Réseaux Haut débit

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Réseaux Haut débit

Professeur: KAFANDO Bila

Ingénieur Réseaux et Télécoms

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PLAN

• Généralités

• Réseaux RNIS

• Réseaux ADSL

• Réseaux ATM

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Généralités

• Définition d’un réseau informatique

• Types de réseaux informatiques

• Définition du haut débit

• Motivations du haut débit

• Facteurs influant le haut débit

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Définition d’un réseau informatique

• Un réseau informatique est un ensemble d’ordinateurs (Postes de travail et serveurs)reliés par un réseau de transmission de données. Ce dernier est composé d’un ensemble de nœuds ( commutateurs, routeurs, …)reliés par des lignes (voies) de transmission.

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Les types de réseaux (1)

PAN : Personal Area NetworkLAN : Local Area NetworkMAN : Metropolitan Area NetworkWAN : Wide Area Network

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Les types de réseaux (2)

OuMAN

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Définition du haut débit

• La notion de « haut débit » est problématique puisqu’elle se réfère àun contexte technologique daté :

• un débit élevé est un débit supérieur à la pratique courante du moment considéré, mais qui peut devenir un débit standard quelques années plus tard.

- Le débit du télex était de 50b/s au début du siècle dernier

- Le débit de 4800 b/s sur le RTC était considéré comme une limite quasi infranchissable il y a une vingtaine d’années

- Un modem à 14400 b/s était considéré comme rapide il y a une dizaine d’années et il est considéré aujourd’hui rapide à 56 Kb/s

- Les réseaux de données des années 70 avaient un débit de qq kb/s, les générations de réseaux de ce siècle atteignent plusieurs Gb/s.

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Le très haut débit dans les réseaux

Bientôt 40 Gbit/spar longueur d’onde

Réseau d’accès d’abonnés (subscriber

network) : 2 à 20 Mbit/s

MANMetropolitan Area Network

WANWide Area Network,

réseau longue distance

LANLocal Area Network

Fibres optiques, protocoles

SDH/SONET, débits N x 10

Gbit/s (DWDM)

Fibres optiques, protocoles 1/10 Gbit/s Ethernet,

débits n x 10 Gbit/s (CWDM)

fibre ou paire torsadée, débits 10/100/1000 Mbit/s (Ethernet)

Accès entreprises : 2 à 155 Mbit/s

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Motivations du haut débit (1)

• L’interconnexion des réseaux locaux d’entreprises, qui sont à haut débit, passe le plus souvent par le domaine public où les débits sont plus modestes.

=> Nécessité d’une harmonisation des débits autorisant à terme des performances indépendantes de l’emplacement du terminal.

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Motivations du haut débit (2)

• L’évolution des réseaux vers les débits élevés résulte surtout de la migration progressive de l'échange de textes vers l'échange des images.

• Le passage au codage point par point puis aux images animées conduit à des besoins en débit qui varient de qq kb/s à plus de 100 Mb/s.

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Facteurs influant sur le haut débit (1)

• Durée du traitement des unités de données

- A 64 kb/s, une unité de données de 1024 octs est reçue en 125 ms, ce qui laisse un temps important pour traiter l’unité de données précédente.

- A 100 Mb/s, cette même unité de données doit être traitée en 80µs.

- Si elles ne peuvent pas être traitées à temps, les unités de données s’accumulent dans une file d’attente qui risque de déborder et d’entraîner la perte d’unités de données excédentaires.

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• Taille des fenêtres d’anticipation

- L’augmentation du débit impose également celle de la taille des fenêtres d’anticipation afin d’éviter que l’émetteur ne soit retardé

- Dans le cas d’utilisation de TCP, dont la fenêtre est limitée à 65535 octets, l’émetteur devrait s’arrêter au bout de 5 ms et attendre un acquittement qui peut prendre 5 ms. Il ne pourrait ainsi transmettre que pendant 50% du temps.

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• Contrôle des erreurs de transmission

- S’il y a des erreurs de transmission, l’émetteur risque de passer beaucoup de temps à retransmettre les mêmes unités de données.

