henri tobiet / n° 1 / date: 22/01/2014 /resotlb7.ppt v2000 techniques hauts-debits reseaux &...

Henri TOBIET / N° 1 / DATE: 11/04/23 /RESOTLB7.PPT V2000 TECHNIQUES HAUTS-DEBITS

RESEAUX & COMMUNICATIONSRESEAUX & COMMUNICATIONS

Version7 09/2000

TECHNIQUESHAUTS-DEBITS


CLASSIFICATION DES RESEAUXCLASSIFICATION DES RESEAUX

DEBITS ADMISSIBLES

1K 10K 100K 1M 10M 100M 1G

PAIRE TORSADEE

CATV CABLE COAXIAL

FIBRE OPTIQUE155M

>10G

réseau téléphonique

télexliaisons spécialisées

technique PDH/MICtechnique SDH

réseau TRANSPAC / Relayage de Trâme

RNIStechnique ATM: RNIS Large-Bande

réseaux câblés de videocommunications, réseaux métropolitains

64K

34M

200

UTP3

UTP5


LE RESEAU DE TRANSMISSION: LE RESEAU DE TRANSMISSION: INFRASTRUCTURES SUPPORTINFRASTRUCTURES SUPPORT

HIERARCHIE DES DEBITS:

OC1 =SONET

OC3

OC12

STM-1

STM-4

51,84Mb/s

155,52Mb/s

622,08Mb/s

OC48 STM-16

HIERARCHIE SDH

2,5Gb/s

etc... etc...

SONET = SYNCHRONOUS OPTICAL NETWORK


LE RESEAU de TRANSMISSION SDHLE RESEAU de TRANSMISSION SDH SDH = SYNCHRONOUS DIGITAL HIERARCHY

SUPPORT DE TRANSMISSION OPTIQUE POUR LES HAUTS-DEBITS

HIERARCHIE SYNCHRONE: MULTIPLES DE 4PEUT "CONTENEURISER" DIFFERENTS FORMATS DE

DONNEES:– hierarchies plésiochrônes: T1/T3/SONET (USA), E1/E3 (PDH)– trames: HDLC, SMDS,– slots DQDB, cellules ATM...

AVANTAGES DE LA SDH:système de transport universelinformations de contrôle et de supervision (orienté TMN)interfaces de transmission simplifiéshaute sécurité (boucles SDH)


FORMAT D'UNE TRAME SDHFORMAT D'UNE TRAME SDH

CAPACITE UTILE SDS

POINTEUR

SDS

SDC CONTENEUR VIRTUEL PDHN X 2048 Kb/s

EN-TETE (9x9 octets)PAYLOAD (261x9 octets)

SDS = SURDEBIT DE SECTIONSDC = SURDEBIT DE CONDUIT1 TRAME= 9X270 octets, balayage de 8000 trames/s


LE RESEAU D'ACCES: Panorama des LE RESEAU D'ACCES: Panorama des techniquestechniques

ADSL = Asymmetric Digital Subscriber Linetransmission sur simple paire téléphonique, en asymétriquedébits élevés vers l'usager (jusqu'à 6Mbit/s)débits plus faibles sur la voie de retour (jusqu'à 640Kb/s)pour applications interactives multimédia

HDSL = High bitrate Digital Subscriber Linetransmission sur infrastructure filaire, sur une portée de

3/5kmdébits symétriques à 2Mbits/s, sur deux lignes

téléphoniquesalternative aux lignes spécialisées (T1 et E1)pour applications de transfert de données, de visiophonie...

SDSL = Single line Digital Subscriber Line VDSL = Very high bitrate Digital Subscriber Line

très hauts-débits (=> 50Mb/S), courtes distances)

RADSL = Rate Adaptive Digital Subscriber Line


LE RESEAU D'ACCES: la technique LE RESEAU D'ACCES: la technique ADSLADSL

ADSL permet de transformer le réseau public en un système puissant capable de transporter le multimédia

Réseaupubliclarge-bande

Modem ADSL

Modem ADSL

Filtre voix/données

Ligne éxistante (2,7 à 5,5km)

1,5 - 6,1 Mb/s

16 - 640 Kb/s

Réseaupublictéléphonique

Téléviseurvia STB

PC

Téléphone

STB


LE RESEAU D'ACCES: les modems-LE RESEAU D'ACCES: les modems-câblescâbles

Caractéristiques:ils fonctionnent sur réseaux hybrides fibre/coaxialils réalisent des vitesses assymétriquesle canal montant est réservé aux canaux de télévisionle canal descendant peur atteindre les 30Mb/s

