User-centric session et QoS dynamique pour une approche intégrée du NGN

De nos jours, les services offerts et les réseaux de communication prennent une place importante dans la société de l’information contemporaine. Les acteurs de télécommunication doivent relever des défis majeurs qui conditionnent leur survie et leur maintien sur des marchés très concurrentiels et volatiles. En effet, avec l’évolution de la taille et la complexité de l’industrie des médias et des télécommunications, les offres de services sont de plus en plus variées et complexes. Les exigences, en matière d’introduction rapide des nouveaux services, de garantie de leur QoS conforme aux contrats, de la maîtrise des nouvelles technologies de communications et de réduction des coûts associés, sont parmi les facteurs les plus déterminants du succès des opérateurs de télécommunication et fournisseurs de services sur les marchés d’aujourd’hui.

Avec l’intensification de la déréglementation et l’émergence des nouveaux besoins de communication, de nouvelles technologies ont fait leur apparition. Cette progression technologique se manifeste aujourd’hui à travers l’émergence de générations successives de réseaux et de technologies associées. La 3G qui est en vigueur aujourd’hui sera suivie par la 4G où les technologies du « tout IP » et les aspects d’ubiquité et de convergence fixe/mobile seront déployés. Un peu plus tard, nous assisterons à l’émergence de réseaux auto-gérables et dynamique. Ces évolutions concernent donc les réseaux de communication et leurs technologies vers ce qui est communément appelé le « Next Generation Network ». La caractéristique remarquable du NGN est de faire converger l’environnement hétérogène pour les utilisateurs et les fournisseurs réseaux/services. L’hétérogénéité existe dans les technologies du réseau d’accès, dans les réseaux cœurs, les terminaux, les applications et les fournisseurs de service. C’est à dire que l’utilisateur peut utiliser les services n’importe quand, n’importe où, quelque soit le fournisseur et avec n’importe quel terminal. NGN veut supporter les quatre sortes de mobilité, à savoir, la mobilité de terminal, la mobilité de réseau, la mobilité de service et la mobilité de l’user. Par conséquent, la capacité à assurer la mobilité sans couture avec la QoS de bout en bout, c’est à dire la continuité de la QoS de bout en bout dans un tel environnement hétérogène, sera capitale pour le NGN.

Il en est de même pour les services, ce qui est appelé le « Next Generation Service». Les nouvelles offres de services et les nouveaux besoins en matière de mobilité des clients, de personnalisation des services, de leur continuité et de leur omniprésence, nous font repenser les services. Des travaux récents nous ont conduits à deux constats importants : le premier, à la nécessité de séparer des services applicatifs, de leur usage et le deuxième, à mutualiser les services et à avoir des architectures flexibles. Ceci afin de satisfaire pour l’utilisateur, la QoS de bout en bout et pour les opérateurs, le ROI et TTM .

Mais qu’en est-il des différentes mises en relation pour échanger les bonnes informations nécessaires à ce nouveau contexte? C’est-à-dire, qu’en est-il des protocoles mis en œuvre dans les différents plans de communication?

Face à ce paysage, les architectures et les protocoles associés sont nombreux, qu’ils s’agissent de ceux du plan User, du plan de contrôle ou de ceux du plan de gestion.
➤ Le plan de gestion gère les différents plans à des fins de QoS de bout en bout. Il est responsable de la connaissance, de la représentation, de l’image du réseau et de son comportement.
➤ Le plan de contrôle réserve les ressources, qui déroulent un algorithme en fonctions de la politique de gestion à appliquer.
➤ Le plan d’user véhicule les données du service de ce dernier sur le réseau.

Par ailleurs les utilisateurs exigent de maîtriser leurs communications suivant des critères de qualité de bout en bout (QoS), des possibilités de personnalisation (interactions client avec le service) et des suivis de coût (interactions avec la gestion).

Face aux besoins de NGN/NGS, les solutions concernent la maîtrise de la « convergence » à tous les niveaux. Elles proposent le processus global depuis la demande du client (interaction client avec le système complet), en passant par le provisioning (plan de contrôle) jusqu’à la gestion (plan de gestion) dans une user-centric session avec une qualité de service de bout en bout.

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Convergence des protocoles 

La première contribution de cette thèse est une vue convergente des trois plans (user, contrôle et gestion) à travers la convergence des protocoles mis en œuvre afin d’offrir une « QoS dynamique » pour satisfaire l’approche orientée «User-Centric ». La réponse est d’ordre organisationnel. Pour plus de dynamicité, de flexibilité et d’adaptabilité, nous avons proposé la convergence des protocoles de signalisation et de gestion en leur faisant partager une même base d’informations. Pour ce faire nous n’avons pas ajouté de nouveaux protocoles, mais nous avons intégré ceux qui existent pour une QoS dynamique de bout en bout. Nous avons identifié l’ensemble des fonctions nécessaires à cet objectif.