- Au lieu d’utiliser la procédure de retransmission à partir de l’unité de données découverte en erreur, il est souhaitable d’effectuer une retransmission de la seule unité corrompue (retransmission sélective).

- Vu les faibles taux d’erreurs (10-9) rencontrés sur des supports comme les fibres optiques il vaut mieux éviter le contrôle des erreurs en cours de transmission.

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• Durée de l’établissement des communications

- La procédure d’établissement de la connexion est également un élément critique dès que le débit augmente.

- La procédure en trois phases devient ainsi pénalisante dans la mesure où l’échange de données utilisateur n’intervient qu’après plusieurs autres échanges.

- Des protocoles de connexion rapide autorisent l’envoi de données utilisateur dans le message d’établissement de la connexion.

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Réseaux RNIS

• Qu'est-ce qu'un réseau RNIS ?

• Comment fonctionne un réseau RNIS ?

• Dispositif de connexion RNIS

• Les protocoles RNIS

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Qu'est-ce qu'un réseau RNIS ?

• RNIS: Réseau numérique à intégration de servicesou ISDN : Integrated services Digital Network

• Permet l’échange de voix, données et vidéo

• Fournit des services à faible débit : de 64Kbps à2Mbps et des services à haut débit : de 10Mbps à 622Mbps.

• ISDN est une technologie d’accès entièrement numérique.

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Comment fonctionne un réseau RNIS ? (1)

• Dans un réseau téléphonique analogique, une boucle sur une paire torsadée de fils de cuivre entre le commutateur central et l'abonnésupporte un canal de transmission unique.

Ce canal ne traite qu'un seul service simultanément : la voix ou les données.

Avec un Réseau Numérique à Intégration de Services, la même paire torsadée est divisée en plusieurs canaux logiques.

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• Les canaux logiques RNIS- Les canaux B transmettent à un débit de 64Kbps en commutation de circuit ou de paquet les informations utilisateur : voix, données, fax. Tous les services réseau sont accessibles à partir des canaux B.- Les canaux D transmettent à un débit de 16Kbps en accès de base et 64Kbps en accès primaire. Ils supportent les informations de signalisation : appels, établissement des connexions, demandes de services, routage des données sur les canaux B et enfin libération des connexions. Cette signalisation hors bande permet des temps d'établissement de connexion rapides (environ 4 secondes) relativement aux réseaux analogiques (environ 40 secondes). Il est aussi possible de transmettre des données utilisateur àtravers les canaux D (protocole X.31b).

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• Les interfaces standards RNIS:

Une interface d'accès à un réseau RNIS est une association de canaux B et D. Il existe deux interfaces standards (Accès de base ou Accès primaire).Elles correspondent à deux catégories d'utilisation distinctes :

- Résidentielle : utilisation simultanée des services téléphoniques et d'une connexion Internet.

- Professionnelle : utilisation d'un commutateur téléphonique (PABX) et/ou d'un routeur d'agence.

Dans les deux cas, le nombre de canaux utilisés peut varier suivant les besoins. Le débit maximum étant fixé par le type d’interface.

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• L'accès de base ou Basic Rate Interface (BRI) comprend 2 canaux B et un canal D pour la signalisation : 2B+D.

• L'accès primaire ou Primary Rate Interface (PRI) comprend 30 canaux B et un canal D à 64Kbps en Europe : 30B+D. Aux Etats-Unis et au Japon la définition est différente : 23B+D. Seule la protection des marchés explique les différences de définition entre l'Europe, les Etats-Unis et le Japon. Cet accès est l'équivalent RNIS des liaisons T1/E1 à2048kbps et 1544kbps.

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• Les équipements non-RNIS n'ont pas nécessairement des débits compatibles avec la définition du canal B: 64Kbps.

Dans ce cas, les adaptateurs de terminal (TA) réalisent une adaptation en réduisant le débit effectif du canal B jusqu'à une valeur compatible avec le dispositif non-RNIS.

• Il existe 2 protocoles de gestion d'adaptation : V.110 très utilisé en Europe et V.120 aux Etats-Unis.

Ces 2 protocoles gèrent les transmissions synchrones et asynchrones.

