Notes sur Le réseau téléphonique commuté - 3° partie, Notes de Fondements informatiques
Francine88
Francine888 January 2014

Notes sur Le réseau téléphonique commuté - 3° partie, Notes de Fondements informatiques

PDF (1.6 MB)
45 pages
758Numéro de visites
Description
Notes de fondements informatiques sur le réseau téléphonique commuté - 3° partie. les principaux thèmes abordés sont les suivants: Multiplexage Spatial (fréquentiel), Multiplexage, La Matrice de Connexion, Commutation sp...
20points
Points de téléchargement necessaire pour télécharger
ce document
Télécharger le document
Aperçu3 pages / 45
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Aperçu avant impression terminé
Chercher dans l'extrait du document
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Aperçu avant impression terminé
Chercher dans l'extrait du document
Microsoft PowerPoint - Telephonie fixe et systemes PDH [Mode de compatibilité]

20/12/2009

93

Multiplexage Spatial (fréquentiel)

-Partage permanent de la bande passante entre les différents canaux

canal 1

300 4000 60k 64k 1 2 3

canal 2

300 4000 64k 68k 60k 64k 68k 72k

185ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

canal 3

300 4000 68k 72k

Multiplexage RTC

TDM (Time Division Multiplexing) ou MRT (Multiplexage à Répartition dans le Temps).

On a pu se rendre compte que la boucle locale du RTC est encore, pour quelques années, analogique.

Pourtant, les artères de communication à haut débit qui forment l'infrastructure des liaisons entre CAA et CTS, CTS et CTP, ou entre les différents CTP sont des voies numériques.

Il est donc nécessaire à un moment donné de transformer l'i f i l i ( i ) i i l b l

186ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

n ormat on ana og que vo x qu trans te sur a ouc e locale en information numérique.

docsity.com

20/12/2009

94

Multiplexage TDM

La voix humaine contient des fréquences comprises approximativement entre 300 et 4000 Hz environ.

Exercice: Quelle est la fréquence d'échantillonnage optimale qu'on doit utiliser pour numériser la voix humaine ?

D'après le théorème de Shannon, pour obtenir une restitution complète d'un signal analogique à partir de ses échantillons, il est nécessaire et suffisant de l'échantillonner à une fréquence deux fois supérieure à la fréquence maximale contenue dans le signal. Dans le cas de la voix humaine, il suffira donc d'échantillonner à 8 kHz. Cette vitesse d'échantillonnage correspond à la qualité Voice Grade en téléphonie.

Si on utilise une vitesse d'échantillonnage plus faible, il y a perte d'information

187ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

.

Echantillonner plus vite n'apportera pas de gain significatif à la restitution.

Multiplexage

A cette vitesse d'échantillonnage, a quelle cadence les échantillons de voix seront fabriqués

avoir un échantillon toutes les 125 ? s.

De fait, la bande passante du réseau téléphonique est volontairement limitée à 3600 Hz, ce qui est suffisant pour laisser passer la majorité des fréquences contenues par la voix humaine.

L'opération de codage de l'information analogique en un échantillon de 8 bits (7 bits aux Etats Unis), est réalisée par un composant électronique appelé CODEC (Codeur / Décodeur).

La technique associée est appelée : Modulation par impulsion et Codage (MIC) ou PCM (Pulse Code Modulation).

188ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

(Explication rapide du principe du codage PCM sur 8 bits : Echantillonnage, Codage de la valeur de tension sur 8 bits, fabrication d'un train de 8 impulsions)

docsity.com

20/12/2009

95

Multiplexage TDM

Exercice : On échantillonne donc la voix humaine à 8 kHz pour obtenir une lité ffi t (V i G d ) Ch é h till t dé 8 bit qua su san e o ce ra e . aque c an on es co sur s..

Quel débit une voie de communication numérique doit elle posséder pour acheminer la voix en temps réel ?

Après passage du CODEC, l'information analogique va donc se trouver sous forme numérique et monopoliser un débit de 64 kBits/s. Le débit minimal dont on doit disposer pour transmettre la voix de façon numérique est donc de 64 kBits/s.

La conversation téléphonique est donc maintenant numérisée et tient sur une voix de 64 kbits/s. On voudrait bien que cette conversation téléphonique emprunte une voie à beaucoup plus fort débit.

Entre le CAA et le CTS, on dispose d'une voie de communication à 2,048 Mbits/s.

189ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Exercice : Calculer le taux d'occupation de la voie de communication si on ne fait passer qu'une seule conversation téléphonique sur ce câble.

Le taux d'occupation est donc très faible. On peut donc faire tenir plusieurs conversations téléphoniques sur cette voie de communication à 2,048 Mbits/s.

Multiplexage Temporel

Attribution à tour de rôle de la totalité de la bande passante durant des quanta de durée fixe.

VOIE 2

VOIE

VOIE 1

VOIE 2

VOIE 3

VOIE 1

MUX MUX

D1

D2

D3 D2 D3D5

D1

D2

D3D1 D4 D1D23

VOIE

VOIE 5

4

VOIE

VOIE 5

4

TAMPONS

D4

D5

TAMPONS

D4

D5

Temps

190ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

MULTIPLEXAGE STATISTIQUE :Variante du temporel permettant une meilleure utilisation du support commun

docsity.com

20/12/2009

96

Multiplexage en longueurs d ’ondes

(WDM = Wavelength Division Modulation) C ’est une variante, dans la gamme des fréquences luminiques, du multiplexage spatial.

