Notes sur le réseau téléphonique commuté - 2° partie., Notes de Fondements informatiques
Francine88
Francine888 January 2014

Notes sur le réseau téléphonique commuté - 2° partie., Notes de Fondements informatiques

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Notes de fondements informatiques sur le réseau téléphonique commuté - 2° partie. les principaux thèmes abordés sont les suivants: Performance de la Commutation paquet, Plan, Historique marocain Architecture primaire du ...
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Microsoft PowerPoint - Telephonie fixe et systemes PDH [Mode de compatibilité]

20/12/2009

47

Le Réseau Téléphonique Commuté

Dr. Ing Noureddine Idboufker 

n_idboufker@yahoo.fr

Version 2009‐2010 

Performance de la Commutation paquet

Nous supposons que tous les paquets d’un même message empruntent la même route.

Nous admettons que le temps de propagation sur le support et que le temps de traitement soient nuls

Soit un message de longueur L (en bits) qui est découpé en p paquets émis sur les différents supports ayant le même débit D en bit/s. Les en-têtes protocolaires sont de taille totale égale à H

1. Calculer le délai nécessaire pour que le premier paquet arrive de A à N1 (t1) en fonction de D, L et p

2. Calculer le délai nécessaire pour que le premier paquet arrive de A à B (t2) en fonction de D, L et p

3. Calculer le temps nécessaire pour que tous les paquets du message traversent

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le réseau, composé de N nœuds, et arrivent à destination

Sans en-têtes protocolaires

Avec en-têtes protocolaires B

A N1

N2

N3

L4 L1

L2 L3

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Performance de la Commutation paquet

1. Tp = L/pxD

2 Calcul du temps de traversée .

1. À l’instant t0, la paquet 1 est émis sur le lien 1

2. Ce paquet est reçu par le nœud 1 à t0 + tP (tp étant le temps de sérialisation d’un paquet)

3. En admettant que les temps de traitements sont nuls au niveau du nœud :

le paquet est donc réémis immédiatement sur le nœud 2 pendant que le paquet 2 est émis sur le lien 1

4. Si N est le nombre de nœuds traversés, le paquet 1 arrive à destination dans : (N+1)xtp

5. Si p est le nombre de paquets, le dernier paquet est émis à : (p-1)xtp

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6. Le dernier paquet arrive (ce qui correspond à la fin du transfert) : (p-1)xtp + (N+1)xtp = (p+N)xtp c.a.d que le temps de traversée du réseau est

1. Tp = (p+N)x L/pxD ou encore Tp = L/D x (1+N/p)

2. Avec en-têtes protocolaires : Tp = L+pH/D x (1+N/p)

Performance de la Commutation paquet

Le temps de traversée dépend

Du nombre de nœuds traversés : minimiser le nombre de nœuds et assurer un maillage du réseau pour trouver les routes directes

De la taille du sur débit associé aux en-têtes protocolaires

Utiliser le minimum d’en-tête (utiliser la compression d’en- tête si possible)

Dépend du débit du lien d’accès

Utiliser les liens à haut débit (problème de cout)

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Plan

Architecture du système téléphonique

Sig li ti d l é télé h ina sa on ans es r seaux p on ques

la boucle locale

Systèmes de commutation Hierarchie des commutateurs

la commutation spatiael

La commutation spatiale multi étages-

La commutation temporelle

Multiplexage et lignes interurbaines

Signalisation RTC

Hiérarchie PDH

Ingénierie d’acheminement RTC

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Ingénierie de trafic RTC

Le réseaux numérique RNIS

Historique marocain

1883 : le téléphone se développe à Tanger

1908 : Tanger communique télégraphiquement avec l’Europe à l’aide de trois câbles :France, Espagne, et Angleterre

1927 : Premier central automatique à Rabat

1932 : Premier central R6 à Casablanca

1994 : le GSM est au Maroc

1995 : le RNIS est au Maroc

1996 : Le Maroc est connecté à Internet

2003 : ADSL est installée au Maroc (ATM)

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2005 : la technologie MPLS est adopté au Maroc

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Architecture primaire du Réseau Téléphonique

Lors de l'invention du téléphone, les liaisons téléphoniques s'installaient par paires.

Lorsqu'un individu A voulait communiquer avec un individu B, il fallait installer un câble entre les domiciles de A et de B.

Ce câble ne servait qu'à la liaison entre A et B.

é é à à àSi C voulait t l phoner A et B, il devait son tour installer deux lignes : une vers A et une vers B.

Si un individu voulait parler avec n autres, il devait installer n fils.

Les villes se couvrirent donc de fils de cuivre, qui passaient dans les arbres, au dessus des maisons et des rues dans un embrouillamini

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invraisemblable, d'autant plus que le nombre de fils téléphoniques augmentait sans cesse.

Architecture primaire du Réseau Téléphonique

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L’arrivée du central téléphonique

Graham Bell, inventeur du téléphone, conscient du problème, créa Bell Telephone Company pour répondre au nombre croissant de demandes d'abonnements au service téléphonique.

C'est ainsi que le premier central téléphonique vit le jour, en 1878 , à New Haven.

La société Bell se chargeait d'amener un fil électrique chez l'abonné , relié au central.

Pour téléphoner, l'abonné devait actionner une manivelle, ce qui actionnait une sonnette au central.

Un employé répondait, à qui on donnait le nom du correspondant à i dé i it l

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qu on s ra par er.

L'employé se chargeait ensuite de faire la connexion (la commutation) manuellement (via des câbles) depuis le central.

Architecture primaire du Réseau Téléphonique

Ce type de centraux desservait 21 abonnés : topologie étoile

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Desserte inter-villes De plus en plus de villes sont équipées de central téléphonique

Le besoin des clients d’appeler d’autres correspondants situés sur d’autres villes

Interconnecter tous les centraux entre eux !!!

