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Ingénierie des services télécoms / UMTS et Wifi

De
353 pages
Cet ouvrage présente les infrastructures, architectures et protocoles utiles au développement de services multimédias mobiles de nouvelle génération. La première partie traite des infrastructures de communication des réseaux de téléphonie, de données, des réseaux mobiles et multimédias. Les réseaux GSM, le GPRS, UMTS et les réseaux locaux WiFi et Ad-Hoc sont présentés dans une perspective d'ingénierie réseau et ses contraintes de gestion de la qualité de service (DiffServ, MPLS). Des services et supports de services tels que SMS, MMS et LBS sont également décrits. La deuxième partie de l'ouvrage présente l'architecture de convergence voix/données et fixe/mobile NGN et son Softswitch. Les protocoles du NGN (SIP, H323, MEGACO, MGCP) et ses passerelles sont décrits ainsi que des environnements de création et d'exécution de services NGN (JAIN, PARLAY OSA). La troisième partie s'intéresse au développement de services et d'applications mobiles multimédias à valeur ajoutée qui bénéficie des facilités offertes par le NGN.
Introduction. Infrastructures des services de télécommunications. Introduction. les réseaux de téléphonie. Les réseaux de données. Les réseaux mobiles et multimédias. Architectures NGN de services. Introduction. Architecture du NGN. Protocoles du NGN. Développement de services. Services mobiles à valeur ajoutée et applications ad hoc. Introduction. Services mobiles. Services à valeur ajoutée. Systèmes d'information et mobilité. Conclusion générale. Bibliographie. Liste des acronymes. Index.
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Préface
L’évolution des services de télécommunications
Une des tendances lourdes que connaissent actuellement les services de télécommunications dans les pays industrialisés est l’importance croissante prise par les services multimédias. Pour les opérateurs mobiles par exemple, compte tenu des taux de pénétration très importants, les revenus provenant des services de communication vocale sont entrés dans une période de croissance stable mais limitée, alors que les services non vocaux prennent de plus en plus d’importance : transferts de données, messages courts (SMS), messages multimédia (MMS) avec des images fixes et maintenant des clips vidéo, services de contenus (informations, téléchargements de sonneries ou d’images, etc.), services liés à la localisation, comme des informations sur le trafic routier ou la recherche d’un restaurant dans le voisinage. Ces services qui représentent plus de 10 % du chiffre d’affaires des grands opérateurs est amené à dépasser prochainement les 20 %. Les contenus basés sur la vidéo n’attendent que la disponibilité de réseaux offrant des débits de transport importants pour se développer. Une nouvelle gamme de possibilités s’ouvre maintenant avec l’ouverture des réseaux EDGE et surtout UMTS, ce dernier système n’en étant qu’à ses débuts et promettant des évolutions (HSDPA par exemple) qui permettront encore d’augmenter les débits accessibles aux clients.
Une évolution similaire se déroule sur les réseaux fixes pour lesquels la soif de services multimédias et maintenant de télévision demande toujours plus de bande passante disponible à l’accès, ce qui est maintenant possible grâce aux différentes techniques ADSL, et qui explique leur succès. D’autres technologies comme le wifi et ses évolutions permettent d’offrir ce type de services à des utilisateurs
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« nomades », en leur permettant de rester connectés en des lieux différents, sans pour autant leur offrir une mobilité totale en cours de déplacement.
On assiste donc à une évolution des réseaux d’accès, fixes vers des débits offerts aux clients toujours plus importants, avec des technologies qui ont chacune une caractéristique adaptée à un type d’utilisation (fixe, nomade, mobile) ou à un environnement (la maison, l’entreprise, les lieux publics, etc.) particulier.
Cette multiplication de possibilités crée pour les clients une complexité supplémentaire dans la mesure où leur souhait est de pouvoir accéder à leurs services de façon transparente quel que soit le mode d’accès. Une première solution est offerte par la mise en œuvre d’interfaces de programmation d’applications (API) standardisées entre des réseaux cœurs et des plates-formes de service ou de contenus communes à plusieurs réseaux. Des techniques comme OSA/PARLAY semblent maintenant mûres pour généraliser, et au-delà, les premières applications qui reposaient sur les principes des réseaux intelligents.
Mais la technologie des réseaux elle-même évolue, ce qui devrait permettre d’aller encore plus loin dans l’intégration des accès vue du client. Les différents réseaux pourraient en effet évoluer vers des architectures dites NGN (new generation networks) s’appuyant sur des réseaux de transport IP. Cette architecture devra cependant fournir, afin de s’imposer, une gestion de la qualité de service compatible avec les services « temps réel », comme la voix, alors que les technologies Internet sont à l’origine plutôt basées sur l’obligation de moyens (best effort). De nouvelles méthodes de commande de réseau, comme l’IMS (IPmultimedia subsystem), basé sur le protocole SIP, devraient alors rendre possible une plus grande intégration des différents réseaux cœurs, à travers des commandes communes.
