Architecture NGN

Architecture NGN :
Du NGN Téléphonie au NGN Multimédia
Simon ZNATY et Jean-Louis DAUPHIN
EFORT
http://www.efort.com
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technologie de manière à aider les opérateurs à demeurer compétitifs dans un
environnement caractérisé par la concurrence et la déréglementation accrues.
Les réseaux de la prochaine génération (NGN ou Next Generation Network en anglais), avec
leur architecture répartie, exploitent pleinement des technologies de pointe pour offrir de
nouveaux services sophistiqués et augmenter les recettes des opérateurs tout en réduisant
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services de commutation traditionnels vont devoir coexister avec des éléments de réseau
mettant en oeuvre de nouvelles technologies.
1 Pourquoi Le NGN ?
Dans certaines parties du monde, le trafic de données prend rapidement le pas sur le trafic
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Les opérateurs possédant les deux types de réseaux (réseau voix et réseau de données)
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TDM (Time Division Multiplexing) que le réseau de données survivra alors que le réseau
TDM quittera la scène.
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assez lucratifs et, pour rester compétitif, il leur faudra donc offrir aux usagers toute une
gamme de services utiles, faciles à utiliser et rémunérateurs. Par conséquent, les NGN
seront axés sur les services, et fourniront tous les moyens nécessaires pour en offrir de
nouveaux et adapter les existants pour augmenter les recettes.
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migration de leur réseau téléphonique commuté actuel vers le NGN.
2 Types de NGN
Il existe trois types de réseau NGN : NGN class 4, NGN Class 5 et NGN Multimédia.
Copyright EFORT 2005
1
Les NGN Class 4 et Class 5 sont des architectures de réseau offrant uniquement les
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donc le réseau téléphonique au niveau transit (resp. au niveau accès) en transportant la voix
sur un mode paquet.
Le NGN Multimédia est une architecture offrant les services multimédia (e.g., messagerie
vocale/vidéo, conférence audio/vidéo, Ring-back tone voix/vidéo) puisque l'usager a un
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téléphonie qui se cantonne à offrir des services de téléphonie.
Le Class 4 NGN permet :
 Le remplacement des centres de transit téléphoniques (Class 4 Switch)
 La croissance du trafic téléphonique en transit
Le Class 5 NGN permet :
 Ler
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 Lacr
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 La voix sur DSL/ Voix sur le câble
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accès large bande tel que xDSL, câble, WiFi/WiMax, EDGE/UMTS, etc.
3 Architecture NGN
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 Couche Accès : Elle relie les usagers au réseau et regroupe leur trafic. Elle contient les
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etc.
 Couche Transport : Elle transporte le trafic à destination. La couche transport utilise la
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directement ou IP.
 Couche Adaptation : Elle conditionne le trafic pour son transport sur le réseau. Par
exemple, le trafic vocal est conditionné en cellules ATM ou en paquets IP. Cette couche
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inférieures, leur indiquant quel traitement faire subir au trafic. Elle contient des
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 Couche Application : Elle fournit des services à valeur ajoutée par le biais de serveurs
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Copyright EFORT 2005
2
Couche Application
Couche Contrôle
Couche Transport
Couche Adaptation
Couche Accès
G
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S
T
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O
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Couche Terminal
Figure 1 : Architecture du réseau NGN
Cette nouvelle topologie offre les avantages suivants :
 Gr
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accès ADSL, accès mobile GSM ou UMTS, téléphone IP, etc.)
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 Elle utilise le transport comme l ’
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souhaite introduire des services asymétriques, sporadiques ou à débit binaire variable.
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que les services de multimédia (vidéo, données temps réel).
 Elle dissocie la partie support du réseau de la partie contrôle, leur permettant d ’
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ol
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séparément et brisant la structure de communication monolithique. En effet, la couche
transport peut être modifiée sans impact sur les couches contrôle et application.
 Elle utilise des interfaces ouvertes entre tous les éléments, permettant à l ’
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4 NGN Téléphonie
4.1
Services dans le RTC vs Services dans le NGN Téléphonie
Dans le contexte du Réseau Téléphonique Commuté, le commutateur réalise deux fonctions
essentielles :
• La commutation de la voix (Media)
• Lecont
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SCP (Service Control Point) / SRP (Specialized Resource Point).
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accès
(Class 5 Switch).
Copyright EFORT 2005
3
SCP + SRP
Services à
valeur ajoutée
Services
Complémentaires
Contrôle
d’
appel
Contrôle
d’
appel
Media
Media
Class 5 Switch ou
Class 4 Switch
Class 5 Switch
Figure 2 : Services dans le RTC
Dans le monde NGN, la commutation de la voix est réalisée par le MGW entre le réseau
téléphonique commuté et le réseau de transport du NGN. Dans le réseau de transport, ce
sont les commutateurs ATM / Routeurs IP qui assurent le transport de la voix paquétisée
jusqu ’
auMGW desor
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MGC Class 4 émule le point sémaphore d ’
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unCl
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Les services à valeur ajoutée sont pris en charge par le SCP légataire du réseau intelligent
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Class 5 MGC
SCP ou SIP AS +
Media Server
Class 5 MGC ou
Class 4 MGC
MGW
Services à
valeur ajoutée
Services
Complémentaires
Contrôle
d’
appel
Contrôle
d’
appel
Media
Media
MGW
Figure 3 : Services dans le NGN Téléphonie
4.2
Architecture NGN Téléphonie
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des canaux de communication IP ou ATM entre les MGWs est la responsabilité du MGC
appartenant à la couche contrôle.