• La bande passante dynamique ou l'allocation de canaux est obtenue par l'agrégation des canaux B.

On obtient ainsi une bande passante maximale de 128Kbps pour l'accès de base (BRI) et de 1920Mbps pour l'accès primaire en Europe.

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Dispositif de connexion RNIS (1)

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NT2 NT1

TE1

TE2TA

TE1


ISDN2 fils

NT : Network Termination

Terminal Adaptor

TE: Terminal Equipment

4 filsU

R

S

S

T

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• La configuration physique vue du côté de l'utilisateur RNIS est divisée en groupes fonctionnels séparés par des points de référence.

• Un groupe fonctionnel est une association particulière d'équipements qui assurent un ensemble de fonctions RNIS.

• Les points de référence sont les limites qui séparent les différents groupes fonctionnels. A chacun de ces points de référence correspond une interface standard à laquelle les fournisseurs d'équipements doivent se conformer. Ces interfaces standards ont aussi pour but de permettre àl'utilisateur de choisir son équipement librement.

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• R, S, T, U : points de références

• TNL-TNR/NT1 : Terminal Numérique de Ligne-Terminal Numérique de Réseau/Network Termination 1

• TNA/NT2 : Terminal Numérique d'abonné/Network Termination 2

• Terminal RNIS/TE1 : Terminal Equipment 1

• Adaptateur/TA : Terminal Adapter

• Terminal non-RNIS/TE2 : Terminal Equipment 2

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• U : Ce point de référence est placé entre le groupe NT1 et la boucle de transmission de l'opérateur téléphonique qui fournit une liaison bi-directionnelle (full-duplex) entre l'abonné et le commutateur central sur 2 fils. L'interface U n'est utilisée qu'en Amérique du nord.

• T : Ce point de référence est placé entre le groupe NT2 qui possède des fonctions de niveaux 1 à 3 et le groupe NT1 qui ne possède que des fonctions de niveau 1. C'est le point de connexion minimal entre l'abonné et l'opérateur. Il existe plusieurs appellations suivant les types d'accès :- T0 : accès de base (BRI) 2B+D. - T2 : accès primaire (PRI) 30B+D.

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• S : Cette interface peut être assimilée à un bus passif pouvant supporter 8 terminaux (TE) en série sur le même câble. Dans ce cas, chaque canal B est affecté à un terminal particulier pour la durée d'un appel.

• R : Ce point de référence est la limite conceptuelle entre le terminal non RNIS et l'adaptateur.

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Protocoles RNIS (1)

Service PRI: ITU-T.I.431

Service BRI: ITU-T.I.430

LAPD: ITU-T.Q.921

Commutation de circuits: ITU-T.Q.931Application

Présentation

Session

Transport

Réseau

Liaison de données

Physique

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Protocoles RNIS (2)

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Protocoles RNIS (3)

Les trames sont différentes en entrées et en sorties

(terminal au réseau)

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ProtocolesRNIS (4)

-LAPD (un sous-ensemble de HDLC) assure la gestion de la liaison ainsique la signalisation- SAPI : Service Access Point Identifier : Identifie le type de paquet (data ou contrôle…)- TEI : Terminal Endpoint Identifier : Identifie l’équipement de terminaison (téléphone ou PC …)

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Réseaux ATM

• Objectifs et principes des réseaux ATM

• Cellules ATM

• Connexions ATM

• Couche physique

• Couche ATM: commutation et brassage

• Couche “Transport” ATM: AAL

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Objectifs et principes des réseaux ATM (1)

• Doivent permettre le transport de tous types de trafic (voix, données, images) sur les supports physiques des opérateurs de réseaux public à l’échelle d’un pays ou d’un continent.

• Les flots de données qui doivent être véhiculés sont :- isochrones pour le transfert de données périodiques telles que le son ou l’image animée (avec ou sans compression);- asynchrones (avec ou sans rafales), pour le transfert de données entre des réseaux locaux.

• Doivent fournir à chaque client un contrat de débit adapté à ses besoins et susceptible d’évoluer à volonté et garantir un délai d’acheminement compatible avec le confort nécessaire aux applications interactives.