L’interconnexion totale de tous les centraux est devenue ingérable !!!

Apparition d’un second niveau de commutateurs :

afin de disposer d'une structure centrale évitant l'interconnexion totale

Connecter les centraux entre eux

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Réseau d’opératrices ….

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Commutation par opératrice

Chaque ligne d’abonné est dotée de voyants

Libre

Désire parler à quelqu’un

En communication

T ûtrop co euse

Automatisation du réseau : Ordinateurs gérant les appels des clients

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La commutation automatique

La commutation automatique des appels, qui a mis au chômage les standardistes, fut inventée par ... un entrepreneur de pompes funèbres : Mr Strowger.

Contourner la concurrence

Strowger fut mis devant le choix, pour survivre, soit de

h d ill c anger e v e,

inventer la commutation automatique.

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Le RTC est enfin mature

La structure de base du réseau téléphonique était donc en place dès 1890 :

Les centraux téléphoniques

Les câbles entre les abonnés et les centraux (paires de fils torsadés et isolés)

Les câbles de longue distance reliant les centraux.

Cette structure, mis à part le fait que les commutateurs sont devenus automatiques et les fils plus performants, n'a pas été remise en cause, et modifiée, depuis.

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Composantes RTC

Architecture des réseaux

Réseaux d’accès

Boucle locale

Réseaux de commutation

éR seaux de transmission (transport)

Le réseau de signalisation

La gestion de réseau

Le réseau intélligent

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Les composantes RTC Gestion

Réseau IntélligentSCP

Commutation

Signalisation C1

C2 C3

C4

BL

Com

Transmission

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BL

Plans techniques fondamentaux

L’ensemble des règles d’ingénierie nécessaires pour le fonctionnement correct du RTC

Plan de numérotage

Plan de transmission

Plan de taxation

Plan de synchronisation

Plan d’acheminement

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Plan de numérotage

But : établir une relation réciproque entre un abonné et un numéro de téléphone

Identification des abonnés

Il est nécessaire de se référer à un plan de numérotage national en vu de pouvoir réaliser l’interconnexion automatique entre tous les abonnés du territoire couvert par l’opérateur

Faciliter les taches des autocommutateurs dans leurs fonctions d’acheminement et de taxation

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Plan de numérotage

Les normes en vigueur (CCITT) : Un plan mondial, définit par le CCITT (UIT-T), divise le monde en 9 zones ( 1 =Amérique du nord, 2 = Afrique, 3 = Europe du sud, 4 = Europe du nord ...). Un abonné sera identifié par 3 chiffres définissant sa zone internationale + 8 chiffres.

Maroc : 212 + 9 chiffres,

France : 33x + 9 chiffres, (330..339 prévus)

Malte : 356 + 8 chiffres. Le n° d’un abonné est AB.PQ.MC.DU avec

AB = zone géographique (département),

PQ = commutateur de rattachement, MCDU=n° d’abonné.

Ex : 00I1I2I3BPQMCDU

À l’échelle d’un opérateur, possibilité d’utiliser : Un plan ouvert

L é d’ b é l i bl

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e num ro a onn a une ongueur var a e Plan fermé

Le numéro d’abonné a une longueur fixe

Au Maroc l’ANRT est responsable de la gestion du plan de numérotage national

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Plan de transmission

But : fixer la répartition des équivalents entre les divers éléments d’une liaison téléphonique de sorte :

Assurer un minimum de qualité pour les conversations

Fixer les règles de raccordements

Fixer les règles d’acheminement

fixer les valeurs d’affaiblissement maximales pour une relation téléphonique : compromis technico- commercial

Le confort d’écoute dépend de :

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l’affaiblissement

La distorsion d’affaiblissement : différence entre valeur max et min entre 300 et 3400 Hz

Plan de transmission

Les éléments intervenant : L t télé h i es pos es p on ques

La boucle locale

Les circuits locaux et internationaux

Les commutateurs

l d dLe p an e transmission oit viser Réduire au minimum les interruptions techniques

Contenir toutes les indications sur la répartition des dégradations entre les points nodaux en précisant clairement les cas les plus défavorables

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Permettre la modernisation et l’extension du réseau en intégrant de nouveaux systèmes de transmission

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Plan de transmission

Le CCITT a normalisé les valeurs d’affaiblissement et de distorsion d’affaiblissement sur chaque tronçon du réseau international

97% des communications internationales doivent avoir 36dB max

Pour 3% restants on tolère jusqu’à 40dB

L’équivalent national pour chaque pays se décompose :

21 dB pour le système national à l’émission

12 dB pour le système national à la réception

Le nombre max de tronçons du réseau international

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Une communication internationale ne doit jamais comporter plus de 14 tronçons dont 6 dans le réseau international (avec un équivalent chacun ne dépassant pas 6dB CI vers CI)

Plan de transmission

L’équivalent disponible pour le système international est de :

36 – (21 + 12) = 3 dB ou 6 x 0,5 = 3 dB

Ab CL CAA CT CI CTI AbCLCAACTCTI 21 dB

3 dB 12 dB

Système national à l’émission Système national à la réception Système

international

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Les Réseaux Hauts Débits

Dr. Ing Noureddine Idboufker 

n_idboufker@yahoo.fr

Version 2008‐2009 

Plan de taxation

Les dépenses OPEX et CAPEX Investissement

Exploitation

Entretien

Impose aux utilisateurs de

participer pour l’amortissement et l’amélioration de la QoS

Promouvoir de nouvelles installations

Nécessité de taxation des communications

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Plan de taxation

La taxation repose sur des équipements de comptage, les uns mémorisant les informations, les autres élaborent la tarification

