Chapitre 1

Introduction

1.1. Nouveaux enjeux et objectifs

L�évolution des télécommunications répond principalement à une double attente : la convergence des réseaux (fixe/mobile et voix/données) et l�intégration de services multimédias. Plusieurs facteurs ont favorisé cette évolution que nous aborderons selon une perspective technologique. D�autres facteurs majeurs réglementaires, d�usage ou économiques que ce soit pour l�accès, les services ou le contenu ont récemment joué un rôle important.

Les évolutions du monde des télécommunications vers le multimédia mobile supportées par les avancées technologiques ont fait prendre conscience que fournir l�accès n�est plus suffisant. Le besoin des utilisateurs s�oriente vers l�accès aux services multimédias à valeur ajoutée, dans leur propre environnement nominal indépendamment de leur mode d�accès. Par ailleurs, la similarité d�usage avec Internet oblige les opérateurs à développer des services et applicatifs multimédias offrant les mêmes comportements et vérifiant les mêmes propriétés. Ces contraintes découlent de la nature même des applications. Ainsi, par exemple, une application de commerce électronique pourrait bénéficier d�un comportement transactionnel et temps réel pour la gestion de la commande et proposer un mode de paiement sécurisé pour le règlement. Les enjeux et priorités sont donc liés à la fourniture de services multimédias en conjonction avec l�exigence de mobilité et d�accessibilité sans contrainte technologique ou liée à la nature du service ou du contenu.

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L�objectif est donc de découpler la fourniture du service de son transport de manière indépendante du mode d�accès. Il s�agit alors de disposer d�une architecture de création, d�intégration et d�exécution de services qui constitue un standard pour des plates-formes ouvertes et interopérables d�intégration et d�exécution de services multimédias mobiles. Cette architecture, découplée de l�infrastructure matérielle et logicielle du réseau sous-jacent de l�opérateur, serait capable de s�y interfacer au travers d�API standard. Le réseau NGN permet une telle organisation en séparant les services du réseau et en articulant leur interfonctionnement autour d�interfaces ouvertes. La création de services portables à valeur ajoutée et l�intermédiation de services sont ainsi grandement facilitées. Les développeurs de services multimédias mobiles pourront ainsi appeler les opérations des interfaces standard pour l�accès aux services du réseau et s�appuyer sur les principes et concepts de la programmation de services multimédias à valeur ajoutée du génie logiciel et du traitement réparti.

En revanche, le recours à la nouvelle génération de réseaux et de services peut se révéler problématique en termes de migration des infrastructures, des protocoles et des plates-formes applicatives. La maturité des technologies NGN est balancée par de nombreux freins quant à leur migration. Pour accompagner ces évolutions et réaliser des objectifs inspirés de ces enjeux, il est capital de comprendre les infrastructures des réseaux mobiles et multimédias, les architectures NGN de services et les approches pour le développement et l�intégration de services multimédias à valeur ajoutée. C�est dans cette perspective qu�a été conçu cet ouvrage.

1.2. Evolution des réseaux de télécommunications

La mutation en cours vers le multimédia mobile se caractérise par la nécessité de gérer la mobilité, la disponibilité des ressources et l�adaptation à la demande et au profil de l�utilisateur. Dans ce nouveau contexte concurrentiel, les opérateurs tendent à rationaliser leurs activités tout en augmentant la valeur ajoutée des services rendus aux abonnés. La réduction des coûts passe par l�optimisation de l�usage de la ressource, le partage d�infrastructure ou l�utilisation de nouvelles générations de réseaux mobiles économes en ressources spectrales. L�optimisation de l�usage de la ressource s�est traduit logiquement par une migration de la téléphonie vers IP. Des progrès en matière d�augmentation des débits et de codage de signaux audiovisuels permettent d�envisager le transport de médias traditionnellement consommateurs de ressources vers des équipements mobiles. La première partie de cet ouvrage présente ces nouveaux apports.

La nouvelle génération de réseaux NGN accompagne les évolutions du monde des télécommunications en proposant une nouvelle architecture réseau d�intégration

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de services. Elle offre de grandes capacités de flexibilité, d�évolution et d�ouverture aux réseaux et services d�opérateurs tiers. Cette évolution est fondée en partie sur la décomposition de l�architecture en couches indépendantes interagissant au travers d�interfaces standardisées et ouvertes. Ces couches concernent l�accès, le transport, le contrôle et les services. Cette évolution est également fondée sur une dorsale paquets, avec le vecteur de transport IP, pivot permettant une évolution vers la convergence de réseaux, le multimédia et une interopérabilité avec les réseaux intelligents et les applicatifs informatiques.