Ces différentes évolutions technologiques concernent l’ensemble de la chaîne : des plates-formes de service aux réseaux d’accès, en passant par les réseaux cœurs. Elles permettront la mise en œuvre de services multimédias, de façon transparente pour les clients en mobilité. L’UMTS et le wi-fi en donnent aujourd’hui un avant goût.
Alain MALOBERTIVice président, Network Architecture and Design Groupe Orange
Avant-propos
Ces dernières années ont vu lémergence dune nouvelle génération de systèmes de télécommunications mobiles qui ouvre la voix aux services multimédias et à la convergence entre la téléphonie (transport, accès, gestion de réseaux et de services et services support) et linformatique (fourniture de services et de contenus).
Conscients des attentes de leurs abonnés, les opérateurs télécoms montrent un intérêt croissant pour lingénierie des services télécoms multimédias. Offrir des services multimédias à des abonnés mobiles sur une infrastructure télécom requiert non seulement la maîtrise des aspects liés aux réseaux, mais aussi une maîtrise des aspects liés au développement de services, à leur intégration au sein du système télécom et à leur gestion en cours dexécution.
Cet ouvrage présente les composantes majeures utiles à lingénierie des services télécoms et les décline du réseau jusquaux composants logiciels. Les concepts développés au sein de cet ouvrage portent sur les grandes tendances des systèmes télécoms relatives aux réseaux, aux architectures de services et aux méthodes dingénierie et dintégration de services. Une partie de louvrage est destinée à explorer une partie du potentiel des paradigmes des systèmes répartis temps réel et tolérants aux fautes.
Lévolution des besoins et des usages en conjonction avec lévolution de lenvironnement économique des télécommunications impose une nouvelle génération de services à valeur ajoutée. Un volet de cet ouvrage est consacré aux services à valeur ajoutée et aux accès aux systèmes dinformation et au web au travers dun réseau radiomobile.
Ces différentes considérations sur les évolutions de la téléphonie mobile nous ont amenés à développer cet ouvrage selon trois parties principales : les infrastructures
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UMTS et wi-fi, la future génération de réseaux NGN et le développement et lintégration des nouveaux services mobiles à valeur ajoutée.
Ce livre est structuré de façon à accompagner le lecteur désireux de comprendre la nouvelle génération de réseaux et lingénierie des services mobiles à valeur ajoutée, den maîtriser linfrastructure, larchitecture et le développement de services.
Que ce soit pour mieux comprendre linteraction entre les réseaux et lingénierie de service ou dans le cadre dune activité de conception, de développement et dintégration dun nouveau service, ce livre offrira les bases nécessaires au lecteur quil soit spécialiste de lun ou lautre de ces domaines. Les auteurs travaillent dans le domaine des télécommunications mais présentent des profils complémentaires en réseaux et en informatique appliquée aux télécommunications, qui leur permettent de considérer la problématique de lingénierie des services télécoms de bout en bout. Ils tiennent à remercier tout particulièrement les amis et collègues qui ont participé directement ou indirectement à lélaboration de cet ouvrage, soit par leur relecture, soit par les discussions et échanges quils ont pu avoir. Il sagit principalement de : Mohamed-Naceur Ammar (SupCom), Pierre Beaufils (Greenwich Consulting), Guy Bernard (INT), Antoine Beugnard (ENST-B), Hatem Boulabiar (GET Wireless), Nasr Chakroun (3S-Globalnet), Sonia Coustaty (SFR), Nicolas Curien (CNAM), Maurice Gagnaire (ENST), Philippe Godlewski (ENST), Mike Haïdar (Analog Devices), Gérard Hébuterne (INT), Robert Hirschfeld (DoCoMo Euro-Labs), Michel Hurfin (IRISA-INRIA), Bijan Jabbari (Georges Mason University), Fadhel Kraïem (Cegetel), Xavier Lagrange (ENST-B), John Loughney (Nokia), Salaheddine Maïza (SFR), Alain Maloberti (Orange), Zied Malouche (Nortel Networks), Mongi Marzoug (Orange), Guy Pujolle (Paris VI), Robert Rannou (ENST-B), Noemie Simoni (ENST), Samir Tohmé (Université de Versailles), Hannes Tschofenig (Siemens) Stéphane Ubeda (INSA-Lyon), Djamal Zeghlache (INT), Simon Znaty (Efort).
Cet ouvrage est destiné aussi bien aux opérateurs quaux fournisseurs de services mobiles de nouvelle génération. Il concerne également les responsables des systèmes dinformations qui souhaitent offrir un accès mobile à leur Intranet. Laccent a été mis sur la pédagogie, que ce soit en termes de définition des enjeux, de la problématique, de lintérêt des solutions technologiques pour y répondre et de la description des architectures et des fonctionnalités utiles au développement de services télécoms mobiles.
Zièd CHOUKAIR, à la mémoire de son père, à Soizic et Loubna Sami TABBANE, à Elyes et Bilel
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