbits/s 11Mbits/s
Fréquences 1,9-2,2GHz 2,4GHz
Couverture Europe limitée
Nb utilisateurs 256 max 200/AP max
Coût des com. Oui Non
Qualité réseau Oui Non
Licence Oui Non
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Vers la 4G

• Prévue pour 2010
• Basée sur lITS Intelligent Transportation
  System
• Associer différentes technologies en un même
  ensemble.
• Applications Vidéo à le demande, Télé,
• VHE retrouver son environnement de travail
  personnel partout dans le monde.

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Vers la 4G
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Conclusion

• Lancement UMTS fin du premier semestre 2004 en
  France.
• Regain dintérêt des opérateurs actuellement dans
  la téléphonie mobile équipement en matériel en
  hausse
• Volonté de rendre le réseau cœur UMTS tout IP
• Complémentarité avec WLAN
• Norme 802.16 à surveiller

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UMTS et WAN