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• Basés sur la transmission et commutation de cellules

• Connexions virtuelles et multiplexage asynchrone des données (sur un ou plusieurs supports physiques )

• Contrôle minimale pour les erreurs de transmission et de flux

• Débit élevé: 155Mbps, 622Mbps, 2,4Gbps, …

• Offre de bande passante sur demande

• Support de différents services: voix, données, vidéo

• Qualité de service

• Technologie sélectionnée par ITU-T pour B-ISDN

• Standardisation: ITU-T, ATM-forum

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• COMPROMIS ENTRE COMMUTATION DE CIRCUITS ET DE PAQUET

COMMUTATION DECIRCUITS

COMMUTATION DE PAQUETS

SIMPLICITE

FLEXIBILITE

ATM

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gestion

Contrôle Usager

Couches supérieures Couches supérieures

Couche adaptation ATM

Couche ATM

Couche Physique

MODELE DE REFERENCE

La commutation(acheminement)se fait à ce niveau

- Plan usager (utilisateur): transport de données

- Plan contrôle : gestion des connexions

- Plan administration (gestion) : supervision et vérification

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ATM

Application

AAL

ATM

Physique

AAL

ATM

Physique

commutateur ATM

Physique


L'ATM est à commutation de cellules

données

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ATM: transmission asynchrone

1 2 3 4 5 6 7 8 9 . . . 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 . . . 24

7 2 2 vide 3 1 9 1 8 5 4 2 11

Transmission (multiplexage) synchrone

Transmission (multiplexage) asynchrone → ATM

1 trame T1 (125 µsec)

1 cellule ATM (53 octets)

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TRAFIC DE DONNEES ISSUES DU TERMINAL,LE DEBIT EST DICTE PAR LE TERMINAL

TRAFIC CONTINU DE CELLULES TRANSPORTEES PAR LE RESEAU, CV = CELLULE VIDELE DEBIT EST DICTE PAR LE RESEAU (par exemple 155Mb/s)

CV

mecanismed'assemblagede cellulesATM

TERMINALEMETTEUR

LE TERMINAL EMET UNTRAFIC VARIABLE: VBR(Variable Bit Rate)

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CV

mecanisme demultiplexagede cellulesATM

data video voix

LES SOURCES DE TRAFICEMETTENT DES TRAFICS CONSTANTS: CBR (Constant Bit Rate):débit data = 0.1 x 155Mb/sdébit video = 0.4 x 155Mb/sdébit voix = 0.2 x 155Mb/s

conduit à 155Mb/s

VC1 VC2 VC3

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Objectifs et principes des réseaux ATM (9)Interconnexion de 2 LAN à travers un réseau ATM

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CELLULES ATM (1)

données utilisateur

messages de signalisation

cellules de gestion

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CELLULES ATM (2)

EN-TETE INFORMATION

SIMPLICITE

FLEXIBILITE

TRANSPARENCE DU RESEAU:CELLULE DE LONGUEUR FIXE

IDENTIFIANT EXPLICITE,ROUTAGE PAR CIRCUIT VIRTUEL,MODE CONNECTE

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CELLULES ATM (3)

• ZONE DE DONNEES:– transport de la voix: le temps de propagation doit rester inférieur à

28ms (pour éviter les annuleurs d'echo)

– échantillonnage 1octet/ 125microsec. => 6ms pour remplir 48octets

– 28ms max = 6ms (remplissage) + 6ms (vidage) + 16ms

– ces 16ms correspondent à une propagation d'environ 4000km (360000 km/s)

– 48octets est un compromis entre 64 (US) et 32 (EUROPE)

• ZONE D'EN-TETE:– rapport minimum: en-tête/données

– 5octets utiles

• ==> TOTAL CELLULE = 5 + 48 = 53 OCTETS

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CELLULES ATM (4)

• Taille fixe.

• En-tête: 5 octets; données 48 octets.

• Des petites cellules réduisent les délais d’attentes pour des cellules prioritaires .

• Des petites cellules peuvent être commutées plus rapidement.

• Des petites cellules peuvent être traitées plus facilement par du matériel spécialisé.