Session user-centric

Les utilisateurs et les services sont interconnectés par plusieurs réseaux qui pourraient être transorganisationnel. Afin d’obtenir le comportement attendu incluant la personnalisation du service dans un environnement mobile et hétérogène, nous avons préconisé une session « user-centric » qui permet aux utilisateurs d’accéder aux services de façon personnalisée (composition du service) avec une continuité de qualité de service et «toujours dans une session unique».

Pour ce faire, la deuxième contribution, qui est d’ordre protocolaire, porte sur une «Signalisation dynamique d’E2E QoS» sur le niveau de service afin de parvenir à la fourniture des services demandés par l’user et de se conformer au SLA. En fait, nous avons un agent QoS dans chaque composant de service :
• Il intervient lors du processus de réservation et de négociation de QoS pour lesquels nous avons proposé des messages SIP (Session Initiation Protocol).
• Il intervient pour contrôler le respect ou non respect du contrat de service lors de la phase d’exploitation du service pour lequel nous avons également proposé de nouveaux messages SIP .

Notre troisième contribution qui est d’ordre informationnel, porte sur un « E2E Session Binding cross layer » au sein de notre architecture à quatre niveaux de visibilité (Equipement, Réseau, Service et User) pour supporter la continuité de service. Par le binding de la session, nous assurons la cohérence des informations entre les quatre niveaux de visibilité via la déclinaison des critères de QoS. Chaque niveau s’adapte ainsi automatiquement à tout changement relevant de la mobilité ou de l’hétérogénéité de l’environnement, de manière dynamique.

Interaction de l’user avec le système 

Notre quatrième contribution qui est toujours d’ordre informationnel porte sur les profils impliqués dans chaque étape du cycle de vie du service incluant les critères de QoS. En fait, la dimension informationnelle fournit une image générique des composants du système de l’utilisateur (infosphère) et de toutes les ressources ambiantes (infoware) que nous gérons dynamiquement en fonction des préférences de l’utilisateur. Nous avons identifié tous les composants avec lesquels il peut y avoir une interaction qui prend en considération le profil de l’utilisateur.

De plus, nous avons défini les préférences dans le profil d’utilisateur selon non seulement la location et l’agenda, mais aussi le rôle de l’utilisateur.

Table des matières

I. INTRODUCTION GENERALE
I.1. CONTEXTE
I.2. PROBLEMATIQUE
I.3. CONTRIBUTIONS DE LA THESE
I.3.1. Convergence des protocoles
I.3.2. Session user-centric
I.3.3. Interaction d’user avec le système
I.3.4. Etude de faisabilité
I.4. ORGANISATION DU RAPPORT
II. CONTEXTE
II.1. INTRODUCTION
II.2. USER CENTRIC
II.3. L’ENVIRONNEMENT HETEROGENE
II.4. LES MOBILITES
II.5. PERIMETRE D’ETUDE DE LA THESE
III. ETAT DE L’ART
III.1. INTRODUCTION
III.2. LES REPONSES ARCHITECTURALES
III.2.1. L’architecture de base d’IMS
III.2.2. IMS et les spécificités du 3GPP
III.2.3. IMS et les spécificités de ETSI TISPAN
III.2.4. Conclusion
III.3. LES REPONSES PROTOCOLAIRES
III.3.1. MIH
III.3.2. MIPv6
III.3.3. NSIS
III.3.4. SIP
III.3.5. Diameter
III.3.6. Conclusion
III.4. CONCLUSION
IV. DES BESOINS AUX PROBLEMATIQUES
IV.1. INTRODUCTION
IV.2. CAS D’UTILISATION NGN
IV.3. GRILLE D’ANALYSE ET CONCEPTS STRUCTURANTS
IV.3.1. La dimension informationnelle
IV.3.2. La dimension architecturale
IV.3.3. La dimension organisationnelle
IV.3.4. La dimension fonctionnelle (Gestion dynamique)
IV.3.5. La dimension protocolaire
IV.4. CONCLUSION
V. USER-CENTRIC CONTINUITE DE QOS DE BOUT EN BOUT
V.1. INTRODUCTION
V.2. CONTINUITE DE QOS
V.2.1. Comment : Convergence les trois plans
V.2.2. Conclusion
V.3. SESSION USER-CENTRIC
V.3.1. Signalisation dynamique end-to-end QoS “User-centric”
V.3.2. Gestion de QoS « User-centric »
V.3.3. Interaction User et Système
V.3.4. Les mesures de QoS de bout en bout
V.3.5. Conclusion
V.4. CONCLUSION
VI. ETUDE DE FAISABILITE
VI.1. LES SCÉNARII
VI.2. PLATE-FORME D’IMPLEMENTATION
VII. CONCLUSION

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