1.3. La nouvelle génération des services télécoms

Les services multimédias mobiles de demain restent à inventer. Cependant, les avancées dans les domaines de la création et de l�exécution de services multimédias mobiles couplées avec les nouvelles possibilités d�interopérabilité avec d�autres applicatifs et services support présagent d�une révolution des usages. Les barrières traditionnelles, qui contraignaient la création et l�intégration de services, ont, pour un grand nombre d�entre elles, disparues. Avec l�avènement des réseaux mobiles multimédias et des technologies d�accès sans fil, l�accession des utilisateurs résidentiels et professionnels au multimédia mobile est opérée, notamment avec l�UMTS et le wi-fi. L�impact sur la création et l�exécution des services multimédias sur des terminaux mobiles a été considérable. La satisfaction des abonnés passe dorénavant par l�augmentation de la valeur ajoutée des services, par une amélioration de la capacité à disposer de nouveaux services et, pour les activités professionnelles en environnement mobile, par la mise à disposition de nouveaux modèles économiques de collaboration.

Les usages privés en téléphonie mobile tendent à prendre une nouvelle dimension avec des attentes liées à l�accès conjoint voix et données et au confort habituel des accès à partir de postes fixes. Cette accessibilité totale en toute mobilité à des services de plus en plus consommateurs en ressources réseau et en traitements interactifs et temps réels, nécessitent des solutions et des supports technologiques pour gérer les multiples modes d�accès, de transport et les contrôles spécifiques à chaque service ou application (service temps réel et fiable, gestion du rendu de scènes multimédias, comportement transactionnel, paiement, sécurisé, etc.). Dans l�optique d�offrir des services télécoms à valeur ajoutée, des efforts ont notamment été déployés dans la perspective de gérer au mieux la qualité de service. Il s�agit d�offrir un service ainsi qu�un contenu impactés par les contraintes de disponibilité de ressources radio et de charge du réseau, tout en conservant la sémantique et en offrant un rendu conforme aux attentes. D�autres efforts ont porté sur la

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différenciation et offrent des techniques et des mécanismes pour personnaliser les services et les spécialiser.

La séparation de la couche service a commencé avec les réseaux intelligents, avec l�externalisation des services en dehors des commutateurs et leur commande par des points de commande de services. Le NGN a conforté cette approche et exploité les récentes avancées dans les domaines télécoms et logiciels. Un environnement de création et d�exécution de services a permis de rendre partiellement transparent aux concepteurs de services le fonctionnement des couches sous-jacentes (gestion de réseaux, modes d�accès, etc.) et les particularités et les contraintes propres aux architectures réseau. Parallèlement, les services fournis par les opérateurs s�appuient, de plus en plus, sur des services et des données répartis entre plusieurs points du réseau de l�opérateur et de ses fournisseurs. Les concepts et paradigmes du traitement réparti offrent un support pour coordonner ces entités logicielles, maintenir la cohérence et gérer la répartition. De plus, ils proposent des approches pour assurer des comportements temps réel et vérifier les propriétés du service rendu. Des standards d�architectures logicielles de traitement réparti en environnement ouvert ont été spécialisés pour les télécommunications. Nous présenterons quelques résultats du traitement réparti ainsi que des architectures logicielles standard qui sont de nature à assister l�ingénierie des services télécoms.

Ce rapprochement avec le génie logiciel forme les fondations sur lesquelles il devient possible de développer des systèmes à base d�une multitude d�objets mobiles intégrés aux équipements en réseau des utilisateurs et des opérateurs et imbriqués au sein de notre environnement. Ces objets multimédias présenteront l�avantage d�être omniprésents, polymorphes et interchangeables. Ils permettent d�envisager des systèmes non monolithiques, flexibles et évolutifs à la demande ou en fonction de la fluctuation de l�environnement. Ces objets communicants mobiles ouvrent ainsi la voie aux services d�ubiquité. En tout état de cause, il s�avère nécessaire, dans cette optique d�objets mobiles multimédias communicants et de services d�ubiquité, de considérer de nouvelles approches de communication, de calcul et de représentation.

Aux usages privés, se superposent des usages professionnels, destinés à des collaborateurs mobiles. Avec la nouvelle génération de réseaux, les entreprises se tournent progressivement vers les applications mobiles. Nous assistons à la convergence entre systèmes télécoms et Internet, qui se traduit logiquement par le développement de l�Internet mobile et la profusion d�applications sur la toile accessibles au travers de terminaux mobiles. Ces applications découlent de nouveaux métiers dans les télécommunications (accès à l�Intranet via des terminaux mobiles, mise à disposition de bureaux virtuels mobiles, messagerie instantanée,

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localisation en situation d�urgence, contrôle de patients à risque, adaptation d�une plate-forme professionnelle aux profils des participants présents, etc.). Mais il ne s�agit pas uniquement d�ajouter des techniques d�accès mobile à l�Internet. Cette évolution se caractérise également par l�intégration de nouveaux protocoles et capacités de gestion de la mobilité, de l�identité et de la sécurité des utilisateurs, de l�information de localisation et d�adaptation au terminal de l�utilisateur.