Fibre commune

191ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Mélangeur / Séparateur de faisceaux aux extrémités

La Matrice de Connexion

Matrice de iconnex on - RCXURA URC

192ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

docsity.com

20/12/2009

97

La matrice de connexion

L’organe qui permet de connecter un port d’entrée avec un port de sortie

La nature dépend de la technique de commutation utilisée

Techniques de commutations

Commutation spatiale

Commutateur Crossbar

Commutation temporelle

193ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Commutation spatiale

Le commutateur comprend

n lignes d’entrée

N lignes de sortie

La matrice de connexion a donc n2 intersections

Points de connexions

Toute ligne d’entrée peut être reliée avec n’importe quelle ligne de sortie

Les points d’intersections utilisent des interrupteurs électroniques à semi-conducteur (transistors)

194ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Tous les bits arrivant d’une ligne d’entrée sont immédiatement acheminés vers la ligne de sortie

docsity.com

20/12/2009

98

Commutation spatiale : Commutateur Crossbar

S

Entrée RCX

L I C

Sortie RCX

195ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Commutation spatiale : Commutateur Crossbar

0

Connexion possible

1 2 3 4 5 6 7 8r

é

e

s

9 10 11 12 13 14 15 16

E

n

t

r

196ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Sorties

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1

0

1

1

1

2

1

3

1

4

1

5

1

6

docsity.com

20/12/2009

99

Commutation spatiale : Commutateur Crossbar

Ce commutateur effectue une connexion électrique directe entre une ligne d’entrée et une ligne de sortie

Comme le cordon de l’opératrice

La connexion électrique est automatique et se fait en quelques µs

L’inconvénient du commutateur Crossbar est

le grand nombre des points de connexion (en n2)

Si lignes bidirectionnelles et pas d’auto-connexion

Le nombre est en n(n-1)/2

Ex n=1000 499 500 points de connexion !!!

Même si VLSI le permet : problème de concevoir un boîtier avec

197ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

autant de broches pour raccorder les E/S

Crossbar est utilisé pour les petits systèmes de commutation

Commutation spatiale Multi étages

Minimiser le nombre de points de connexion avec la même capacité

Commutation spatiale multi étages

Fractionner un gros commutateur en plusieurs plus petit

S i d i étructurat on es matr ces en tages

Relier les petites matrices sous forme d’un réseau d’interconnexion spatial

198ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

docsity.com

20/12/2009

100

Commutation spatiale trois étages

Au lieu d’utiliser N2 points de connexion

Utilisation de petits crossbar assemblés en un réseau à trois étages

En entrée, le premier étage, des crossbars rectangulaires n x k : Donc il nous faut N/n crossbar pour raccorder N entrées

Le second étage est à crossbars ordinaires à matrice carrée N/n x N/n

Ch b t lié à h d CB d’ t é t à h d CB d aque cross ar es re c acun es en r e e c acun es e sortie

Le troisième étage est similaire au premier sauf qu’il est inversé k x n

Par conséquent : il est possible de connecter n’importe quelle entrée (parmi N) à n’importe quelle sortie (parmi N) à travers l’un des deux CB du 2ème étage : existence de deux chemins possibles

199ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

.

Autant de chemins possibles que de commutateurs présents dans le 2ème étage : nbre de chemins = k

Commutation spatiale Multi étages

Ex : 3 étages avec N X N

n x k K x n

N/n x N/n

K crossbar

N/n crossbar N/n crossbar

n n

n x k

n x k

K x n

K x n

N/n x N/n

n

n

n

n

200ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

n x k K x nn n

N entrées N sorties

docsity.com

20/12/2009

101

Calcul du nombre de points

Cas du commutateur CB à trois étages

201ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Commutation Spatiale à Trois Etages

Points de connexion

1er étage : N/n CB à nk points de connexion

nbre total de points est Nk

2ème étage : k CB à (N/n)2 points de connexion

nbre total de points est k(N/n)2

3ème étage : N/n CB à nk points de connexion

nbre total de points est Nk

Le nombre total de points de connexion est : 2Nk + k(N/n)2

A N : pour N = 1000 n = 50 et k = 10 24 000 points contre 499 500!!

202ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

. ,

docsity.com

20/12/2009

102

Commutation spatiale trois étages

Limitations du CB Multi-ètages

Possibilité de blocage

La capacité du commutateur dépend de la capacité des étages intermédiaires

Dans l’exemple précédent

Capacité est de 8 à la place de 16

Architecture bloquante

Solution :

Augmenter le nombre d’étages

203ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Le cout du commutateur augmente

Il a été démontré par Clos en 1953 que pour k=2n-1 le commutateur est non bloquant

La matrice de connexion : temporelle

La matrice de connexion est unidirectionnelle. Elle permet de commuter des IT ( i t ll d t ) d’ MIC t t MIC t t n erva es e emps un en ran vers un sor an .

Un IT commuté d’un MIC A vers un MIC B ne sera probablement pas à la même place. En clair, L’IT N°12 du MIC 376 entrant peut très bien être commuté vers l’IT N°28 du MIC 1275 sortant, impliquant ainsi un léger décalage dans le temps, d’où le nom de Matrice Temporelle.

Les matrices sont constituées de mémoires RAM, aujourd’hui bon marché. Elles sont é li é à l’ id d’ l ét d t ti t ll T é t t d r a s es a e un seu age e commu a on empore e , repr sen an un gran

nombre de circuits mémoire.

Cette configuration présente l’avantage de n’avoir aucun blocage : tout IT entrant peut être commuté vers un IT sortant à condition qu’il soit disponible.

Entre 1985 et 1990, les mémoires étaient beaucoup plus chères. Les matrices de connexions étaient alors composées de 3 étages : Temporel - Spatial - Temporel.

204ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Cette configuration permet d’économiser de la mémoire, mais provoque un faible coefficient de blocage : dans moins de 5 % des cas, un IT pourtant disponible en sortie, ne peut être atteint par la commutation d’un IT entrant.

docsity.com

20/12/2009

103

Commutateur temporel

Commande aval

MIC 0

MIC1

MIC0

MIC1

MIC2

IT0 MIC0 IT0 MIC3 IT1 MIC0

IT1 MIC3

Horloge (E)

Adresse MIC/IT E

Adresse MIC/IT e

MIC2

MIC3

MIC3

IT30 MIC0 IT30 MIC3 IT31 MIC0

IT31 MIC3

ITO MIC0 S

IT0 MIC1 S

MIC1 IT3 (13) IT15 MIC2 S (62)

IT3 MIC1

• Commande aval

Lecture

205ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Mémoire de commande

Mémoire de Parole IT31 MIC2 S IT31 MIC3 S

Horloge

Comutateur temporel

Commande aval

MIC 0

MIC1

MIC0

MIC1

MIC2

IT0 MIC0 IT0 MIC3 IT1 MIC0

IT1 MIC3

Horloge (L)

Adresse MIC/IT S

Adresse MIC/IT e

MIC2

MIC3

MIC3

IT30 MIC0 IT30 MIC3 IT31 MIC0

IT31 MIC3

ITO MIC0 E

ITO MIC1 E

MIC2 IT15 (62) IT3 MIC1 E (13)

IT3 MIC1

• Commande aval

Ecriture

206ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Mémoire de commande

Mémoire de Parole IT31 MIC2 S IT31 MIC3 S

Horloge

docsity.com

20/12/2009

104

Utilisation de deux mémoires

Commutation temporelle

Mémoires tampons

Stocke provisoirement les données utilisateurs

Mémoires de commande

Contient l’association entre les interfaces qui communiquent

L’opération de commutation consiste en :

1. La mise en mémoire tampon des données entrantes

207ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

2. La consultation du contenu de la mémoire de commande

3. Le vidage du contenu de la mémoire tampon vers l’intervalle de temps indiqué par la mémoire de commande

Les équipements auxiliaires

Les équipements auxiliaires sont principalement des Générateurs de Tonalité (émission) et des récepteurs de fréquence.

Les générateurs de tonalités servent à donner les différentes tonalités émises par le switch :

invitation à numéroter,

retour d’appel,

occupation, …

Ces tonalités sont :

émises en permanences sur les IT du MIC émission.

envoyés sur une ligne par commutation de la tonalité sur la ligne par la matrice de connexion.

Les récepteurs de fréquence servent à analyser les touches de clavier tapées par

208ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

l’utilisateur.

Lorsque le système attend que l’usager tape un N°, un RF est connecté sur la ligne de l’usager par la matrice de connexion.

Certains signaux en fréquence venant d’autres switch peuvent également être analysés par un RF.

docsity.com

20/12/2009

105

Equipements Auxiliaires

Matrice de i

GT RF

connex on - RCXURA URC

209ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Les équipements auxiliaires

Il peut exister d’autres équipements auxiliaires :

les messageries vocales

les diffuseurs de messages ( assimilables à des générateurs de tonalités )

les circuits de conférences

….

Ces quipements se justifient par l’usage de services à valeur ajoutée.

210ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

docsity.com

20/12/2009

106

La gestion de la signalisation

La signalisation représente l’ensemble des informations qui permettent l’établissement et la rupture des communications et des services.

Dans la technologie numérique, les échanges de signalisation avec le reste du réseau, sur les faisceaux de circuits, sont gérés par un équipement spécifique : le Point Sémaphore (PS, en anglais SP pour Signaling Point).

211ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Gestion de la Signalisation

Matrice de i

GT RF

connex on - RCXURA URC

SP0

212ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

SP1

docsity.com

20/12/2009

107

RTC et SS7

SS7

Boucle locale

213ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Commutateur Circuit de voix Canal sémaphore

Les taxeurs

Les taxeurs portent bien leur nom.

A l’époque où les commutateurs avaient en charge la tenue des comptes des clients ( les fameux compteurs ), ils devaient calculer en temps réel le coût de chaque communication ou service activé, puis l’imputer ensuite sur le compteur de l’abonné. Les compteurs étaient relevés automatiquement et régulièrement pour être transmis au centre de facturation.

Cette méthode directement dérivée des vieux commutateurs électro, - mécaniques, présente plusieurs inconvénients :

gestion d’un calculateur de facturation en temps réel dans un commutateur téléphonique : pas le même métier

surtout : cette méthode ne permet pas d’avoir une politique tarifaire souple et réactive. Les services facturés vont rester très proches des services rendus par le

( i il f d f i

214ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

commutateur pour tout serv ce externe, au ra une acturat on complémentaire ) et un changement de tarif représente un changement de logiciel dans environ 1000 commutateur, avec le risque potentiel que représente ce type d’intervention.

docsity.com

20/12/2009

108

Taxeurs

Matrice de i

GT RF

connex on - RCXURA URC

SP0TX0TR0

215ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

SP1 ENR

TX1TR1

Les taxeurs

Aujourd’hui, les taxeurs ne servent plus qu’à fournir les éléments de chaque communication :

N° du demandeur,

N° du demandé,

date et heure de fin de communication,

et durée de la communication ou du service activé.

Le calcul du coût est effectué en différé par le système de facturation.