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CELLULES ATM (5)

Entête Données

5 octets 48 octets

VPI VCI PTICLP

HEC

GFC VPI VCI PTICLP

HEC

(a) UNI: hôte à réseau

(b) NNI: réseau à réseau

Bits4 8 16 3 1 8

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CELLULES ATM(6): CONTENU DE L'EN-TETE(1)

• GFC : (4 bits)→ seulement pour les connexions entre hôte et réseau→ aucune signification de bout-en-bout→ n’est pas délivré au récepteur (le champs est écrasé

au premier routeur rencontré…)

• VPI : (8 ou 12 bits)→ Indicateur de chemin Virtuel (“Virtual Path”)

• VCI : (16 bits)→ Indicateur de Circuit Virtuel (“Virtual Circuit”)→ Un VP contient plusieurs VC

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• PTI : (3 bits)→ Types de données de la charge utile→ Permet d’indiquer au récepteur le niveau de congestion

• CLP : (1 bit)→ Niveau de priorité (“Cell Loss Priority”)→ Les commutateurs ATM laissent tomber une cellule

avec CLP=1 avant une cellule avec CLP=0

• HEC : (8 bit)→ Bits de parité pour l’entête uniquement→ CRC de 8 bits, avec g(x) = x8 + x2 + x + 1→ peut corriger toutes les erreurs sur 1 bit→ peut détecter 90% de tous les autres types d’erreurs

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Valeur de PT Signification

000 Cellule de données usager, de type 0, sans congestion

001 Cellule de données usager, de type 1, sans congestion

010 Cellule de données usager, de type 0, indication de congestion

011 Cellule de données usager, de type 1, indication de congestion

100 Cellule de maintenance entre deux commutateurs adjacents

101 Cellule de maintenance entre deux commutateurs (source et destination)

110 Cellule de gestion de ressource (notamment pour le contrôle de débit ABR)

111 Réservée pour une utilisation future

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CONNEXIONS ATM (1)

• Entre deux interfaces réseau, une connexion (appelée VC pour Virtual Circuit), est identifiée par un nombre, le VCN (Virtual Connection Number)

• le VCN se décompose en deux autres nombres : ses bits de poids fort composent le VPI (Virtual Path Identifier), et ses bits de poids faible le VCI (Virtual Channel Identifier).

• Identification des canaux dans l’en-tête de la cellule ATM:

- VCI : Virtual Channel Identifier - VPI: Virtual Path Identifier

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CONNEXIONS ATM (2)

• ATM est orienté-connexion,ce qui fait que tous les paquets traversent un circuit virtuel (la connexion):

• Un circuit virtuel ATM est une connexion logique d’une source vers une destination; il est aussi possible d’établir des connexions multidestinataires.

• Un CV est unidirectionnel, mais une paire de CV peuvent être créés en même temps entre deux points (un dans chaque sens).

• Un circuit peut être:– Permanent: défini lorsque le réseau est établi ou modifié, PVC

(Permanent VC).

– Temporaire: dure le temps d’une transmission, SVC (Switched VC).

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CONNEXIONS ATM (3)

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AAL AAL

ATM

Physique

AAL AAL

ATM

Physique

Application Application

CONNEXIONS ATM (4)

Plan de contrôle

�ouverture de connexion

Plan utilisateur

� échange de

données

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CONNEXIONS ATM (5)

Établissement de la connexion

hôte 1 C 1 C 2 hôte 2

Requête de connexionRequête de connexion

Requête de connexion

CommutateursATM

En traitement

En traitement

Connecté

Connect ACK (merci)

Connect ACK (merci)

Connect ACK (merci)

Connecté

Connecté

tem

ps

Contient l’adressede la destination

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CONNEXIONS ATM (6)

Libération de la connexion

hôte 1 C 1 C 2 hôte 2

Libérer le canalLibérer le canal

Libérer le canal

CommutateursATM

Canal libéré

Canal libéré

Canal libéré

tem

ps

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CONNEXIONS ATM (7)

Message Signification si le messageest envoyé par un ordinateur

Signification si le messageest envoyé par le réseau

SETUP Pouvez-vous m’établir un CV Appel entrant

CALL PROCEEDING J’ai reçu un appel. Votre appel sera transmis.