Les commutateurs sont :

dotés d’éléments appelés : taxeur

ou intégrant la fonction au niveau du processus de traitement d’appels

Procède à la détermination du mode de taxation selon

Le numéro appelé

Le numéro appelant

Mémorise l’heure de début et de fin de la com

Calcul de le nombre d’unités Telecom

Met à jour le compteur d’abonné

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Les paramètres de taxation

La distance entre les abonnés

La durée de la conversation

L’heure et ke jour d’établissement de la communication

Plan de synchronisation

Permettre à tous les équipements du réseau d’être synchronisé sur la même référence temporelle

Chaque équipement du réseau est dotée d’une unité de Synchronisation du Réseau Numérique (USRN)

Le raccorder à la couche de synchronisation

Assurer la connexion vers l’horloge de référence

Pour le réseau de France Telecom, la synchronisation du réseau (commutateurs) à démarré en 1986 et s’est achevée en 1988.

Elle utilise comme référence, 7 horloges atomiques d’une précision de 10- 12 (4 à Paris et 3 à Lyon).

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Les USRN sont maillées : chaque CTP reçoit 3 trains de fréquence (Paris, Lyon, un autre CTP), de même chaque CTS reçoit de 2 CTP et d’un autre CTS...

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Plan de synchronisation Horloge de référence au césium

USRN

USRN : Unité de Synchronisation du Réseau Numérique

CTP : CT Primaire

CAA

USRNUSRN

CTS : centre de Transit Secondaire

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URAURA : Unité de raccordement PABX

CAA : C à Autonomie d’acheminement

Organisation du RTC

Il est conçu pour connecter pendant le temps nécessaire les installations téléphoniques d’abonnés entre elles

Il est composé d’un ensemble de postes téléphoniques,

de lignes téléphoniques

des équipements de commutation et de transmission

Le réseau de téléphone permet de distinguer deux sous-ensembles du réseau :

Le réseau local, ou réseau de distribution :

il dessert les abonnés grâce à une structure étoilée autour d'un centre de commutation local.

b kb é

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Le réseau ac one, ou r seau de coeur :

Il possède une architecture à deux niveaux, l'une étoilée, l'autre maillée.

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Le poste téléphonique

Assure un nombre surprenant de fonctions :

Il est hors de fonction quand le combiné est raccroché, néanmoins, une sonnerie est branchée en permanence sur la ligne permettant d'avertir l'abonné chaque fois qu'un appel lui est adressé.

f l b é dé hé l d lUne ois e com in croc , i in ique que e poste est prêt à être utilisé en recevant une tonalité continue.

Au cas où le combiné à été décroché pour répondre à un appel, il n'y aurait pas de tonalité mais le poste est directement relié à l'abonné demandeur

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.

Le poste téléphonique

Il reçoit et génère la signalisation d'abonné comme la sonnerie, les différentes tonalités, les signaux de numérotation, le décrochage et le raccrochage.

Il permet de transformer le signal acoustique (parole) en signal électrique qui sera transmis sur la ligne.

Il transforme aussi le signal électrique reçu en signal acoustique.

Il indique au centre de rattachement la fin de la communication quand l'abonné raccroche, lequel centre

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de rattachement avertira l'autre abonné en lui envoyant la tonalité de fin de communication.

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Catégories de postes

Postes à cadran (les plus anciens)

Postes à clavier (les plus récents)

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La boucle Locale

Le terme de boucle locale est utilisé pour désigner la partie ‘capillaire en fils de cuivre’ du réseau téléphonique.

Le raccordement d'un usager consiste en une boucle de courant constitué par les deux fils de cuivre d'une paire d'abonné, l'impédance du poste et l'impédance de l'interface ligne coté commutateur.

Le poste téléphonique d'un usager est télé-alimenté en énergie depuis le commutateur au moyen d'une tension d'entrée de 48V.

La signification du terme boucle locale s'est progressivement élargie au fil des années avec l'apparition de nouveaux réseaux et nouveaux services.

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La boucle locale est un terme générique employé pour raccorder un usager à son autocommutateur, quelques soit la technologie utilisée (optique, radio, coaxiale, …).

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Boucle locale

le poste téléphonique de l'abonné est relié à un commutateur d'entrée dans le réseau appelé commutateur de rattachement ou commutateur d'abonné.

Il se situe dans un bâtiment appelé central ou centre téléphonique (le terme centre sera souvent confondu avec le terme commutateur).

La longueur totale de fils qui sont impliqués dans les boucles locales est gigantesque.

Le de diamètre des fils de cuivre utilisés est 0.4 à 0.6 mm de diamètre (pour des utilisations très particulières le 0,8 mm).

Exemple : Considérons un opérateur de télécoms qui possède 5 millions d'abonnés. Chaque abonné est relié au CL ou au CAA (commutateur à Autonomie d'Acheminement) par une boucle locale en cuivre à paires torsadées. Nous considérerons que la longueur moyenne du câble est de 6 km.

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Quel est le prix cumulé de toutes les boucles en cuivre ? (Le cuivre fait 30 dhs/kg, et les fils utilisés font 5 mm de diamètre). Masse volumique du cuivre : 8940kg/m3.

Les Réseaux Hauts Débits

Dr. Ing Noureddine Idboufker 

n_idboufker@yahoo.fr

Version 2008‐2009 

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Liaison d'abonné

On appelle liaison d'abonné l’ensemble des moyens nécessaires pour assurer une transmission dans les deux sens entre, d’une part, un

é é é écommutateur d’abonn et une installation t l phonique d’abonn .