C i ê é l’ i l’ i é

216ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

e serv ce peut tre assur par enreg streur + un t centrale.

docsity.com

20/12/2009

109

L’Unité Centrale

L’Unité Centrale est le système informatique de gestion du commutateur.

Rôles et fonctions :

gérer les organes et leurs configurations. Garder en mémoire les configurations ( sur disque) afin de pouvoir restaurer le logiciel d’un organe.

dérouler les programmes d’auto-test des organes et rendre compte des , résultats.

gérer toutes les informations propres aux services et aux abonnés, en liaison avec les traducteurs

gérer toutes les ressources du commmutateur. Donner des statistiques sur leur utilisation.

217ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

permettre aux administrateurs de gérer l’ensemble du système.

Si l’Unité Centrale s’arrête, la commutation continue, mais il n’y a plus de gestion possible. La configuration du commutateur est figée. On ne peut plus déclarer de nouveaux clients ou de nouveaux services.

Unité Centrale

Matrice de i

GT RF

connex on - RCXURA URC

SP0TR0 TX0

218ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

SP1 ENR

TR1

UC0 UC1

AdministrationTX1

docsity.com

20/12/2009

110

Programme d’exploitation

Programme d’exploitation

Gestion des fichiers d’abonnés

Gestion de la taxation

Gestion des équipements

Gestion du trafic

219ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Programmes de maintenance

Programmes de maintenance Equipements

Détection

Diagnostic

Réparation

Calculateurs

Tests spécifiques, généralement en ligne

Logiciels

220ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Audit

Test de cohérence

docsity.com

20/12/2009

111

Les données

Différents types

Données permanentes : ne changent que lorque la configuration du commutateur change (extension…)

Accessible seulement par le constructeur

Données semi permanentes

Évoluent avec l’environnement (abonnés, traduction…)

Initialisées a partir des données techniques par le constructeur, modifiées par relation homme machine par l’opérateur

Données temporaires

Utilisées par les programmes pour mémoriser les données propres à un traitement.

221ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Durée de vie équivalente à la durée d’un traitement voir partie de traitement.

Ex Zone enregistreur pour un appel

Languages

Languages

Assembleur

Assembleur + language spécifique ( CHILL, PAPE, PLEX…)

Languages évolués développés pour la programmation temps reel EX C++

é éLogiciel crit en diff rents blocs

Chaque bloc est assemblé ou compilé séparément

Les blocs sont ensuite liés entre eux par un éditeur de liens

Deux parties

222ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Générique identique pour tous les commutateurs

Spécifique à un commutateur

docsity.com

20/12/2009

112

La trame MIC (Modulation par Impulsions Codées) a été développée pour la commutation temporelle de voies téléphoniques numérisées

La trame MIC

.

Elle permet de multiplexer, sur une même paire, 30 voies téléphoniques numérisées.

Par la suite, les 30 voies numériques de la trame MIC ont été utilisées pour t tt t t t d d é é i (FAX d é X25 ransme re ou es sor es e onn es num r ques , onn es en , vidéo...)

La trame MIC permet la transmission de 30 voies numériques, la signalisation pour les 30 voies et la synchronisation de l'ensemble des informations.

223ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

La bande passante nécessaire pour transmettre la voix humaine pour qu'elle puisse être correctement comprise est : 300 - 3400 Hz.

Le filtrage

Avant l'échantillonnage et la numérisation, le signal BF traverse un filtre qui limite la fréquence du signal à 4000 Hz

d

e

A

m

p

l

i

t

u

d

224ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Fréquence300 Hz 4 kHz

docsity.com

20/12/2009

113

L’échantillonnage

L'échantillonnage est, après le filtrage, une opération effectuée sur le signal à transmettre en vue de réaliser la conversion "analogique / numérique". Il consiste à substituer, au signal d'origine, une suite de valeurs instantanées prélevées sur le signal et régulièrement espacées dans le temps. A des instants précis, régulièrement espacés, on prélève un échantillon du signal, qui sera représentatif de l'amplitude de celui-ci.

A la réception, pour retrouver le signal original, on filtre les échantillons par un filtre "passe-bas" à 4000 Hz.

Le théorème de Shannon montre qu'on ne peut pas reconstitué correctement le signal origine si la fréquence d'échantillonnage n'est pas supérieure à 2 fois la fréquence supérieure du signal à transmettre. Pour la trame MIC la fréquence d'échantillonnage Fe est de 8000 Hz

225ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

.

Fe > 2 Fmax

Fe > 2fs : le signal peut être reconstitué

L’échantillonnage

Fe < 2fs : le signal ne peut être reconstitué ( pas assez d'échantillons )

226ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

docsity.com

20/12/2009

114

L'échantillonnage d'un signal BF consiste en une modulation d'un peigne d'impulsions par le signal BF

La Quantification

.

Le résultat est une modulation d'amplitude de l'impulsion par le signal encore appelée PAM (Pulse Amplitude Modulation).

Nous pouvons transmettre ces impulsions modulées en amplitude mais elles seraient très sensibles aux bruits et distorsions

Pour reconstituer le signal à la réception, il n'est pas indispensable de transmettre directement ces impulsions. Il suffit de transmettre une information caractérisant l'amplitude de chacune d'entre elles.

Pour cette raison, nous quantifions le signal en faisant correspondre à chaque amplitude d'échantillon, l'amplitude la plus voisine d'une suite discrète et finie d'amplitudes "étalons" appelées "niveaux".

227ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

C'est la valeur de ces niveaux qui, à l'émission, après codage, sera transmise en ligne.

Chaque niveau de l'échelle de quantification est caractérisé par un numéro binaire.

