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Formation

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CIN ST MANDRIER

Quels sont les principales caractéristiques que doit posséder un réseau étendu ?

Objectifs

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Classification des données

Supports

Trafic et métriques

Conclusion

Classification des donnés

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Les informations à transférer sont de plus en plus diverses et volumineuses (applications multimédia).

Ce transfert d'information utilise des réseaux multiservices.

Le premier réseau multiservices français date de la fin des années 80 (Numéris), basé sur le concept du RNIS, Réseau Numérique à Intégration de services.

Nature des informations à transférer

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Réseau multiservices

6

Réseau multiservices

Donnéesmultimédia

Données Sons

Voixinteractive

Stationmultimédia

Vidéo

Téléphonie

Télécopie

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Les différents flux de données diffèrent par leur besoin en bande passante, leur sensibilité aux erreurs et au temps de transfert.

Nature des informations à transférer

ElevéeElevée (Asynchrone)

ElevéeEn rafaleInterconnexion de LAN

ElevéeElevée (Asynchrone)

Moyenne à élevée

En rafale (Bursty)

Transactionnel et transfert de fichiers

FaibleElevée (Isochrone)ElevéeVariableMPEG : Vidéo compressée

FaibleElevée (Isochrone)ElevéeConstantVidéo non compressée

FaibleElevée (Isochrone)FaibleConstantVoix

Sensibilité aux erreurs

Sensibilité au temps de transfert

Bande passante

Type de débit

Type de transfert

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Les contraintes relatives au transfert de la voix dérivent de caractère temps réel : l'information étant générée et consommée en temps réel, il ne peut y avoir de stockage.

L'interactivité d'une conversation téléphonique introduit une contrainte forte sur le temps de transfert. La recommandation G114 montre l'influence du délai de transfert sur la qualité de la voix.

La voix

La conversation devient pénible, voire impossible.Au-dessus de 400 ms

La conversation peut devenir difficile, mais est encore tolérable.

Entre 150 et 400 ms

L'oreille ne décèle aucune gêne.Inférieur à 150 ms

Effet sur la conversationTemps de transfert dans le réseau

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Numériser la voix consiste à échantillonner le signal analogique à 8000 Hz et à quantifier chaque échantillon sur un octet : codage MIC, modulation par Impulsion et Codage ou encore PCM Pulse Code Modulation.

Deux solutions peuvent être envisagées pour le transfert de la voix :

Commutation de circuit, où un circuit dédié est établi pour la durée de l'échange. Il en résulte une sous utilisation de la bande passante.

Commutation de paquet où les échantillons sont paquetisés. Cette technique qui optimise la bande passante, donne naissance à une gigue (variation des files d'attente dans les différents éléments de commutations).

La voix

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La paquetisation des données introduit un délai additionnel : exemple pour un octet (MIC) toute les 125 µs il faut 8 ms de paquetisation.

Dans les réseaux en mode paquet, afin de gagner de la bande passante la voix est généralement compressée.

La technique la plus simple, l'ADPCM (Adaptive Differential PCM) code non la valeur absolue de l'échantillon mais son écart par rapport au précédant.

Des techniques plus élaborées utilise une prédiction de la valeur future, déduite des quatre derniers échantillons : CELP (Code Excited Linear Prediction).

La voix

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La voixNormes

UIT-TDébit en kbps

Appellations

Commentaires

G 711 64 PCMTéléphonie numérique (RNIS)

G 721 32 ADPCM Multiplexeurs voix/données

G 722 64 – 56 - 48 ADPCM Téléphonie RNIS à 7kHz

G 723 6,3 – 5,3 ACELP Visiophonie sur RTC

G 72640 – 32 – 24 -

16LDCELP Multiplexeurs voix/données

G 72740 – 32 – 24 -

16EADPCM Multiplexeurs voix/données

G 728 16 LDCELP

G 729 8 CSACELP Multiplexeurs voix/données

Les supports

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Les supports de transmission

Paire torsadée ou symétrique

2 fils de cuivre isolés et entre-croisés,

diamètre de 0,2 à 1 mm,

possibilité de blindage sous la gaine isolante externe,

débit jusqu'à 10 Mbps sur distance < 10 km,

affaiblissement important (bobine tous les 1830m)

immunité aux interférences moyenne si blindée,

facilité d'installation et de connexion,

coût réduit.

