Ngn Mobile

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  • Rseaux Mobile et NGN

    Pr.Hassan El Ghazi

    INPT-Rabat*

  • *PlanNext Generation Network (NGN) dans les rseaux mobiles:

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    UMTS and NGN

    Vue d'ensemble :

    L'UMTS est phase en diffrentes versions ou "releases" dnommes R3 (ou R99), R4, R5 et R6.

    Les trois releases de larchitecture UMTS (R3, R4, R5) considrent une mme partie accs (UTRAN). Par contre, la partie rseau de base (CN) est diffrente dune release lautre

    Le rseau de base UMTS R3 s'appuie sur celui du GSM/GPRS.

    La R4 peut rutiliser le backbone IP du domaine PS pour le transport dela voix

    Les Releases 5 et 6 permettent l'tablissement de sessions multimdia, un transport de tout type de mdia de bout en bout sur IP

    Ces capacits sont prises en charge par un nouveau domaine appel IMS (IP Multimedia Subsystem) qui se rajoute aux domaines CS et PS.

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    UMTS and NGNIP Multimedia Subsystem :

    -Le domaine IMS, s'appuie sur le protocole SIP (Session Initiation Protocol)pour le contrle de sessions multimdia;

    -SIP permet aussi l'accs aux plates-formes de services.

    -Ce protocole est incontournable en raison de sa capacit s'intgrer aux rseaux mobiles un cot minimal.

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    Approche NGN : UMTS R4Approche NGN :

    Les noeuds MSC et GMSC sont dcomposs en deux entits pouvant tredployes de manire distribue:

    Le MSC est dcompos en un MSC Server et un Circuit Switched Media Gateway (CS-MGW).

    Le GMSC est dcompos en un GMSC Server et un CS-MGW.

    L'change de signalisation relatif aux appels tlphoniques a lieu entre le BSC ou RNC et le MSC Server.

    Le traffic parole est transport entre le BSC ou RNC et le CS-MGW.

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    Architecture NGN pour les mobilesDomaine CS dans l'UMTS R3 et l'UMTS R4

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    Architecture NGN pour les mobilesMSC Server

    Le MSC Server prend en charge les fonctions de contrle d'appel et de contrle de la mobilit du MSC.

    Le MSC Server est associ un VLR afin de prendre en compte les donnes des usagers mobiles.

    Le MSC Server termine la signalisation usager-rseau (BSSAP ou RANAP) et la convertit en signalisation rseau-rseau correspondante.

    Le MSC Server contrle le CS-MGW afin d'tablir, maintenir et librer des connexions dans le CS-MGW.

    Dfinition dune connexion :

    Une connexion reprsente une association entre une terminaison en entre et une terminaison en sortie du CS-MGW.

    Par exemple, la terminaison en entre peut correspondre une terminaison dun circuit de parole (Interface A) alors que la terminaison en sortie peut tre assimile un port de communication RTP/UDP/IP ou AAL2/ATM.

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    Architecture NGN pour les mobilesCS-MGW

    Circuit Switched Media Gateway

    Le CS-MGW reoit un trafic de parole du BSC ou du RNC et le route sur un rseau IP ou ATM.

    L'interface Iu-CS (Interface entre RNC et MSC) ou l'interface A (Interface entre BSC et MSC) se connecte dornavant sur l'entit CS-MGW.

    Le transport sera typiquement assur par RTP/UDP/IP afin de rutiliser le backbone IP du rseau cur (CN) GPRS/3G et ainsi minimiser les cots.

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    Architecture NGN pour les mobilesGMSC Server

    Le GMSC Server prend en charge les fonctions de contrle d'appel et de contrle de la mobilit du GMSC.

    Le GMSC Server termine la signalisation du RTC, i.e., ISUP.

    Le GMSC Server interroge le HLR afin d'obtenir un numro de MSRN et de pouvoir ainsi acheminer l'appel.

    le GMSC-Server contrle le CS-MGW afin d'tablir, maintenir et librer des connexions dans le CS-MGW.

    Une connexion correspond une association entre une terminaison TDM (ct RTC) et une terminaison RTP/UDP/IP ou AAL2/ATM.

    Un transcodage de la parole doit aussi avoir lieu au niveau du CS-MGW pour convertir la parole reue.

    La parole est encode l'aide du codec G.711 en utilisant le codec AMR (UMTS), avant de router le trafic audio l'autre CS-MGW qui interface les noeuds BSC et RNC.