128 plages

V

La Quantification

+1

+2 +3

+4 milieu de la plage

plage

+0

-0

-1

-2

228ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

-3

-4

128 plages

docsity.com

20/12/2009

115

A chaque plage comprise entre 2 niveaux correspond un numéro.

La Quantification

C'est un mot codé en BINAIRE.

Pour le MIC, les échantillons sont codés par des mots de 8 bits. On dispose donc de 256 plages, soit 256 mots de 8 bits. Il y a 128 plages de niveaux positifs et 128 plages de niveaux négatifs.

A chaque échantillon situé dans une plage, est associé un mot binaire d t é d l lcorrespon an au num ro e a p age.

Cette information est transmise et à la réception, le mot binaire reçu est reconverti en une impulsion dont le niveau correspond au milieu de la plage correspondante.

L'erreur de quantification (différence entre niveau réel de l'échantillon et le ili d l l d t ) t d' t t l f ibl b d

229ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

m eu e a p age correspon an e es au an p us a e que nom re e plages est grand.

La Quantification

B B = Bruit de quantification

S i d Si lS = n veau u gna

230ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

S / B = Signal / Bruit

docsity.com

20/12/2009

116

Le nombre de niveaux étant limité, il existe un + Vmax et un - V max. Une impulsion de niveau supérieur à ces valeurs est écrétée

La Quantification

.

Dans une quantification dite linéaire, la largeur des plages est identique pour tous les niveaux.

Dans une quantification non linéaire, la largeur des plages est variable selon le niveau du signal. Une quantification non linéaire correspond à une compression du signal .

Pour une bonne transmission, il faut que le rapport signal / bruit soit indépendant du niveau du signal (même qualité aux signaux faibles qu'aux niveaux forts) Pour les niveaux faibles, le bruit de quantification B doit être plus petit que pour les niveaux forts, donc la largeur des plages est plus petite. O tili é h ll d tifi ti l ith i i d à l

231ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

n u se une c e e e quan ca on ogar m que qu correspon a courbe de sensibilité de l'oreille et maintien un rapport S/B presque constant.

N° de plage en décimal

128

Echelle de Quantification ( partie positive )

96

80

112

64

48

3 2

232ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

0

1 6

11/2 1 = Vmax = 3 072 mV1/41/81/16

docsity.com

20/12/2009

117

Sur chaque segment est affectée une quantification linéaire (16

La Quantification

niveaux).

La largeur des plages double d'un segment au suivant.

Pour l'ensemble des niveaux (positifs et négatifs) on dispose de 16 segments.

La courbe logarithmique est approximée par des SEGMENTS DE DROITE.

233ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Chaque segment est divisé en 16 plages, soit au total 256 plages.

Une fois que l'échantillon a été quantifié, il peut être envoyé. Et un nouvel échantillon peut alors être échantillonné compressé et

Le Multiplexage

, quantifié.

L'ensemble de ces opérations doit cependant être limité dans le temps.

En effet puisqu'on échantillonne à 8000 Hz, la durée de "fabrication" des mots de 8 bits codant l'échantillon ne peut dépasser 125µs.

En réalité les mot de 8 bits sont produits très rapidement et on peut même insérer entre deux mots successifs provenant de la même voie, des mots provenant d'autres voies.

On réalise ainsi une transmission multiplexée temporellement de plusieurs voies.(Recommandation UIT-T Rec. G711) En Europe le système qui réalise cette fonction est appelé MIC E1 (Modulateur

234ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

d'impulsions codées).

C'est le premier niveau de la hiérarchie de multiplexage. Dans ce système 30 voies sont multiplexées temporellement dans une "fenêtre" de 125µs.

docsity.com

20/12/2009

118

La fenêtre de 125µs appelée trame é

Le Multiplexage

La trame MIC est conçue pour transmettre simultan ment 30 voies téléphoniques, en utilisant les temps libres entre deux échantillonnages successifs d'une voie pour intercaler les échantillons des autres voies.

Chaque voie est échantillonnée à : - 8 kHz soit toutes les 125 microsecondes - chaque échantillon est codé par mot de 8 bits - chaque voie transmet donc un débit de 64 kbps.

Bien que la trame ait été conçue pour transmettre 30 voies téléphoniques numérisées, les voies BF peuvent être remplacées par des voies de données à 64 kbps.

L'assemblage des mots binaires entre 2 échantillons successifs d'une même

235ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

voie forme la trame.

Chaque voie dispose dans la trame d'un intervalle de temps correspondant à 8 bits (en abrégé IT).

Constitution de la trame. D t 30 IT d'i f ti 30 t d 8 bit à

Le Multiplexage

ans une rame nous avons n orma on ou mo s e s transmettre en 125 microsecondes.

8 bits 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits 8 bits

V1 V2 V30 V1 V2

T = 125 microsecondes

V3

236ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

docsity.com

20/12/2009

119

A la réception, pour diriger sur chaque voie les mots qui lui appartiennent il est indispensable de posséder une référence; à cet

Organisation de la trame

, effet, un intervalle de temps supplémentaire placé en début de chaque

trame (IT0) permet de transmettre un mot de Verrouillage de Trame (VT).

Une communication téléphonique ne se conçoit pas sans signalisation

Un IT supplémentaire de signalisation est placé au milieu de la trame IT-16

237ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Finalement la trame contient 32 IT de 8 bits chacun pour une durée de 125 microsecondes.

Le débit numérique est donc de 32 voies à 64 kbps soit 2 048 kbps.

Une Multi-trame est composée de 16 trames

Organisation de la Multi-trame

L'IT 16 de signalisation ne comprend que 8 bits pour transmettre la signalisation de 30 voies.