Paires métalliques : téléphonie ordinaire

Radio-éléctriques : GSM, Wi-Max

Fibres optiques : FTTX

é i Les qu pements :

Les câbles de branchement

Les points de concentration PC

Les câbles de distributions

L é i SR

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es sous r part teurs

Les câbles de transport

Le répartiteur général

Équipements de raccordement d’abonnés

Câble constructeur Câble de branchement

Câble de distribution

Câble de transport

Répartiteurs :

Commutateur local De rattachement

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Répartition : géographique et numérique

Protection

Coupure

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Répartiteur

Répartiteur général

Constitue le point d'accès des lignes à l'autocommutateur : Point d’éclatement des câbles de grande capacité en nombres de paires sur des têtes verticales pour repérage, raccordement etc.

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Les lignes sont amenées sur des barrettes verticales dites têtes de câble verticales ou tous simplement "les verticales".

Les points d'arrivés des lignes sur l'autocommutateur sont raccordées sur des réglettes horizontales.

La liaison entre Verticales et Horizontales se fait au moyen de jarretières.

Les sous répartiteurs SR

Les sous répartiteurs SR sont des "casiers" placés sur les trottoirs .

Ils permettent de la même façon qu'un PC de regrouper les câbles de distribution vers les câbles de transport qui sont plus volumineux.

àUn SR peut connecter jusqu' 1500 paires.

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Les points de concentration PC

Ce sont des petites boîtes placées sur des poteaux ou dans des endroits réservés au sein des immeubles desservis.

Les paires téléphoniques arrivent au PC sur des réglettes, des connexions

àamovibles les relient d'autres réglettes sur lesquelles sont branchés les câbles de distribution.

Le PC n'est rien d'autre qu'un mini répartiteur de petite capacité d'une à

l di i d i

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que ques za nes e pa res.

Les câbles

Les câbles de transport : t i il i âbl d di t ib ti d ité l él é son s m a res aux c es e s r u on avec es capac s p us ev e,

112 à 2688 paires.

Ces câbles sont posés dans des conduites souterraines.

Les câbles de distributions : Relient les points de concentration au sous Répartiteurs.

Ch âbl ti t t i b d i t l lib t aque c e con en un cer a n nom re e pa res e eurs ca res son généralement normalisés.

On trouve des câbles de 14, 28, 56, 112, 244, 448 paires de calibres 0.4 ou 0.6 mm.

Ces câbles peuvent être soit aériens, soit posé en plein terre (moins onéreux mais vulnérables) soit en canalisations souterraines équipées de regards de visite pour l'entretient.

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Les câbles de branchement : Ce sont des lignes bifilaires individuelles

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Boucle Locale Cuivre : BLC

Câbles Multipaires

Caractéristiques physiques:

Diamètres, pas de la torsade et d’assemblages, fils d’écran, protection etc.

Caractéristiques électriques :

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Résistance de boucle, rigidité électrique, capacité mutuelle à 800Hz etc.

Performance de transmission :

Zc, Atténuation, désadaptation, diaphonie etc.

Boucle Locale Cuivre : BLC

1

3 2

branchement Transport

Distribution branchement

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Boucle Locale Cuivre

Phénomènes de réflexion dû :

Atténuation (dB) Dû aux branchements

Fréquences (Hz)

À la mauvaise adaptation des émetteurs récepteurs sur la ligne

Aux changements des sections de câbles

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.

Aux Connexions

À la modification de la qualité du câble lors de la pose

Commutateur

Diaphonie

Utilisateurs

Tx

Rx

Paradiphonie (NEXT)

Tx

Tx

Rx

Télèdiaphonie (FEXT) Rx

Rx

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Dû principalement à l’effet capacitif des paires adjacentes : NEXT très important FEXT considéré comme négligeable

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Atténuation fonction Longueur du câble, fréquence, caractéristiques

Performances de Transmission

0

20

Attenuation (dB)

1 km

ϕ x d R =

Seff

40

60

2km 3km

4km

Cable diameter = 0,5mm

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10 KHz 100 KHz 1 MHz

80

Fréquence (Hz)

Bande vocale

Atténuation en fonction de la distance

Performances de Transmission

Centre de Commutation

P i t dé d 0 5 a re orsa e e , mm

4 km : perte de 32dB à f kHz

5 km : perte de 55dB à f kHz

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Signal émis Signal reçu

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Performances de Transmission

Que signifie un affaiblissement de 32 dB à f kHz? Attenuation (dB) = 10 x log10 (P1/P2)

P1/P2 = Inv log10 (Attenuation / 10)

P1/P2 = Inv log10 (32 / 10) = 1585

signifie que l’impulsion reçue est 1585 fois petite !!

Que signifie un affaiblissement de 55 dB à f kHz? Attenuation (dB) = 10 x log10 (P1/P2)

P1/P2 = Inv log10 (Attenuation / 10)

P1/P2 = Inv log10 (55 / 10) = 316228

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signifie que l’imulsion reçue est 316228 fois petite !!

Le réseau backbone

Composé de deux sous ensembles :

Couche de commutation

Couche de transmission

Centres de commutation

liens de transmission

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Le réseau backbone

Couche de commutation

C’est l’ensemble des organes permettant d’établir à la demande une liaison temporaire entre une voie entrante et une voie sortante

aiguiller les communications (commutation de circuits)

concentrer le trafic

taxer l’abonné

surveiller la communication

Couche Transmissions

C’est l’ensemble des organes permettant de :

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relier entre eux les différents commutateurs

fournir les ressources (systèmes et support) pour transporter le trafic entre les commutateurs

Catégories de commutateurs

Deux catégories de commutateurs

1. Commutateurs d’abonnés

1. Commutateur principal : commutateur administrant toutes les lignes d’abonnés

1. Commutateur local : CL

2. Commutateur à autonomie d’acheminement : CAA

2. Commutateur auxiliaire : concentrateur

2 C t t d t it

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. ommu a eurs e rans

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Hiérarchie RTC

Dans la commutation de circuits, les commutateurs sont reliés entre eux par des circuits et aux abonnés par des lignes d’abonnés.