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    Architecture NGN pour les mobilesProtocoles de contrle et de signalisation

    Le protocole de contrle entre le MSC-Server ou le GMSC-Server et le CS-MGW est MEGACO/H.248 dfini conjointement par l-ITU-T et l'IETF.

    Le protocole de signalisation entre le MSC Server et le GMSC-Server peut tre n'importe quel protocole de contrle d'appel.

    Le 3GPP recommande l'utilisation du protocole BICC (Bearer Independent Call Control) dfini par l'ITU-T.

    Le protocole BICC est une extension du protocole ISUP pour permettre la commande d'appel et de services tlphoniques sur un rseau de transport IP ou ATM.

    Un autre protocole de signalisation possible est SIP-T (Session Initiation Protocol for Telephones) propos par l'IETF.

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    Architecture NGN pour les mobiles

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    Architecture NGN pour les mobilesRelease 3

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    Architecture NGN pour les mobilesRelease 4

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    Architecture NGN pour les mobilesArchitecture en Couche

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    Architecture NGN pour les mobilesSignaling Gateway entre l'accs radio et le domaine CS de l'UMTS R4

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    Architecture NGN pour les mobilesSignaling Gateway entre l'accs radio et le domaine CS de l'UMTS R4

    Un BSC dispose de liens 2 Mbit/s (liaison MIC32) avec le CS-MGW.

    Les circuits de parole et un canal smaphore (SS7) sont multiplexs pour le transport de la signalisation BSSAP.

    Les BSSAPs sont reus par le Signaling Gateway (SG) alors que la parole et reue et traite directement par le CS-MGW.

    Le SG convertit le transport pour l'acheminement de la signalisation BSSAP entre le BSC et le MSC Server.

    La signalisation BSSAP est change sur SS7 entre le BSC et le SG et sur SIGTRAN entre le SGW et le MSC Server.

    Par contre, le SG n'analyse pas les messages BSSAP.

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    Architecture NGN pour les mobilesSignaling Gateway entre RTC et domaine CS UMTS R4

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    Architecture NGN pour les mobilesSignaling Gateway entre RTC et domaine CS UMTS R4

    le MSC Server/GMSC Server doit changer la signalisation ISUP avec le RTC.

    Un autre Signaling Gateway est donc prsent entre le Class 5/Class4 Switch et le MSC Server/GMSC Server.

    Ce SG peut tre intgr dans le CSMGW si le mode SS7 est associ, ou tre indpendant si le mode SS7 est quasi-associ.

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    Architecture NGN pour les mobilesAvantages du NGN pour les Mobiles

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    Architecture NGN pour les mobilesLa R4 qui introduit les concepts NGN pour les mobiles est compatible avec la R3 : la station mobile est inchange ; elle offre les mmes services et les mmes capacits que dans la R3.

    La R4 prsente des avantages pour le rseau de base en termes de rduction des cots, de flexibilit et d'volution.

    La rduction des cots provient d'IP ou d'ATM qui sont des technologies de transport multiservice ignorant les limites des rseaux TDM (Time Division Multiplexing) 64 kbit/s IP ou d'ATM permettent donc d'optimiser les dbits en fonction du service.

    En effet, dans la R3, la station mobile encode la voix en utilisant le codec AMR (Adaptive Multi Rate Codec) avec un dbit variable en sortie de 5 12 kbit/s.

    Au niveau du MSC qui utilise la technologie TDM, la voix est dcode et r-encode 64 kbit/s en utilisant le codec G.711.

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    Architecture NGN pour les mobilesEn utilisant un transport de voix sur RTP/UDP/IP ou AAL2/ATM et en considrant un appel mobile-mobile.

    La voix peut tre transporte de bout en bout, encode avec le codec AMR.

    La rduction des cots est due la rutilisation du backbone IP/ATM qui interconnecte les noeuds GSN. Ainsi, les CS-MGWs peuvent s'interfacer ce mme backbone.

    La flexibilit est assure par une dissociation des plans de contrle et de transport.

    La R4 permet l'volution vers le tout IP o la voix est paqutise sur la station mobile et transporte de bout en bout sur IP.

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    Architecture NGN pour les mobilesContrle d'appel NGN mobile

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    Architecture NGN pour les mobilesScnario d'tablissement dappel MobileFixe dans le domaine CS de l'UMTS R4

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    Architecture NGN pour les mobilesScnario de libration dappel MobileFixe dans le domaine CS de l'UMTS R4

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    Architecture NGN pour les mobilesEtablissement dappel FixeMobile dans le domaine CS de l'UMTS R4

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