CONNECT J’accepte un appel. Votre appel est accepté

CONNECT ACK Merci de votre acceptation. Merci de transmettre mon appel.

RELEASE Mettez fin à ma communication. L’autre site en a assez.

RELEASE COMPLETE Accusé de fin de communication Accusé de fin de communication

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CONNEXIONS ATM (8)

• Les adresses ATM ne sont utilisées que pour établir une connexion. Une fois cette opération effectuée, les cellules ne comportent même plus l'adresse ATM destination et ne s'appuient que sur les VPI/VCI pour arriver à destination.

• Une adresse ATM comprend 20 octets organisés de manière hiérarchique:

- Les 13 1ers octets constituent ce qui est appelé le Network Prefix de l'adresse ATM, il est spécifique à la partie du réseau oùse trouve l'interface ATM et choisi par l'administrateur système.

- Les 7 octets suivants constituent ce que l'on appelle la User Part de l'adresse ATM, elle identifie l'interface de manière unique:

* Les 6 premiers octets (ESI pour End Station Identifier) identifient de manière unique l'interface réseau (ils sont comparables à l'adresse MAC des cartes ethernet).

* le dernier octet est appelé sélecteur, son rôle n'a pas encore été défini par le forum ATM.

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CONNEXIONS ATM (9)

• le Network Prefix est structuré ainsi:

- Le premier octet est appelé AFI et indique à quel sous-format d'adresse l'adresse ATM appartient. Il peut prendre les valeurs suivantes :

* 39 pour le format DCC (Data Country Code, qui est alloué pays par pays)

* 45 pour le format E-164 (correspond à un numéro ISDN ou de téléphone)

* 47 pour le format ICD (International Code Designator, qui correspond à une organisation), qui est le format par défaut chez 3com

- Les 8 octets suivants sont constitués de champs spécifiques à l'AFI.

- Viennent ensuite deux octets appelés RD (Route Domain : la situation géographique de l'interface sur le réseau)

- et deux octets AREA (un sous-ensemble du RD)

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COUCHE PHYSIQUE (1)

gestion

Contrôle Usager


Couche adaptation ATM

TC

PMD

Couche ATM

Couche Physique

TC = TransmissionConvergence

(Rôle de la coucheliaison de données)

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COUCHE PHYSIQUE (2)

• Elle s’occupe de la transmission sur le support physique : tension (en volts …), échantillonnage des bits, etc.

• Elle est divisée en deux sous-couches, la sous-couche inférieure PMD (Physical Madium Dependant) et la sous-couche au dessus (TC) (Transmission Convergence).

• La sous-couche PMD fait l’interface avec le support physique. Elle positionne les bits à 1 ou 0 et gère leur synchronisation. Elle diffère donc d’un opérateur àl’autre ou d’un support à l’autre.

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COUCHE PHYSIQUE (3)

Sous-couche TC ”transmission convergence”

• Détection d’erreur sur l’entête uniquement→ entête = 4 octets d’adresse + 1 octet CRC (HEC)→ g(x) = x8 + x2 + x+ 1

• Adaptation au débit de la couche physique

• Cadrage (“framing”)→ à la réception→ tâche non-triviale

(il n’y a pas de marqueur (i.e. drapeau), commec’est le cas dans HDLC, PPP ou SLIP)

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COUCHE PHYSIQUE (4)

Cadrage

entête

Vérification du HEC → erreur

Vérification du HEC → OK

CADRAGE PRE-SYNC

SYNC

HEC correct

HEC incorrect

δ HECconsécutifs OK

α HECconsécutifs incorrects

décalage bit à bitdécalage cellule par

cellule

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COUCHE ATM (1)

• Cette couche comprend trois sous-fonctions, une fonction de multiplexage, une fonction de traduction des adresses virtuelles et une fonction de contrôle de flux.

• Elle est orientée connexion, à base de circuits virtuels.

• Gère l’entête de la cellule.