On admet pour la signalisation un rythme plus lent que pour les données.

L'ensemble de la signalisation pour les 30 voies s'effectue sur 16 trames soit :

125 microsecondes x 16 = 2 millisecondes

Ces 16 trames forment la multitrame.

L é titi f it d l iè i t

238ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

a r par on se a e a man re su van e : - l'IT16 de la trame "0" est le mot de Verrouillage de Multi-Trame (VMT) indispensable pour la synchronisation des signalisations à la réception

- 2 à 4 bits par IT 16 pour les trames "1 à 15«

docsity.com

20/12/2009

120

L'IT0 possède 2 configurations particulières suivant que la trame est paire ou impaire

Organisation de la Multi-trame

IT0 de des trames paires ( 0 , 2 , 4 ... )

LSB 1 MSB 8

RI 1 0 0 1 1 0 1 1

Le bit n°1 (RI1) est la Réserve Internationale n°1, il est mis à "1" si la réserve n'est pas utilisée.

Mot de Verrouillage Trame : MVT

239ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

1

0

-

9

6

Les bits n°2 à 8 forment le mot de Verrouillage de Trame (VT)

IT0 de des trames impaires ( 1 , 3 , 5 ... )

Organisation de la Multi-trame

LSB 1 MSB 8

RI 2 1 A E RN 1 RN RN

Le bit n°1 ( RI2 ), Réserve Internationale 2, est à "1" si réserve non utilisée.

Les bits n°2 et 6 sont fixés à "1" pour éviter toute ressemblance avec le mot VT.

Le bit n°3 est utilisé pour l'alarme en cas de perte de VT : "0" pas d'alarme.

240ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

1

0

-

9

6

Le bit n°4 est utilisé pour l'alarme taux d'erreur : "0" = erreur < 10-3

Les bits ( RN ), Réserve Nationale sont à "1" si réserve non utilisée.

docsity.com

20/12/2009

121

IT 16 de la trame "0"

Organisation de la Multi-trame

LSB 1 MSB 8

0 0 0 0 RI 3 A R R

- Les bits n°1 à 4 forment le mot de Verrouillage Multi-Trame ( VMT ) L bit °5 Ré I t ti l °3

Mot de Verrouillage MultiTrame : MVMT

241ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

- e n , serve n erna ona e n - Le bit n°6 est utilisé pour l'alarme en cas de perte de VMT : "0" pas d'alarme - Les bits n° 7 et 8 sont en réserve

IT 16 de la trame "n"

Organisation de la Multi-trame

LSB 1 MSB 8

S1n S2n 0 1 S1m S2m 0 1

Les bits n°1 et 2 forment la signalisation de la voie n ( 1 ou 2 bits ) Le bit n°4 est fixé à "1" pour éviter toute ressemblance avec le VMT Les bits n°5 et 6 forment la signalisation de la voie m n+15

242ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

= Les bits n° 7 et 8 sont en réserve ( fixés respectivement à "0" et "1" )

1

0

-

9

6

docsity.com

20/12/2009

122

Trames paires (0, 2, 4, . . .)1101100R

Organisation de la Multi-trame

Trames impaires (1, 3, 5, . . .)RR1REA1R

Info voie 30

IT IT IT IT IT IT IT

Info voie 1

0 1 2 - - - - - 15 16 17 - - - - - 31

Trame "0"RRAR0000

243ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Plage de segment

N° de segment

±

ZYXWCBAS

Trames "n"10S2n+15S1n+1510S2nS1n

La transmission numérique des 30 voies MIC s'effectue par :

FILTRAGE d h d i li it l t

Recap

e c acune es vo es pour m er e spec re

ECHANTILLONNAGE de chacune des voies

QUANTIFICATION et CODAGE des échantillons

MULTIPLEXAGE temporel des échantillons codés

TRANSFERT d i l dé i l HDB3u s gna co en un s gna suppression des composantes continues du signal à cause des transfos, transfert sous un seul signal des données et du rythme

Cela nécessite une organisation en :

TRAME pour les voies

244ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

MULTITRAME pour les signalisations

docsity.com

20/12/2009

123

Recap

Filtrage 4 kHz Quantification Codage Multiplexage

Signal audio

Signal à t

Voie codée

Signal numérique

tramé

Autres voies codées

spec re borné

Autres voies codées

245ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

La hiérarchie PDH

E-1

E-2

64 kbps

2 Mbps

8 Mbps

34 MbpsE-3

E-4 140 Mbps

E-5

560 Mbps

246ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

docsity.com

20/12/2009

124

Signalisation bande de base et hors bande

Signalisation bande de base

Signalisation hors-bande

247ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

RTC et SS7

SS7

Boucle locale

248ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Commutateur Circuit de voix Canal de signalisation

docsity.com

20/12/2009

125

Dimensionnement

Les réseaux de communication, comme les autoroutes, sont chargés de convoyer du trafic :

appels téléphoniques,

de données informatiques entre ordinateurs,

requêtes à certaines bases de données,

sessions interactives,

trafic vidéo ,

VOD,

transfert d’images…

Lorsque le trafic augmente, il faut sans cesse redimensionner le réseau faute de quoi ce dernier risque d’être complètement encombré :

l’usager aura souvent ses demandes de connexions refusées

249ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

,

le débit de ses connexions ralenti.

QoS réduite

Dimensionnement

Nécessité de Dimensionnement et évaluation des performances

Observer le trafic

Calibrer et dimensionner les faisceaux du réseau, ses ressources CPU et de stockage

L b t lti t d i e u u me es e pouvo r optimiser le réseau au niveau de son architecture

satisfaire les standards de qualité de service requis en empruntant la voie la plus économique possible.