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Les performances d'un support de transmission sont directement liées à sa structure. On retrouve différents paramètres qui mesurent la qualité d'un câble :

Ve

Atténuation en dB = 20 log Vs/Ve

Vspaire 1

paire 2

Paradiaphonie en dB = 20 log Vp/Ve

Vp

Diaphonie

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Catégorie de câbles :

Catégorie

Bande passante

Exemples d'utilisation

1 & 2Distribution téléphonique (voix)

3 16 MHzVoix numérique, RLE Ethernet à 10 Mbps et AnyLan

4 20 MHz Réseaux Token Ring

5 100 MHz RLE Ethernet 10 & 100 Mbps

6 200 MHzCâble UTP, normalisation en cours

7 600 MHzCâble FTP, normalisation en cours

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Catégorie de câbles :

UTP (Unshielded Twisted Pair) = paire torsadée non blindée

STP (Shielded Twisted Pair) = paire torsadée blindée

FTP (Foiled Twisted Pair) = paire torsadée écrantée

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Câble coaxial

2 conducteurs de même axe séparés par un isolant,

diamètres 1,2 - 4,4 mm (coaxial fin) et 2,6 - 9,5 mm (coaxial épais),

possibilité de double tresse sous la gaine isolante externe,


affaiblissement important (répéteur tous les 4 km environ)

immunité aux interférences moyenne à élevée,

facilité d'installation et de connexion moyenne,

coût moyen.

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Faisceau hertzien

onde électromagnétique porteuse de 0,8 à 20 GHz très directive,

émission très directive par antennes paraboliques,

relais tous les 100 km environ ,


immunité aux interférences très faible,

facilité d'installation fonction du terrain,

coût moyen.

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Fibre optique

2 zones coaxiales en silice différenciées par leur indice de réfraction,

transmission d'un faisceau optique modulé,

répéteur tous les 30 km environ ,

débit important sur grandes distances,

immunité aux interférences très élevée,

très bonne fiabilité,

facilité d'installation et de connexion : délicate,

coût élevé.

Trafic et métrique

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Pour comparer différents réseaux ou pour dimensionner un réseaux, il convient de définir les grandeurs utilisées pour caractériser le trafic.

Les flux se caractérisent par une variabilité dépendant bien souvent de la plage horaire.

Intensité de trafic

0

1

2

3

4

5

6

7

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22

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Le dimensionnement

Le dimensionnement prend en compte tout équipement qui présente la propriété d'être libre ou occupé :

Une machine

Une ligne de téléphone

Un circuit

……

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Le dimensionnement

Fluctuation du nombre instantané d'appels

A = moyenne

t

n(t)

A

Ecart dans la limite des ressources

Appel perdu

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Le dimensionnement

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

Période d'observation T

t1 t2 t3 tn

Trafic = tΣ

T

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L'intensité de trafic mesure la charge du réseau. L'intensité du trafic exprimé en Erlang est alors :

Intensité de trafic

T

dttnT

E0

1 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

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Le dimensionnement

Période d'observation T

t1 t2 t3 tn

t1 t2 t3 tn

t1 t2 t3 tn

t1 t2 t3 tn

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Probabilité de refus d’appel

Pour un trafic à écouler de E, dans un système possédant m ligne, la probabilité de refus d’appel est donnée par la relation :

E / m!

Le dimensionnement

k=m

k=0

m

E / k!k

p =

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0

5

10

15

20

25

30

5 10 15 20 25 30 35

Le dimensionnement

p =

k=m

k=0 E / k!k

Em / m!

Nombre de circuits (m)

Trafic à écouler (E)

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

p=0,02

p=0,01

p=0,005

ex TD

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L'échange d'information entre deux applications est généralement variable en terme de volume à échanger et de fréquences des échanges.

De plus, ces informations vont transiter dans différents systèmes, et ne pourront être transmis instantanément. Elles seront dans des files d'attente (queue) avant d'être traitées par ces systèmes.

La théorie des files d'attente permet de modéliser les processus dans lesquels les clients arrivent, attendent leur tour pour être servis, sont servis, et partent.

Théorie des files d'attente

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Une file d'attente peut être représentée par le schéma suivant :


File d'attente Serveur

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Système ASystème A Système BSystème B

Tr = Tpropagation + Tqueue + Ttraitement

Temps de réponse du système

Lorsque le trafic augmente, Tq devient prépondérant par rapport aux autres éléments, ces derniers pourront alors être négligés.

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Système de file d'attente

File d'attente Unité de traitement

tstatq

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Il faut calculer le temps d'attente en fonction des caractéristiques du message (Longueur L) et du débit (D) de la ligne ou à déterminer le débit du système pour répondre à une contrainte de temps.

Le modèle M / M / 1 est l'un des modèles de file d'attente retenu pour la modélisation des systèmes en télécommunication :

M = processus Markovien en entrée (distribution exponentielle des arrivées)

M = processus Markovien en sortie

1 = il n'y a qu'un seul processeur (système mono serveur)


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Ce modèle ( M / M / 1 ) suppose que :

Les clients désirant un service arrivent dans une file d'attente qui n'est pas limitée en taille. La file d'attente ne peut pas déborder.

Un serveur est placé devant cette file d'attente

La discipline de service est FIFO

Le temps d'attente (Ta) dans la file est donné par la relation :


sa tcct

1 C = représente la charge du système

ts = représente le temps de serviceou temps de traitement

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0 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% 80% 90%

at st 1 cc

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La charge du système est :

avec = nombre de clients par seconde

= taux de service

Le taux de service est :


Sλc

1 st

S

S

stSλc stSλc

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ta ts


Le temps de service peut s'exprimer comme le rapport de la longueur des données sur le débit :

stc

DLts

TD

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