Les commutateurs sont organisés en structure hiérarchique.

Le réseau RTC est ainsi divisé en plusieurs sous-ensembles suivant un découpage en différentes zones, pour faciliter

L’exploitation

L t ti

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a cons ruc on

L’expansion

La gestion

Hiérarchie RTC

Zone Locale (ZL)

Dans la zone locale, les abonnés sont raccordés à un même commutateur local (CL).

Les CL établissent les connexions entre les lignes d'abonnés et leur CAA (commutateur à autonomie d’acheminement ) de rattachement.

Quand un abonné appelle un autre relié au même CL :

la mise en relation est réalisée directement par le CL

la mise en relation restera en l’état tant que l’un des deux usagers

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n’aura pas raccroché son téléphone

Les CL sont aussi dits commutateurs de classe 5

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Commutateur local 1. Commutateur local

Le commutateur local comprend les unités de raccordement des abonnés (URA) qui :

Fournissent l’énergie pour les postes (-48v)

Détectent l’accrochage et le décrochage

Génèrent la sonnerie et les tests des lignes

Offrent une fonction de concentration

Commutateur qui ne peut pas ou on lui interdit la faculté :

D’analyser les numéros qu’il reçoit

Ou qu’il est uniquement capable de distinguer les appels qui sont destinés aux abonnées qu’il dessert

Si le CL n’a aucune intelligence et son rôle se limite à la concentration, on l’appelle aussi centre auxiliaire

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Un commutateur local gère de 100 à 5000 abonnés situés à moins de 10 km.

Hiérarchie RTC

Zone à Autonomie d’Acheminement (ZAA)

Une ZAA est une zone géographique formée par un ensemble de ZL appartenant à une même zone.

Les commutateurs de ZAA sont dits CAA.

Il gèrent la commutation de circuits et l’acheminement du trafic entre différentes ZL et entre différents CAA d’une même ZAA.

La ZAA marque la zone géographique dans laquelle les abonnés peuvent être interconnectés au niveau des commutateurs d’abonnés sans utiliser le réseau national

la mise en relation est réalisée directement par le CL

l i l ti t l’ét t t t l’ d d ’

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a m se en re a on res era en a an que un es eux usagers n aura pas raccroché son téléphone

La ZAA est un réseau étoilé.

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Hiérarchie RTC

Commutateur à autonomie d’acheminement Commutateur d’abonnés capable

Analyser les numéros qu’il reçoit (ou les 1er)

Choisir entre plusieurs faisceaux de circuits sortant

Acheminer le signal d’appel vers sa destination

Un commutateur à autonomie d’acheminement (CAA) autorise jusqu’à 50 000 connexions.

Dans les grandes agglomérations les CAA peuvent être directement reliés , entre eux.

La tendance est au regroupement des ZAA pour en réduire leur nombre.

L'objectif pour cette structure est, qu'à l'avenir, chaque ZAA possède 2 CAA.

Les CAA sont aussi dits commutateurs de classe 4 CAA

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Cx

Cx CL

CL

Hiérarchie RTC

Zones de Transit (ZT) Les centres de transit permettent de connecter les commutateur qui n'ont pas de liaison entre eux.

permet d'avoir un réseau étoilé plus facile à gérer et moins onéreux

Il y a plusieurs zones de transit selon que l’on se trouve à un niveau régional, national ou international.

Zones de Transit Secondaire (ZTS)

Zone de Transit Principale (ZTP)

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Zone de Transit Internationale (ZTI)

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Hiérarchie RTC Zones de Transit (ZT)

Zones de Transit Secondaire (ZTS) Une ZTS est délimitée par un (ou plusieurs) CTS (Commutateur de Transit Secondaire) qui gèrent un ensemble de CAA situés dans la zone considérée.

Les CTS n’intègrent aucune intelligence et assurent uniquement le brassage des circuits lorsqu'un CAA ne peut directement atteindre le CAA du destinataire.

Zone de Transit Principale (ZTP) U ZTP l i ZTS t i l t CTP (C t t d T it P i i l)ne regroupe p us eurs e nc u un ommu a eur e rans r nc pa qui gèrent les CTS de la zone.

Cette zone assure la commutation des liaisons longue distance. Zone de Transit Internationale (ZTI)

L’un des CTP d’une ZTP est relié à un Commutateur de Transit International (CTI) permettant de traiter le trafic provenant ou à destination de l’international.

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Chaque CAA posséde des liaisons permanentes appelés faisceaux, lignes interurbaines ou artères principales vers un CT

Les CT sont aussi dits commutateurs de classe 3 (aussi nommés « trunk switches » ou « tandem switches ») Remarque : un centre peut assurer simultanément la fonction de rattachement d'abonnés et de transit.

Recap : Architecture RTC

Il y a donc 4 niveaux de commutation : CTP, CTS, CAA et CL :

Les liaisons entre CTS et CTP sont des artères à haut débit.

De nombreux médias de transmission sont utilisés dans le réseau téléphonique :

de la paire torsadée qui effectue les liaisons locales,

jusqu'aux câbles coaxiaux

et aux fibres optiques pour les liaisons nationales.