La science de télétrafic est largement concernée par la

250ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

relation entre le volume de trafic, la capacité du réseau et la performance réalisée.

docsity.com

20/12/2009

126

Définition du trafic

Trafic au sens générale : expression faisant intervenir deux paramètres fondamentaux

la densité des arrivées de la demande de service

la durée de ce service

Le trafic est une grandeur aléatoire qui varie dans temps.

251ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Répartition du trafic dans le temps

252ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

En plus de la variation du trafic global dans le temps, le trafic individuel varie considérablement d’un abonné à un autre.

docsity.com

20/12/2009

127

Impact de la variation du trafic

Les variations du trafic en fonction des heures et des jours lè t d blè i t tsou ven eux pro mes mpor an s.

du dimensionnement : On ne sait pas quelle valeur prendre pour le dimensionnement des équipements réseau parmi les différentes valeurs du trafic mesurés. Le dimensionnement prend en compte tout équipement qui présente la propriété d'être libre ou occupé :

Une machine

Une ligne de téléphone

Un circuit

……

253ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Variation de l’intervalle de confiance dans le temps : La valeur du trafic utilisé est obtenue à partir d’un nombre limité de mesures. On peut ajouté à cela le degré de précision des valeurs mesurées.

Le dimensionnement

Fluctuation du nombre instantané d'appelsn(t)

A

A = moyenne

t

Ecart type dans la limite des ressources σ

254ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Appels perdus

docsity.com

20/12/2009

128

Dimensionnement

Théoriquement

Trouver un nombre C de ressources tel que

C= A +k x σ et

Prob(n(t)>C)<=ε; n(t) un nombre d’appels

Techniquement

Quelle est la moyenne A du nombre d’appels instantanés ?

Quel est l’écart type σ du nombre d’appels instantanés ?

Qu’entendons-nous par une probabilité de perte d’appel ε faible ?

255ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Qu’entendons-nous par « un certain nombre k de fois l’écart type » ?

Le but fondamental d’un autocommutateur privé est d’offrir une

Ingénierie de trafic

connectivité totale

entre tous les terminaux de télécommunications, tarif à l’intérieur qu’à l’extérieur de

l’entreprise. Mais la garantie de connectivité ne signifie pas forcément que n’importe quel

poste puisse être en permanence connecté à un outre. En effet, dans de nombreuses

entreprises, l’utilisateur moyen n’est en ligne que quelques minutes par heure. Ainsi, un

256ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

commutateur, qu’il soit publique ou prive, est dimensionné de manière à fournir un nombre de

communications simultanées, fraction du nombre de lignes raccordées. Ce partage de la

capacité du système contribue à maintenir le coût du commutateur ou

docsity.com

20/12/2009

129

Trafic

Sens générale:

L’expression du trafic fait intervenir 2 paramètres fondamentaux qui sont la densité des arrivées de la demande de service et la durée de ce service

Le trafic traduit le taux d’occupation des organes du réseau

Notion d’Erlang :

Le trafic téléphonique a été le premier étudié et le nom d’Erlang reste attaché à sa définition : le nombre moyen N de communications en cours simultanément

257ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Le dimensionnement

Le trafic d'une machine est la moyenne de la proportion du temps pendant laquelle elle est occupée.

t1 t2 t3 tn

Période d'observation T

258ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Trafic = T

docsity.com

20/12/2009

130

Lorsqu’un système est obligé d’établir des connexions t i là il f t f i l à l thé i d t fi

Intensité de trafic

empora res : au a re appe a or e e ra c

L'intensité de trafic mesure la charge du réseau.

( )∫= T

dttnTE 1

0 Ou plus simplement E = ( N x T ) / 3600; avec

T est exprimé en seconde,

N nombre de session par heure,

E représente la charge de trafic en Erlang

259ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Mr Erlang a développé deux modèles

l’un dit à refus ou blocage (Modèle B)

l’autre dit à attente (Modèle C)

Intensité de trafic

1 Erlang représente l’occupation permanente d’un organe pendant une heure

1 Erlang représente l’occupation effective de deux organes à 50% (1/2 heure chacun pendant la même période)

L’intensité de trafic sur une ligne représente le taux de connexion de celle-ci

Le temps d’appropriation de l’organe par unité de temps

260ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

1 heure d’observation

docsity.com

20/12/2009

131

Grandeurs mesurables

Volume du trafic

Le volume du trafic écoulé par un ensemble d’organes pendant une période T est égale à la somme des temps d’occupation des organes.

∑= i

itV

t1 t2 t3 tn

t1 t2 t3 tn

t1 t2 t3 tn

261ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Période d'observation T

t1 t2 t3 tn

262ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

docsity.com

20/12/2009

132

Processus de Poisson

Le processus de Poisson est un processus de renouvellement.

Supposons que le processus des arrivées obéisse aux règles suivantes :

la probabilité d'une arrivée dans un intervalle [t, t+Dt[ ne dépend pas de ce qui s'est passé avant l'instant t. C'est la propriété dite sans mémoire .

la probabilité d'apparition d'un client est proportionnelle à Dt, la probabilité de plus d'un événement étant négligeable (infiniment petit d'ordre supérieur). Le coefficient de proportionnalité est noté λ (intensité du processus).

é

263ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Quand on ne sait rien d'un processus d'arriv es, il est assez tentant de lui attribuer les deux propriétés énoncées ci- dessus, et qui conduisent aux formules du processus de Poisson.