ATM PUR ATM/WANPDH 2MPDH 34M

ATM/WANATM/LANSDH 155M

ATM/LAN25M50M100M

ATM

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COUCHE ATM (2)

NIVEAU PHYSIQUE

VPI VPI VPI VPI

VCI VCINIVEAU COMMUTATEUR

NIVEAU BRASSEUR

• GESTION DES VPI: ELEMENTS DE BRASSAGE

• GESTION DES VCI: COMMUTATION EN MODE CONNECTE

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COUCHE ATM (3)

CommutateurATM

0

1

2

3

0

1

2

3

Lignesd’entrée

Lignesde sortie

2 7

4

Ligne d’entrée VPI Ligne de sortie Nouveau VPI

0 2 3 50 3 0 40 7 1 22 4 0 0

2

5

0

indique leVPI

BatcherBanyan

etc.

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COUCHE ATM (4)

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Couche “Transport” ATM = AAL

gestion

Contrôle Usager


Couche adaptation ATM (AAL)CS

SAR

TC

PMD

Couche ATM

Couche Physique

Convergencesublayer

Segmentationand

reassembly

(traitementdes messages)

(traitementdes cellules)

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Couche “Transport” ATM (2)

• L'AAL est une interface entre les couches logicielles élevées et les protocoles de bas niveau de transmission de cellules de 48 octets de données d'un point à l'autre du réseau. Différents types d'AAL seront donc utilisés en fonction des besoins des couches supérieures.

ATM PUR ATM/WANPDH 2MPDH 34M

ATM/WANATM/LANSDH 155M

ATM/LAN25M50M100M

ATM

AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5

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• L'AAL se compose de deux sous-couches : CS (Convergence Sublayer) et SAR (Segmentation And Reassembly sublayer):

• La sous-couche la plus haute, CS, gère les temps de transmission, la détection des cellules perdues et des erreurs de transmission. Pour ce faire, elle encapsule les paquets de la couche applicative (dits PDUs) dans des CS-PDUs (Protocol Data Unit) de taille variable et supérieure à celle de la cellule ATM.

• La sous-couche SAR, quant à elle, permet de découper ces CS-PDUs pour les implanter dans les cellules ATM de 48 octets de données.

ISIG 2010 71


ISIG 2010 72


• Les profils de trafics transmis dépendent des applications:– trafics constants

– trafics variables: burst (rafale), impulsifs, dent de scie...

• les trafics sont répertoriés par classes: – CBR, VBR, ABR, UBR...

• A une classe de trafic est affecté un type de qualité de service:– pour les data, la vidéo, la téléphonie...

DEBIT CRETE

DEBIT MOYEN

DEBIT MAX AUTORISE

DEBIT CONSTANT GARANTI

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• Catégories de services:

- Temps réel: * CBR: constant bit rate

* VBR: variable bit rate

- Non temps réel:* VBR: variable bit rate;

* ABR:Available bit rate;

* UBR: Unspecified bit rate

• Classes de services:

- Classe A: AAL 1, voix, vidéo, CBR

- Classe B: AAL 2, vidéo, VBR

- Classe C: AAL 3/4 , données, VBR

- Classe D: AAL 5, données, VBR

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• CBR = Constant BitRate: garantit une bande passante constante, trafic crête garanti: vidéo temps-réel, téléphonie...

• VBR = Variable BitRate: garantit un débit moyen , toutes les données sont transmises, mais peuvent être retardées (délai non garanti)

• UBR = Unspecified BitRate: sans aucune garantie (Best-Effort)

• ABR = Available BitRate: utilisation de la bande passante disponible sans perte d'information, indication de congestion par le bit CLP=1)

ISIG 2010 75


AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5Classes de services

Synchronisation entreemetteur et récepteur

Type de débit

Mode de connexion(mode connecté)

OUI NON

CBR VBR

OUI NON

ISIG 2010 76

Couche “Transport” ATM (9)REPARTITION DE TRAFICS DANS UN CONDUIT ATM

TRAFIC VBR ou ABR (transmission de données)

TRAFIC UBR: utilisation du débit qui reste disponible(opérations de sauvegarde, par exemple)

TRAFIC CBR garanti (téléphonie, vidéo..)

trafic VBR moyen

ISIG 2010 77

Couche “Transport” ATM (10)PARAMETRES DE QoS ATM (1)

• PCR (Peak Cell Rate, Débit de transmission maximum) indique la valeur maximale du débit envisagé.