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Architecture RTC

(CTI)

(CTP) Class 3 Switch

(ZTS)

Class 3 Switch

(CAA) Class 4 switch

Class 3 switch

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(ZL) Class 5 Switch

Mise en relation complexe

2 abonnés A et B reliés à deux CAAs différents

Si A et B sont rattachés à des CAAs connectés aux même CTS

L’établissement de la mise en relation sera contrôlé par ce CTS

Sinon

L’établissement de la mise en relation sera contrôlé par un CTP (il peut y avoir plusieurs niveaux de centre de transit pour relier entre eux les CTSs de premier niveau et ce en fonction de la densité de la desserte téléphonique du pays concerné)

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Plan d’acheminement

1. Acheminement pas à pas

2. Indépendance de l’amont

3. Règle des trois choix

1. La majorité du trafic doit être écoulé sur un faisceau transversal

2. Choix de débordement se fait sur un faisceau hiérarchique

3. Après débordement sur FH non disponible, envoie de la tonalité d’occupation

4. Acheminement au plus loin : utilisation du minimum d’infrastructure

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Le service Téléphonique

La fonction de base du service téléphonique est de permettre une conversation entre deux abonnés, quelle que soit leur localisation dans le monde.

Pour cela il faut :

établir une communication en utilisant les renseignements fournis par l'abonné "appelant" qui compose le numéro de téléphone

maintenir la communication pendant toute la durée de la conversation (avec une qualité d'écoute suffisante)

Superviser pour des raisons de taxation et pour détecter le "raccorchage" d'un des abonnés "appelant" ou "appelé"

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.

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Le ST du réseau téléphonique vu d'un abonné

Vu d'un abonné, le ST se réduit à un échange d'informations élémentaires avec un "réseau" dont il ignore la complexité et dont il ne connaît que la partie terminale : le poste téléphonique.

A ce niveau, nous pouvons distinguer deux catégories de dialogues :

abonné appelant – réseau

abonné appelé – réseau

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Le dialogue "abonné appelant – réseau"

Dialogue simple :

1. expression du besoin de téléphoner : "décrochage",

2. réponse positive du réseau : tonalité d' "invitation à numéroter",

3. fourniture au réseau de l'adresse de l'appelé : "numérotation", 4 informations éventuellement fournies par le réseau pendant la phase .

d'établissement de la communication :

"bip bip dit d'acheminement",

tonalité dite "de retour d'appel",

5. conversation proprement dite,

6. fin de la communication décidée par l'appelant : "raccrochage«

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directement

ou après avoir été informé par le réseau du raccrochage de l'appelé grâce à la tonalité d' "occupation"

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Le dialogue "abonné appelé – réseau"

Dialogue tout aussi simple :

1. indication d'appel par un appelant : "sonnerie",

2. réponse positive de l'appelé: "décrochage" , 3. conversation proprement dite,

4. fin de la communication décidée par l'appelé : "raccrochage" directement

ou après avoir été informé par le réseau du raccrochage de

l'appelant grâce à la tonalité d' "occupation"

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Elément d'architecture du réseau téléphonique

En simplifiant, pour établir une communication, il faut effectuer trois opérations :

1. aller chercher ou distribuer un signal dans la bande 300-3400 Hz au "domicile d'un abonné"

1. fonctions de distribution

2. disposer de fonctions intelligentes qui seront capables de trouver un itinéraire dans le réseau

1. fonctions assurées par les centraux téléphoniques, appelées fonctions de commutation

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3. disposer de moyens de transport d'un signal à distance

1. fonctions de transmission

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Poste téléphonique

Outre le combiné microphone-écouteur (transducteur électro-acoustique), il comprend un cadran ou un clavier permettant d'émettre la signalisation d'abonné sur les deux fils de cuivre qui prolongent le poste.

Le poste est téléalimenté en courant continu (quelques dizaines de mA) fourni par le premier central du réseau après le décrochage de l'abonné appelant, qui provoque la fermeture de la

"boucle d'abonné". Dans un réseau de distribution à transmission analogique, le poste télé h i d f ti ti ll ti d di l

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p on que assure eux onc ons essen e es : ges on u a ogue "abonné – réseau" et émission - réception de deux ondes progressives transmises sur les deux fils de ligne et qui sont les signaux de modulation de parole (dans la bande 300-3400 Hz).

Le poste téléphonique

Alimenté en -48v par le central Le poste raccroché se comporte comme un interrupteur ouvert qui se ferme à l’état décroché

Lors d’un appel entrant, le poste reçoit une tension

àalternative de 75v 50Hz pour la sonnerie Lors d’un appel sortant, le poste utilise une signalisation dans la bande vocale (numérotation décimale ou vocale)

le commutateur qui explore les lignes toutes les 500 ms détecte le

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décrochage et émet une tonalité continue "invitation à numéroter«

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Dialogue Téléphone - Commutateur Clavier

Centre de rattachement

Capacité C Circuit de parole

Ligne

Combiné

K K1

Sonnerie 48 V

Quand le combiné est raccroché, K1 ouverts, seule la sonnerie est reliée à la li L ité C ê h l t ti d i l d l li à

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gne, a capac emp c e e couran con nue e c rcu er ans a gne travers la sonnerie.

L'interrupteur K est fermé au repos, c'est lui qui permettra de composer le numéro, par l'ouverture et la fermeture de la ligne au rythme du retour du cadran.

Dialogue Téléphone - Commutateur

Quand on décroche le combiné, l'interrupteurs K1 se ferme et un courant ti i l d l lig é t ' ll L boucle de con nue c rcu e ans a ne cr an ce qu on appe e a

courant ou boucle locale. (locale entre l'abonné et son centre de rattachement).

La valeur du courant de boucle Io est de l'ordre de 25 à 40 mA, elle dépend de Rp, résistance (statique) équivalente de la boucle qui englobe :

Le circuit de parole, constitué principalement d'une bobine et d'une résistance d'é ilibqu rage

La résistance de la ligne qui dépend de sa longueur La résistance équivalente des circuits traversés au niveau du centre de rattachement, essentiellement des bobines et des résistances de protection.