Dans un système à pénurie à ressources (nombre de clients n est supérieur au nombre d’organes de traitement m);

Modèle B : Formule d’Erlang B

La probabilité P de refus d’appel (facteur de blocage) par suite d’encombrement aux autres pour un trafic à écouler de E erlang est donnée par la relation :

∑ =

= m

k

k

m

k E

m E

P

0 !

! N Clients

M Ressources

264ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

docsity.com

20/12/2009

133

30

Le dimensionnement : Abaque d’Erlang

p=0,5 p=0,4 p=0,3 p=0,2 p=0,15 p=0,1 p=0,05

20

25

Trafic demandé (E)

p=0,02

p=0,01

p=0,005

10

15

p = ∑

k=m

k=0 E / k! k

Em / m!

265ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

0

5

5 10 15 20 25 30 35

Nombre de circuits (m)

Trafic demandé (Td) C' t l b T d li t i t d t PTT

Les flux du trafic

es e nom re o es c en s arr van pen an la

durée de service (dont certains seront rejetés).

Trafic perdu (Tp) Le trafic perdu ou bien rejeté Tp représente les appels rejetés.

Trafic écoulé (Te):

Le nombre des clients entrant dans le

p demandé ×=

( )PTTTT demandéPerdudemandéEcoulé −=−= 1 système pendant la durée moyenne de service.

Le produit du taux d'arrivée par la durée moyenne du service.

Le nombre moyen des serveurs occupés

T

266ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Centre Téléphonique d TE

TP

docsity.com

20/12/2009

134

Règle de Rigault

C’est une approximation de la loi d’Erlang

Si la probabilité de rejet est

La règle de Rigault

kP −=10

dd TkTN +≅

Exemple : prenons Td = 20 Er et P = 0,01; quel est le nombre N de circuits à utiliser entre les deux centraux :

Sur l’abaque on trouve que N = 30

Rigault : N = 20 + 2(20)1/2 = 29

267ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Exercice

Un système à refus dispose de M circuits.

Quel est le trafic à soumettre pour un taux de perte 1%, 10%, lorsque M est respectivement égal à 5 ou 10 ?

Déterminer pour chaque valeur le trafic demandé, écoulé et perdu ?

268ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

docsity.com

20/12/2009

135

Solutions

Prob de refus 1% 10%

Nb de circuits demandé Perdu Ecoulé demandé Perdu Ecoulé

5 1.25 0.02 1.23 3 0.3 2.7

10 4.5 0.05 4.45 7.5 0.75 6.75

Abaque

269ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

On considère le flux des appels à acheminer entre un concentrateur et un  commutateur. 

Exercice

Le concentrateur accueille 500 usagers. 

Un usager émet en moyenne une demande de connexion par heure, à l'heure  chargée. 

La durée d'une communication est de 4 minutes.

Quel est le trafic offert par usager ? 

Quel est le trafic total offert par le concentrateur ? 

On veut assurer un taux de rejet des demandes inférieur à 10‐3. Combien faut‐ il prévoir de E1 entre le concentrateur et le commutateur? 

é li é % d d ili i

270ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

En r a t , 10    es usagers sont  es ut sateurs ex geants. 

Ils sont en communication pour une durée plus longue, de l'ordre de 30  minutes. Que devient le taux de rejet ?

docsity.com

20/12/2009

136

L’entreprise RT‐Com, veut monter son centre d’appel de conseils à ses clients. 

Exercice

Il veut faire héberger la plate forme composé de PABX TDM, de positions  d’opératrices à son centre de données situé à Marrakech. 

Les données techniques fournies par le client RT‐Com sont :

Nombre d’appels prévus par jour : 5000

Nombre d’opératrices : 200

Que devez vous demander au client pour pouvoir faire un bon  dimensionnement de la plateforme ?

Nous supposons que le système est à refus et que le trafic demandé est égal à  20 Erlang. 

271ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

Calculer le nombre de circuit, valeur approchée, nécessaire pour connecter le  PABX si la probabilité de rejet de 10%. 

Bibliographies

Claude Rigault : principes de commutation numérique; hermès; 1998

Réseaux, cours et exercices, Andrew Tanenbaum; Dunod

Réseaux et Télécoms : Claude Servin, Dunod 2003

Les réseaux : G.Pujolle, 3ème édition, Eyrolles

Azzedine Ramrami : Introduction aux réseaux et aux télécommunications, Version 1.0, Mai 2001

Pierre CAYALE – SYNET, Commutation Téléphonique, Net2S

Bruno Baynat: Théorie des files d'attente Hermes collection réseaux et télécommunications 2000. , , .

Ehran Cinlar: Introduction to Stochastic Processes. Prentice Hall, 1975.

William Feller: An Introduction to Probability Theory and its Applications. John Wiley and Sons, 1971.

Erol Gelenbe, Guy Pujolle: Introduction aux réseaux de files d'attentes. Eyrolles, 1982.

Gérard Hébuterne. Ecoulement du trafic dans les autocommutateurs. Masson, Collection Scientifique des Télécommunications 1985

272ENSA-Marrakech-2006/2007-GRT-4

, .

docsity.com

20/12/2009

137

L Ré H t Débites seaux au s s

Dr. Ing Noureddine Idboufker 

n idboufker@yahoo.fr_

Version 2009‐2010

docsity.com

commentaires (0)
Aucun commentaire n'a été pas fait
Écrire ton premier commentaire
Ceci c'est un aperçu avant impression
Chercher dans l'extrait du document
Docsity n'est pas optimisée pour le navigateur que vous utilisez. Passez à Google Chrome, Firefox, Internet Explorer ou Safari 9+! Téléchargez Google Chrome