LeMGC estunser
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toutes les informations permettant la taxation des appels et la mesure des performances du
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Copyright EFORT 2005
4
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i
n,
dans les solutions des fournisseurs tels que Nortel et Ericsson, le MGC est appelé
respectivement Call Server et Telephony Server.
SCP
Application
Serveur
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Appl
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INAP
SIP
SIP
Softswitch
Contrôle
MEGACO
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Server
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Accès
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eNGNTél
éphoni
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et
elqueMGCPouMEGACO ne
fait que décrire les interactions entre le MGC et le MGW. Si un MGC doit contrôler un MGW
quies
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l
i
t
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r
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les
tnécessai
r
equel
esMGCss’
échangent
de la signalisation. Deux protocoles de signalisation peuvent être utilisés : SIP-T (Session
Initiation Protocol for Telephones) et BICC (Bearer Independent Call Control). SIP-T est une
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ocol
eMGCPouMEGACO/
H.
248,etl
’
i
nt
er
f
acede
signalisation réalisée par le protocole SIP-T ou BICC.
Une fois la connexion établie, le MGW convertira les signaux audio transportés dans les
circuits de parole (terminaison circuit) en paquets IP qui seront transportés dans le réseau IP
(
t
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P)ouencel
l
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Copyright EFORT 2005
5
SCP
INAP
MGC
MGC
ISUP
SS7
Signalisation
ISUP
SS7
BICC, SIP-T
Contrôle
MGCP
MEGACO/H.248
Backbone IP ou ATM
Trunking
Gateway
Class 5
Switch
BICC : Bearer Independent Call Control
SIP-T : SIP for Telephones
Figure 5 : Protocoles de contrôle (MGCP, MEGACO) versus protocoles de signalisation
(SIP-T, BICC).
5 NGN Multimédia
La f
i
gur
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e un ex
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Multimedia Subsystem).
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éeCSCF(
Cal
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e
Control Function). Elle joue le rôle de Proxy Server SIP, et ses principales fonctions sont :
• La localisation des usagers en traduisant l'adresse SIP de destination en une adresse
IP
• Le routage des messages SIP pour l'établissement, la modification et la libération de
sessions multimédias.
• Le maintien des informations d'état de la session afin de pouvoir invoquer les services
souscrits par les usagers, afin de contrôler la session pendant sa durée de vie, et pour
la facturation de la session.
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chi
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identifiées :
 La couche Accès peut représenter tout accès haut débit tel que : UTRAN (UMTS
Ter
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,CDMA2000(
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accèsl
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l
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sée
dans les réseaux mobiles aux Etats-Unis), xDSL, réseau câble, Wireless IP, WiFi, etc.
 La couche Transport représente un réseau IP ou dérivé. Ce réseau IP pourra intégrer
des mécanismes de QoS avec MPLS, Diffserv, RSVP, etc. La couche transport consiste
donc en des commutateurs / routeurs reliés par un réseau de transmission. Différentes
piles peuvent être considérées pour le réseau IP: IP/ATM/SDH, IP/Ethernet, IP/SDH,
etc.
 La couche Contrôle consiste en des contrôleurs de session responsables du routage de
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ces.Cesnœudss’
appel
l
entdes
CSCF (Call State Control Function). IMS Introduit donc un environnement de contrôle de
session sur le domaine paquet.
 La couche Application introduit les applications (services à valeur ajoutée) proposées
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Copyright EFORT 2005
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ouche
application consiste en des serveurs d ’
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de média IP (IP MS, IP Media Server). L ’
I
P Medi
a Ser
v
erestaussiappel
é MRF
(Multimedia Resource Function).
Le domaine IMS doit interfonctionner avec le RTCP/GSM afin de permettre aux utilisateurs
IMS d'établir des appels avec le RTCP/GSM. L'architecture d'interfonctionnement présente
un plan de contrôle (signalisation) et un plan d'usager (transport). Dans le plan usager, des
entités passerelles (IMS-MGW, IMS - Media Gateway Function) sont requises afin de
convertir des flux RTP en flux TDM. Ces passerelles ne traitent que le média. Des entités
sont responsables de créer, maintenir et libérer des connexions dans ces passerelles; il
s'agit de contrôleurs de passerelles (MGCF, Media Gateway Control Function). Par ailleurs,
ce même MGC termine la signalisation ISUP du côté RTC/GSM qu'il convertit en
signalisation SIP qui est délivrée au domaine IMS.
Application Application
Server
Server
Application
SIP
SIP
SIP
CSCF/ Softswitch
Contrôle
MEGACO
SIP
xDSL
Routeur
SIP
Cable
Transport IP
SIP
Media
Gateway
UMTS/
WIFI
Adaptation+Média
IP Media
Server
Accès
CSCF : Call State Control Function
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:
 Des stratégies et des scénarii de migration des réseaux voix fixe et mobile vers le NGN
 Des coûts liés à la migration NGN
 Des architectures de réseau et de services NGN
 Des protocoles NGN tels que MGCP/MEGACO, SIGTRAN, BICC/SIP-T, SIP/H.323,
RTP/RTCP
 Des roadmaps des fournisseurs NGN et comparaison des solutions
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