Le courant Io informe le centre de rattachement (à l'aide d'un circuit de détection de courant de boucle non représenté sur le schéma) que l'abonné veut passer un appel, Le centre renvoie alors la tonalité d'invitation à

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numéroter pour informer l'abonné qu'il est prêt à recevoir le numéro.

RP I0

48 V

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Envoi du numéro

Le poste à cadran possède un disque mobile contenant 10 trous également espacés numérotés de 0 à 9.

Pour composer un chiffre, on arme le cadran à partir du chiffre qu'on désire composer jusqu'à la butée puis on le relâche, le disque revient alors à sa position de repos sous l'action d'un ressort de rappel.

C'est durant le retour que sera généré le train d'impulsion correspondant au chiffre composé.

Cela par l'ouverture et la fermeture de la ligne par l'intermédiaire

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de l'interrupteur K un nombre de fois égal au chiffre composé.

Pour l’histoire : numérotation décimale (1:100ms, 2:200ms, … 0:1000ms)

Envoi du numéro Un cadran est caractérisé par sa vitesse de retour donc par le nombre d'impulsions générées par seconde et par le rapport de la durée d' BD l d é d f MD ouverture sur a ur e e ermeture .

L'ordre de grandeur est de 10 impulsions par seconde avec un rapport BD/MD=2.

Toute fermeture (I = I0) nettement supérieure à 33 ms est considérée comme une séparation entre deux chiffres ou à une fin ou abandon de numérotation .

Toute ouverture (I = 0) nettement supérieure à 66 ms est considérée comme un raccrochage.

Chiffre 2 Chiffre 3

I

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1 impulsion

66 ms

33

Durée Inter- Digit

Signal de numérotation impulsionnelle

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Envoi de la parole

Le courant de boucle est modulé par la voix.

àDans le cas de l'utilisation d'un microphone poudre de charbon, la modulation se fait grâce à la résistance variable du microphone.

Le fait de parler devant la membrane, on comprime et décomprime la poudre de charbon qui se trouve dans une boule flexible, qui de ce fait, voit sa résistance varier au même rythme que la parole.

On réalise ainsi une modulation du courant de ligne. i(t) = U / R(t)

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Contact Contact

Le circuit de parole

Le circuit de parole est constitué d'une bobine particulière sur laquelle sont branchés l'écouteur et le microphone constituant le combiné.

Le rôle principal de cette bobine est d'adapter la ligne téléphonique (2 fils) au combiné (4 fils micro + écouteur).

Elle est constituée d'un transformateur différentiel simplifié.

Ligne Ligne

Écouteur Écouteur

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Micro Micro

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Transfo différentiel

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La séparation n’étant jamais parfaite un écho à lieu : Annulateur d’écho

Poste téléphonique à clavier

Poste simulant le fonctionnement du poste à cadran en générant des impulsions similaires.

Il est donc utilisé avec le même type de carte d'abonné au niveau des centres téléphoniques.

Quand on appuie sur une touche, le générateur d'impulsion génère un signal qui va agir sur l'interrupteur de numérotation K1.

On obtient ainsi sur la ligne un nombre d'impulsions égal au chiffre marqué sur la touche en respectant les temps de fermeture et d'ouverture en vigueur (~ 10 Hz, BD/MD=2).

La majorité des constructeurs de circuits intégrés proposent des circuits réalisant cette fonction.

Avec ce genre de poste, l'opérateur peut actionner les touches à une cadence supérieure à la vitesse d'acheminement des numéros sur la ligne ( 1 s pour le chiffre 0 par exemple).

Pour ne pas avoir une perte d'information, ces postes sont dotés d'une mémoire

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tampon d'une vingtaine de digits.

Le dernier numéro tapé reste en mémoire même s'il y a raccrochage, il pourra être retransmis par l'action d'une touche spécifique (redial) , ceci est particulièrement utile surtout quand on essaye d'avoir une ligne continuellement occupée.

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Poste téléphonique à clavier

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Poste à clavier

L'alimentation de ces postes se fait par la ligne à travers un pont redresseur pour éviter le problème de polarité.

Ici aussi, il faut faire attention aux surtensions, pour cela, quand on appuie sur une touche :

S1 s'ouvre pour isoler le circuit de parole le protégeant ainsi des surtensions. ( sur ce genre de poste, la bobine est souvent remplacée par un circuit électronique hybride)

S2 s'ouvre et se referme un nombre de fois égal à la touche actionnée.

Une fois la numérotation du chiffre terminée, S1 est fermé et S2 reste ouvert.

Le générateur d'impulsion ainsi que les transistors réalisant K1 et K2

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sont des composants haute-tension pour minimiser le risque de destruction par mauvaise protection contre les surtensions.

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Poste à clavier

Système DTMF (Dual Tone Multi Frequency)

C'est le système à fréquence vocal qui consiste à envoyer la numérotation sous forme de signaux à deux harmoniques (tones) dans la plage de fréquence vocale [300 Hz, 3400 Hz].

A chaque touche correspond une combinaison d'une fréquence basse et une fréquence haute .

On parle de signaux de numérotation "dans la bande«

Le système DTMF ne fonctionne que si le centre de rattachement est équipé du système de détection et de reconnaissance de ces signaux.

Pour discriminer ses signaux des signaux de parole, le système vérifie

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qu'une seule fréquence ligne et une seule fréquence colonne sont présentes, si d'autres fréquences sont présentes, le signal est rejeté.

Poste téléphonique à clavier

1 2 3

4 5 6

7 8 9

* 0 #

1 2 3

4 5 6

7 8 9

* 0 #

697 Hz 770 Hz 852 Hz 941 Hz

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1

2

0

9

H

z

1

3

3

6

H

z

1

4

7

7

H

z In - band signaling : audio tones

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Poste à clavier

Des circuits intégrés ont été développés pour générer et détecter des signaux DTMF.