Des efforts particuliers portent actuellement sur différents domaines susceptibles d�impacter l�évolution vers des services d�ubiquité à valeur ajoutée dont la convergence et l�interopérabilité des réseaux, la découverte de services en ligne, les services et les réseaux ad hoc, la reconfiguration de plates-formes de services, les capacités des équipements portables multimédias, la localisation, la représentation des scènes multimédias et l�adaptation et l�ergonomie des interfaces utilisateurs. Les technologies et les modes opératoires qui sous-tendent ces évolutions doivent cependant rester transparents aux utilisateurs en leur assurant la qualité de service requise.

La mutation en cours vers le multimédia mobile se caractérise par la fourniture de services et d�environnement d�exécution de services capables de gérer la mobilité, la disponibilité des ressources et l�adaptation à la demande et au profil de l�utilisateur et de l�applicatif. Nous présenterons des modèles, des architectures et des plates-formes susceptibles d�assister l�ingénierie de services télécoms répondant à ces exigences.

1.4. Structure de l’ouvrage

Ce livre est structuré de façon à accompagner le lecteur désireux de comprendre les nouveaux enjeux et les objectifs liés au développement de nouveaux services télécoms, d�en maîtriser les infrastructures, les architectures et l�ingénierie. Que ce soit dans le cadre d�une activité de conception d�un système de nouvelle génération ou encore d�urbanisation d�un système télécom existant, ce livre permettra de se familiariser avec les aspects technologiques et d�ingénierie liés au développement de nouveaux services.

Ce livre est constitué de trois volets majeurs conformes aux composantes fondamentales des systèmes télécoms : le premier volet porte sur l�infrastructure, le deuxième volet s�intéresse aux les architectures NGN de services et le troisième volet concerne le développement de services mobiles à valeur ajoutée et permet de comprendre les nouveaux enjeux des systèmes télécoms et de connaître les techniques pour l�ingénierie des services télécoms. La continuité que nous faisons valoir sur les trois parties de l�ouvrage s�explique par l�utilité des paradigmes évoqués de l�infrastructure des réseaux jusqu�au développement de services en

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passant par l�architecture de réseau NGN. L�ouvrage a été conçu afin que les facettes de l�ingénierie des services télécoms mobiles multimédias soient appréhendées de manière complémentaire et de bout en bout au travers des différentes couches. Chaque volet de cet ouvrage est lui même décliné en trois chapitres.

La première partie porte sur l�infrastructure sous-jacente aux services télécoms et comprend les trois chapitres suivants : « Les réseaux de téléphonie », « Les réseaux de données » et « Les réseaux mobiles et multimédias ». L�accent est mis sur l�évolution incessante des réseaux vers le multimédia en intégrant des protocoles de gestion de la qualité de services QoS. Cette évolution offre le cadre physique au développement des services télécoms de nouvelle génération. Nous présenterons pour chacune des familles du réseau les architectures physiques, les techniques de commutation et les méthodes d�ingénierie disponibles au niveau de l�infrastructure et indispensables au développement de services de nouvelle génération.

La deuxième partie « Architectures NGN de services » comprend les trois chapitres suivants : « Architecture du NGN », « Protocoles du NGN » et « Développement de services ». Cette partie s�intéresse aux nouvelles architectures à base de softswitch et aux nouveaux protocoles qui offrent, que ce soit pour la filière téléphonie ou donnée, des environnements de création et d�exécution de services à l�aide d�interfaces de programmation d�applications standard ouvertes. Cette partie développe les fonctionnalités couvertes par l�architecture NGN ainsi que les fournitures attendues des environnements de création et d�intégration de services à valeur ajoutée.

La troisième partie « Services mobiles à valeur ajoutée et applications ad hoc » comprend les chapitres « Services mobiles », « Services à valeur ajoutée » et « Système d�information et mobilité ». Nous développerons les approches et les technologies d�intégration de certaines facettes de la valeur ajoutée aux services et applications mobiles notamment la qualité de service. Forts des environnements de création et d�exécution de services NGN, nous présenterons des concepts et des techniques éprouvés du génie logiciel et du traitement réparti, ainsi que des moyens de mise en �uvre de services et d�applicatifs mobiles multimédias à valeur ajoutée. Enfin, cette partie se terminera par la question de l�accès aux systèmes d�information des entreprises par les collaborateurs nomades.