Avantages:c'est un enjeu majeur pour les cablo-opérateursles débits des modems-câbles ne dépendent pas de la

longueur du câbleutilisation simultanée de la télévision et du modemaccès instantané et permanent à Internet

Exemples:300/500 dollars LanCity, COM21, West-End, TONNA, Motorola


LES TECHNIQUES ET LES NORMES DE LES TECHNIQUES ET LES NORMES DE COMPRESSION DE LA VOIXCOMPRESSION DE LA VOIX

COMPRESSION DE LA VOIX:G.711: codage MIC pour la téléphonie à 64kb/s sans aucune

compression: norme utilisée par FRANCE TELECOM sur le RTCG.726: ADPCM, comprssion à 32 kb/sG.728: compression à 16 kb/sG.729: compression à 8kb/sG.723: compression de 5,3 à 6,3 kb/sGSM à 13 kb/s MPEG1: variableMetaVoice RT24: compression à 2,4kb/s

La norme H.323, mise en oeuvre sur des passerelles de téléphonie sur IP, permet de négocier un algorithme de compression parmi plusieurs possibilités.


LES TECHNIQUES ET LES NORMES DE LES TECHNIQUES ET LES NORMES DE COMPRESSION D'IMAGESCOMPRESSION D'IMAGES

COMPRESSION DES IMAGES (FIXES/MOBILES)compromis entre la complexité de l'image et le temps-réelpour une image fixe: x20, pour la vidéo: x100JPEG: images analogiques (transformée en cosinus

directe)H.261: visio-conférence numériqueH.320: visio-conférence WAN compatible RNIS: 6*64Kbit/sH.323: visio-conférence compatible WAN(RNIS) / LAN(IP) MPEG: décomposition numérique de l'image et transport

des informations nécéssaires à sa reconstruction. – MPEG1: codage de CD-ROMs– MPEG2:: codage en studio ou pour la diffusion (broadcast)– MPEG3

Compression par "ondelettes" ( par motifs ou patterns)

JPEG = JOINT PHOTOGRAPHIC EXPERTS GROUPMPEG = MOVING PICTURES EXPERTS GROUP


LA COMMUTATION ATM: POURQUOI ?LA COMMUTATION ATM: POURQUOI ?

COMPROMIS ENTRE COMMUTATION DE CIRCUITS ET DE PAQUET

COMMUTATION DECIRCUITS

COMMUTATION DE PAQUETS

SIMPLICITE

FLEXIBILITE

ATM


LA CELLULE ATM: POURQUOI ?LA CELLULE ATM: POURQUOI ?

EN-TETE INFORMATION

SIMPLICITE

FLEXIBILITE

TRANSPARENCE DU RESEAU:CELLULE DE LONGUEUR FIXE

IDENTIFIANT EXPLICITE,ROUTAGE PAR CIRCUIT VIRTUEL,MODE CONNECTE


LA CELLULE ATM: QUELLE TAILLE ?LA CELLULE ATM: QUELLE TAILLE ?

ZONE DE DONNEES:transport de la voix: le temps de propagation doit rester

inférieur à 28ms (pour éviter les annuleurs d'echo)échantillonnage 1octet/ 125microsec. => 6ms pour

remplir 48octets28ms max = 6ms (remplissage) + 6ms (vidage) + 16msces 16ms correspondent à une propagation d'environ

4000km (360000 km/s)48octets est un compromis entre 64 (US) et 32 (EUROPE)