Ces circuits procèdent à la division par des constantes prédéfinies la fréquence d'un oscillateur de base à fréquence stable.

A chaque fois qu'une touche est actionnée, deux signaux de fréquence FL et FH sont générés.

La somme de ces deux signaux produit le signal DTMF désiré.

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Composantes de base d’un commutateur Téléphonique

Un commutateur est un ordinateur 1. Un nombre d’équipements E/S

Équipements pour connecter les abonnés ou SLIC SUBSCRIBER LINE INTERFACE CIRCUIT

Équipements pour connecter les autres commutateurs JONCTEURS

Unité de signalisation

2 Une matrice de connexion.

3. Des mémoires

4. Systèmes d’exploitation

5. Des équipements et logiciels spécifiques pour Le contrôle d’appel La gestion L’ d i i i

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a m n strat on La maintenance la facturation

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L’unité de raccordement

L’Unité de Raccordement d’Abonnés est une interface qui permet de raccorder des terminaux d’abonnés via la boucle locale.

L’URA va permettre de raccorder des terminaux analogiques ou numérique. Elle a une fonction de concentration. On raccorde 1024 terminaux sur une URA comportant 2 à 4 MIC, soit 60 à 120 IT.

Le réseau permettant de raccorder des terminaux analogiques et d’acheminer les communications issues de ces terminaux est un Réseau Téléphonique Commuté (RTC, PSTN en anglais).

Le réseau permettant de raccorder des terminaux numériques et d’acheminer les communications issues de ces terminaux est un Réseau Numérique à Intégration de Services (RNIS, ISDN en anglais pour Integrated Services Digital Network).

Dans le monde presque tout les réseaux sont entièrement numériques. Les signaux des terminaux analogiques sont convertis en numérique à l’entrée et à la sortie du réseau par l’équipement de ligne dans l’URA.

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L’URA doit donc alimenter les terminaux en énergie électrique, par la ligne, assurer la conversion analogique - numérique pour les postes analogiques, acheminer les signaux de parole, et traduire les informations de signalisation qui servent à l’établissement et à la rupture des communications et des services.

Unité de Raccordement d’Abonnés

Matrice de iconnex on - RCXURA

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SUBSCRIBER LINE INTERFACE CIRCUIT

L'équipent d'abonné ou équipement de ligne assure l'interface entre la ligne d'abonné et le reste des équipements du commutateur.

Il est raccordé d'un coté au répartiteur général où arrivent toutes les lignes d'abonnés, et de l'autre aux équipement du commutateur qui on la charge de traiter les appels téléphoniques (alimentation, explorateurs, distributeurs matrice de connexion …).

LE SLIC réalise les fonctions "BORSCHT« et constitué des équipements qui réalisent les fonctions suivantes :

1. Battery feed : Alimentation de la ligne d'abonné

2. Overvoltage protection : Protection contre les surtensions

3. Ringing : injection de la sonnerie sur la ligne

4. Signaling : Interfacer la ligne avec les auxiliaires de signalisation

5 C di N é i ti d ig l ( d' t t t é i )

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. o ng : um r sa on u s na cas un au ocommu a eur num r que .

6. Hybrid : Interfaçage 2 fils / 4 fils pour la séparation du signal reçu est le signal émis.

7. Test : Isolation de la ligne d'abonné dans un but de test

Les EAs sont (souvent) groupés par 16 (éventuellement plus). Une carte d'abonné possède des équipements communs aux 16 EA.

Unité de Raccordement de Circuits

L’URC est une interface permettant d’interconnecter un switch avec un autre.

Contrairement à l’URA, l’URC ne fait pas de concentration.

Les “circuits” sont des IT sur les MICS qui passent par l’URC.

C'est à ce niveau qu'est injectée la signalisation entre commutateurs (signalisation Intercentraux).

La signalisation elle-même étant générée et traitée par des auxiliaires de signalisation.

L’URC permet d’insérer et extraire la signalisation dans les MICs qui la traversent, au profit du point de signalisation chargé de l’utiliser.

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Unité de Raccordement de Circuits

D'une façon similaire aux équipements d'abonnés, les joncteurs assure l'interface entre les commutateurs et les jonctions.

URA URC

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Lignes interurbaines

Optimiser les coûts d’investissement, d’entretien et d’ l it ti i d li h t débit exp o a on au n veau es ens au s s

Pour mieux assurer le transport des communications entre commutateurs on multiplexe les canaux que l’on transporte ensuite sur des supports à bande passante élevée (faisceaux hertziens câbles coaxiaux fibres , , optiques).

Mise en place de systèmes très élaborés pour

partager le même support de transmission entre plusieurs utilisateurs

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Système de partage

Techniques de multiplexage

Fréquentiel : MRF (multiplexage par répartition de fréquences) ou FDM (Frequency Division Multiplexing)

Temporel : MRT (multiplexage par répartition dans le temps) ou ou TDM (Time Division Multiplexing)

Longueur d’ondes : WDM (multiplexage en longueur d’ondes) ou ou WDM (Wave Division Multiplexing)

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MULTIPLEXAGE(DEMULTIPLEXAGE) Plusieurs connexions de niveau N sur une seule connexion

Système de partage

de niveau N-1

Ex. : Un lien à fort débit permettant de faire passer plusieurs communications à plus faible débit.

VOIE 2

VOIE 3

VOIE 1

VOIE 2

VOIE 3

VOIE 1

MUX DEMUXRÉSEAU

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VOIE

VOIE 5

4 VOIE

VOIE 5

4

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