CONCEPTION ET DEVELOPPEMENT D’UN MODELE DE VIDEO CONFERENCE MOBILE DANS LE RESEAU LTE
Les réseaux mobiles de troisième génération
La troisième génération de la téléphonie mobile (3G) connue sous le nom d’UMTS a été créée pour que des applications vidéo puissent être accessibles et utilisables sur le terminal mobile ; pour que la qualité de service (QoS : Quality of Service) du multimédia dont offre le réseau soient améliorée. Les applications vidéo dont on parle ici sont par exemple la vidéo à la demande (cas de YouTube), la visiophonie (cas des communications que l’on a l’habitude de faire sur Skype), … Et comme pour le cas de chaque génération de téléphonie la question d’augmentation de débit a été prise en compte surtout pour le but qui a été fixé c’est-à-dire la manipulation de données vidéo sur le réseau qui requiert beaucoup de ressources. Le défi était de passer d’un service de téléphonie à commutation de circuit vers un service à commutation de paquets c’est-à-dire un service de type « Data ». La solution qui a été proposée est d’installer des amplificateurs avant chaque antenne, le principe est donc d’amplifier le signal pour que celui-ci puisse être capté par une autre antenne, et cela en mettant en œuvre d’autre type de modulation par rapport à ceux dont on a utilisé pour le temps de la deuxième génération. Les terminaux mobiles de leurs côtés devaient être améliorés pour des raisons que ceux d’avant ne supportaient pas le haut débit et il y a donc eu l’avènement des smartphones, les tablettes, …
Architecture de l’UMTS
Pour l’Universal Mobile Telecommunication System ou UMTS, le réseau cœur est basé sur les éléments de base des réseaux GSM et GPRS. La communication ainsi que les routages de cette dernière sont la principale préoccupation du réseau cœur de l’interne vers les réseaux extérieurs. Dans l’inverse, il se charge d’acheminer les données vers le destinataire désiré et en ce qui concerne la communication, le réseau cœur assure la commutation et le routage de la voix vers le terminal mobile voulu. Le réseau GSM et le réseau GPRS assurent respectivement dans leur ensemble, les services de type voix et données, le système de communications mobiles de troisième génération quant à lui assure les fonctionnalités multimédia. Le réseau cœur fonctionne en même temps en mode circuit et en mode paquet. Figure 1.05 : Architecture du réseau UMTS Les fréquences utilisées en UMTS Les fréquences suivantes ont été allouées pour l’UMTS : 1885-2025 MHz et 2110-2200 MHz. L’Union Internationale des Télécommunications (UIT) a fixé les bandes de fréquences pour les différents systèmes de la 3G : Pour le Duplex Temporel TDD (Time Division Demultiplexed) : 1885 à 1920 MHz (bande de fréquence pour la voie montante qui est de 35 MHz) et 2010 à 2025 MHz pour la voie descendante (bande de fréquence de 15 MHz). 15 Pour le Duplex fréquentiel FDD (Frequency Division Demultiplexed) 1920 à 1980 MHz correspondant à la voie montante a une largeur de 60 MHz et 2110 à 2170 MHz correspondant à la downlink qui est de largeur 60 MHz aussi. On a affecté les 1980 à 2010 MHz et 2170 à 2200 MHz respectivement pour la voie montante et descendant des transmissions satellitaires et toutes les deux ont une largeur de bande de 30 MHz Un canal a une bande passante de 5 MHz avec une largeur spectrale réelle de 4,685 MHz. Le débit offert en UMTS Théoriquement, l’UMTS doit offrir un débit de transfert allant de 1,920 Mbits/s mais en faisant l’évaluation à la fin de l’année 2004, le débit offert par les opérateurs ne dépasse pas généralement 384 Kbit/s. Mais quand même, cette vitesse est bien plus supérieure à celle que le GSM a eu comme débit de base qui était de 9,6 Kbit/s. Le débit varie en fonction des lieux et de la vitesse de déplacement des utilisateurs du réseau dans leur cellule : En zone rurale : 144 Kbit/s dans le cas d’un utilisateur mobile (train, voiture, etc.) ; En zone urbaine : 384 Kbit/s pour une utilisation piétonne. Dans des immeubles : 2000 Kbit/s depuis un point fixe. Suite au débit nettement plus grand, l’UMTS a ouvert la porte à de nouvelles applications et des nouveaux services. Il a permis un transfert de contenu multimédia dans un temps assez court comme par exemple des contenus vidéo, des sons ou des images. Les nouveaux services offerts se sont surtout consacrés sur la vidéo : la visiophonie, MMS Vidéo, la vidéo à la demande, la télévision.
Le mode de transmission en UMTS
Comme la 3G inclut les équipements GSM dans son architecture, et que celui-ci a favorisé l’amélioration de manipulation des multimédias mettant en œuvre des équipements GPRS, le réseau a donc deux modes de fonctionnement : le mode circuit et le mode paquet. Le mode circuit Le mode circuit est destiné à gérer les services fonctionnant en temps réel dédiés aux conversations téléphoniques (vidéo-téléphonie, jeux, vidéo et d’autres applications multimédias). Ces applications requièrent un temps de transfert rapide pour bien fonctionner. Lors de la mise en place du réseau UMTS au début, le mode circuit fonctionne à un débit de 384 Kbit/s. 16 L’infrastructure s’appuie sur ce point sur les principaux éléments du réseau GSM comme le MSC/VLR jouant toujours le rôle des bases de données mais aussi le GMSC afin d’avoir une connexion avec les réseaux externes. Dans ce sens, le GMSC comme toujours, joue le rôle d’interface avec les réseaux externes. Le mode paquet Par opposition aux services qui nécessitent de fonctionner en temps réel gérés par le mode circuit, le mode de fonctionnement par paquet est spécialement conçu pour assurer les services non temps réel. Il s’agit ici de la navigation sur Internet, la gestion des jeux en réseaux mais aussi l’accès à l’utilisation des mails. Ces applications et services sont moins sensibles au temps de transfert et donc les données qui leur correspondent transiteront en mode paquet. Le débit que le domaine paquet offre est sept fois plus rapide que celui du mode circuit c’est-à-dire qu’il est de l’ordre de : 2 Mbits/s. Et de ce côté, l’infrastructure du réseau s’appuie sur les principaux éléments du réseau GPRS dont SGSN qui est une base de données déjà existante dans le réseau GPRS et fonctionnant en mode paquet prenant la place et le rôle des MSC / VLR dans le réseau GSM. L’UMTS utilise également le GGSN comme élément du réseau GPRS (équivalent du GMSC dans le réseau GSM) permettant la commutation vers le réseau Internet ainsi que les autres réseaux publics ou privés de transmission de données.
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