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Les reseaux d'acces mobiles |
Complémentarité avec les réseaux d'accès fixes sans fil
Plusieurs réseaux d'accès radio fournissant des services de radiocommunications mobiles publics sont ici présentés. Le GSM est une technologie historiquement orientée vers les services voix et données bas débit mature et très largement répandue, mais évolue actuellement avec l'ajout de services de transmission de données en mode paquet (GPRS), et à court terme avec l'émergence de la nouvelle génération «convergente» voix/données/multimédia : l'UMTS.
Radiocommunications : le GSM et le GPRS
Le GSM (Global System for Mobile communications) est une norme européenne de système de radiocommunications numérique. Cette technologie connaît un très fort succès, qui s'étend là aussi au-delà de l'Europe, avec une explosion du marché vers la fin des années 1990.
Le système GSM avait initialement vocation à la fourniture de services voix dans un environnement mobile. L'architecture de réseau repose donc sur un ensemble d'équipements spécifiques aux réseaux mobiles, mais le GSM ayant été spécifié dans l'optique d'un raccordement avec les réseaux RTC ou RNIS, la commutation de trafic s'effectue en mode circuit TDM à 64 kbit/s dans le cour de réseau. Le GPRS (General Packet radio Service), spécifié par l'ETSI en 1991, est un nouveau service mobile de transmission de données en mode paquet utilisant la technologie d'accès radio GSM.
Le GPRS est incontestablement une technologie prometteuse pour la convergence entre téléphonie mobile et Internet car :
- Le GPRS réutilise, moyennant quelques adaptations techniques, les réseaux d'accès radio GSM et les éléments de réseaux ainsi que les procédures puissantes d'authentification et de gestion de la mobilité implémentées dans le cour de réseau et les terminaux GSM, ce qui en simplifie le déploiement.
- Par rapport au GSM, il permet une augmentation significative des débits de transmission de données, entre 30 et 40 kbit/s dans une première phase et plus de 100 kbit/s à moyen terme (vitesse maximale théorique : 171,2 kbit/s).
- Le GPRS repose sur un transport des données en mode paquet et utilise le protocole IP (Internet Protocol) au niveau du cour de réseau, ce qui garantit une compatibilité maximale avec les réseaux Intranet et Internet.
- Le GPRS autorise le développement de nouveaux usages basés par exemple sur une connexion permanente (« always on »), et sur une facturation des services en fonction du débit de données transmis, et non plus de la durée de connexion comme en GSM.
En revanche, les évolutions nécessaires au niveau de l'interface radio GSM pour supporter la transmission de données en mode GPRS imposent notamment le remplacement des terminaux existants par des appareils totalement GPRS ou plus généralement bi-mode, GSM/GPRS.
La technologie GPRS est communément appelée « 2,5 G » car elle est vue comme une transition essentielle de la transmission de données bas débit en mode circuit du GSM (système mobile de deuxième génération), vers la transmission de données en mode paquet à très haut débit de l'UMTS (système mobile de troisième génération).
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Les réseaux 3G UMTS
L'expression «Universal Mobile Telecommunications System » (UMTS) désigne la norme cellulaire numérique de troisième génération retenue en Europe. Atteignant à terme 2 Mbit/s dans certaines conditions, les vitesses de transmissions offertes par les réseaux UMTS seront nettement plus élevées que celles des réseaux de seconde génération.
Cette technologie nécessite le déploiement de nouveaux équipements radio par rapport au GSM et au GPRS : l'UTRA (UMTS Terrestrial Radio Access). Elle utilise de nouvelles bandes de fréquences. L'évolution de l'interface radio permettra d'augmenter les débits disponibles pour les utilisateurs finaux en utilisant la technologie d'accès CDMA (Code Division Multiple Access), qui offre des améliorations importantes en terme d'efficacité spectrale. L'UTRA utilise un transport ATM sur la voie radio, et les interfaces vers le cour de réseau sont, du moins initialement, basées sur un transport ATM (ATM/AAL2 pour la voix, ATM/AAL5 pour la donnée).
L'UMTS constitue par rapport au GSM/GPRS plusieurs évolutions majeures :- L'utilisation d'un nouveau réseau radio adapté pour un transport convergent des services voix et données en mode ATM de la voie radio jusqu'au cour de réseau (une évolution vers IP est envisagée à long terme).
- Un cour de réseau unifié pour les services voix et données, avec un transport en ATM ou IP.
- L'introduction progressive du concept de VHE (Virtual Home Environment) qui permet l'adaptation des services à toute situation de mobilité (par rapport au réseau, à l'utilisateur ou au terminal).
- A moyen terme, une séparation des couches Transport et Contrôle du cour de réseau, ainsi que des couches Contrôle et Services dialoguant via des interfaces normalisées OSA (Open Service Architecture).
- A moyen terme, l'introduction de nouveaux services nativement IP multimédia basés sur le protocole de contrôle d'appel SIP.
- Pour être complet sur le périmètre technique de l'UMTS, notons par ailleurs que la norme UMTS prévoit plusieurs réseaux d'accès possibles. En complément de l'UTRA, une composante d'accès satellite est prévue, mais ses développements et sa maturité sont encore incertains. Par ailleurs, il est prévu une interopérabilité des services mobiles 3G entre plusieurs réseaux d'accès utilisant les méthodes de multiplexage CDMA, TDMA et/ou FDMA, regroupés au sein de la famille IMT- 2000. Le DECT en fait partie.
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Complémentarité avec les réseaux d'accès fixes sans fil
Il ressort du panorama réalisé que deux technologies d'accès fixe sans fil sont particulièrement proches des réseaux mobiles, et permettent d'envisager une réelle complémentarité d'utilisation, dans une optique de convergence fixe/mobile :- Le DECT, historiquement conçu pour supporter des services de téléphonie, au même titre que le GSM, intègre les mêmes évolutions que ce dernier avec l'introduction du service de transmission de données en mode paquet DPRS (à comparer au GPRS pour le GSM). De même que des terminaux bi-modes DECT/GSM avaient été spécifiés, les évolutions du DECT prévoient un interfonctionnement avec les réseaux UMTS qui sont les successeurs du GSM/GPRS.
- Le WLAN, historiquement conçu pour supporter des services de données IP, pourrait permettre grâce à l'utilisation de ce protocole IP fédérateur et notamment à ses fonctions « Mobile IP », de mettre en ouvre un interfonctionnement des services avec les réseaux GPRS, et ultérieurement UMTS, qui offrent des services identiques en mobilité étendue.
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Tableau récapitulatif
| Technologie d'accès | Maturité | Débit de données (ordre de grandeur) | Commutation / interface vers le cour de réseau | Potentiel pour les réseaux de nouvelle génération. | |
| Réseaux d'accès mobiles | |||||
| GSM | Mature | < 15 kbit/s (évol. ~70 kbit/s avec HSCSD) | TDM (circuit) | + | Paquetisation De la voix (transport) |
| GPRS | (évol. GSM) Faible | 10-150 kbit/s (évol. ~380 kbit/s avec HSCSD) | IP (paquet) | ++ | Service de données mobiles en Mode paquet, Transport IP |
| UMTS | Très faible | ~380 kbit/s(évol. 2 Mbit/s) | Paquet. ATM (évol. IP à terme) | +++ | Service de données mobiles multimédia, cible = réseau 100% NGN |
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