• SCR (Sustained Cell Rate, Débit pratiqué sur une longue période de temps) correspond à la valeur moyenne du débit envisagé sur un long intervalle de temps.

• MCR (Minimum Cell Rate, Débit minimum acceptable) est le débit minimum considéré comme acceptable par l’usager.

• CVDT (Cell Variation Delay Tolerance, Variation du délai toléré ou gigue maximale acceptable) exprime la variation admissible du temps de transmission des cellules (gigue acceptable).

ISIG 2010 78


• CLR (Cell Loss Ratio, Taux de cellules perdues ou arrivées trop tardivement) exprime le taux de perte de cellules : le pourcentage de cellules transmises qui n’arrivent pas à destination, ou le pourcentage de cellules arrivées en retard (notamment en cas d’un trafic temps réel).

• CTD (Cell Transfer Delay, Temps d’acheminement des cellules : moyen et Max) est le temps moyen de transit des cellules entre la source et la destination.

• CDV (Cell Delay Variation, Variance du délai d’acheminement) mesure la variance admissible du temps d’acheminement des cellules au destinataire.

ISIG 2010 79


• CER (Cell Error Ratio, Taux d’erreurs de cellules) défini par le rapport CER = cellules erronées / cellules transmises + cellules erronées).

• SECBR (Severely Errored Cell Block Ration, Taux d’erreurs de blocs) est le nombre moyen de blocs de N cellules dans lesquels M cellules au moins sont erronées.

• CMR (Cell Misinsertion Rate, Taux de cellules arrivées à une mauvaise destination) défini par le nombre total de cellules insérées à tort dans une connexion, observées durant une période de temps arbitraire, divisé par cette durée.

ISIG 2010 80

Couche “Transport” ATM (13)AAL1

• Protocole pour le service de classe A

• Lissage du trafic (l’application voit un débit constant)

• N’utilise PAS de protocole à fenêtre glissante (aucun acquiescement)

• Les cellules manquantes sont tout de même rapportées àl’application→ indique aussi les cellules “mal acheminées”

(numéro de séquence dans chaque cellule)

• Détection d’erreurs uniquement sur l’entête et le num. de séquence

• Applications:- transmission temps-réel audio/vidéo non compressé

ISIG 2010 81

Couche “Transport” ATM (14)AAL 2

• Protocole pour le service de classe B (débit variable)

• N’utilise PAS de protocole à fenêtre glissante (aucun acquiescement)

• Détection d’erreurs SUR TOUTE LA CELLULE

• Le standard n’inclut pas la taille des champs (no. de séq, type, etc.)→ rend ce standard inutilisable…

• Applications possibles:- communications audio/vidéo avec compression à débit variable

ISIG 2010 82

Couche “Transport” ATM (15)AAL 3/4

• Deux modes: service fiable, et service sans garantie

• Multiplexage→ exemple: plusieurs sessions sur le même circuit virtuel→ les transporteurs facturent à la connexion (i.e. CV)

• Quatre octets de contrôle pour chaque cellule→ en plus des 5 octets de l’entête …

• Permet de traiter des “messages” pouvant aller jusqu’à 65535 octets→ la sous-couche de convergence (CS) découpe le message

en cellules, et ajoute 4 octets de contrôle à chaque cellule

ISIG 2010 83

Couche “Transport” ATM (16)AAL 5

• La réaction (tardive) de l’industrie informatique

• Plusieurs types de services- service fiable, avec contrôle du flot de données- service sans garantie

les cellules avec erreurs sont 1) jetées

ou 2) rapportées à l’application (avec indication de défaut)

• Comme pour AAL 3/4, supporte les modes- message (maximum = un datagramme de 65535 octets)- “stream” (ne préserve pas les limites de messages, comme TCP)

• Usage d’un CRC plus long (4 octets), mais sur TOUT le message

• Aucune information supplémentaire n’est ajoutée aux cellules

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