ZONE D'EN-TETE:rapport minimum: en-tête/données5octets utiles

==> TOTAL CELLULE = 5 + 48 = 53 OCTETS


LA CELLULE ATM: LA CELLULE ATM: CONTENU DE L'EN-TETECONTENU DE L'EN-TETE

12

3

4

5

CLP

VPI: VIRTUAL PATH IDENTIFIERGFC

VPI VCI

VCI: VIRTUAL CIRCUIT IDENTIFIER

VCI PT: PAYLOAD TYPE

HEC: HEADER ERROR CONTROL

1 2 3 4 5 6 7 8GFC = GENERIC FLOW CONTROLCLP = CELL LOSS PRIORITY


COMMUTATION ATM: VPI/VCICOMMUTATION ATM: VPI/VCI

LE CONDUIT PHYSIQUE

VCI

VPI

VPI = PREMIER NIVEAU DE BRASSAGE VCI = NIVEAU DE COMMUTATION A L'EXTREMITE

TERMINALE


BRASSEURS ET COMMUTATEURS ATMBRASSEURS ET COMMUTATEURS ATM

NIVEAU PHYSIQUE

VPI VPI VPI VPI

VCI VCINIVEAU COMMUTATEUR

NIVEAU BRASSEUR

GESTION DES VPI: ELEMENTS DE BRASSAGE GESTION DES VCI: COMMUTATION EN MODE

CONNECTE


COMMUTATION ATM: INDEPENDANCE COMMUTATION ATM: INDEPENDANCE TEMPORELLE SERVICE/RESEAUTEMPORELLE SERVICE/RESEAU

TRAFIC DE DONNEES ISSUES DU TERMINAL,LE DEBIT EST DICTE PAR LE TERMINAL

TRAFIC CONTINU DE CELLULES TRANSPORTEES PAR LE RESEAU, CV = CELLULE VIDELE DEBIT EST DICTE PAR LE RESEAU (par exemple 155Mb/s)

CV

mecanismed'assemblagede cellulesATM

TERMINALEMETTEUR

LE TERMINAL EMET UNTRAFIC VARIABLE: VBR(Variable Bit Rate)


COMMUTATION ATM:COMMUTATION ATM:MULTIPLEXAGE STATISTIQUEMULTIPLEXAGE STATISTIQUE

CV

mecanisme demultiplexagede cellulesATM

data video voix

LES SOURCES DE TRAFICEMETTENT DES TRAFICS CONSTANTS: CBR (Constant Bit Rate):débit data = 0.1 x 155Mb/sdébit video = 0.4 x 155Mb/sdébit voix = 0.2 x 155Mb/s

conduit à 155Mb/s

VC1 VC2 VC3


PROFILS DE TRAFIC ATM PROFILS DE TRAFIC ATM

Les profils de trafics transmis dépendent des applications:

trafics constantstrafics variables: burst (rafale), impulsifs, dent de

scie...

les trafics sont répertoriés par classes: CBR, VBR, ABR, UBR...

A une classe de trafic est affecté un type de qualité de service:

pour les data, la vidéo, la téléphonie...DEBIT CRETE

DEBIT MOYEN

DEBIT MAX AUTORISE

DEBIT CONSTANT GARANTI


CLASSES DE SERVICE ATMCLASSES DE SERVICE ATM CBR = Constant BitRate: garantit une bande passante constante,

trafic crête garanti: vidéo temps-réel, téléphonie... VBR = Variable BitRate: garantit un débit moyen , toutes les

données sont transmises, mais peuvent être retardées (délai non garanti)

UBR = Unspecified BitRate: sans aucune garantie (Best-Effort) ABR = Available BitRate: utilisation de la bande passante

disponible sans perte d'information, indication de congestion par le bit CLP=1)

classe débitgaranti

delaigaranti

intégritégarantie

info decongestion

CBR OUI OUI OUI

VBR OUI OUI/NON

OUI

UBR

ABR OUI OUI OUI


REPARTITION DE TRAFICS DANS UN REPARTITION DE TRAFICS DANS UN CONDUIT ATMCONDUIT ATM

TRAFIC VBR ou ABR (transmission de données)

TRAFIC UBR: utilisation du débit qui reste disponible(opérations de sauvegarde, par exemple)

TRAFIC CBR garanti (téléphonie, vidéo..)

trafic VBR moyen


PROTOCOLES ATM: COUCHE PHYSIQUEPROTOCOLES ATM: COUCHE PHYSIQUE

ATM PUR ATM/WANPDH 2MPDH 34M

ATM/WANATM/LANSDH 155M

ATM/LAN25M50M100M

TRANSPORT DES CELLULES PAR LE CONDUIT PHYSIQUE ENCAPSULATION DES CELLULES DANS LES TRAMES

CONFIGURATIONSLES PLUS COURANTES:- ATM/PDH/34M- ATM/SDH/155M- (ATM 25M)


PROTOCOLES ATM: COUCHE ATMPROTOCOLES ATM: COUCHE ATM

GESTION DE L'EN-TETE DE LA CELLULE GESTION DES ADRESSES: VPI/VCI, UNI/NNI INTEGRITE DE L’ENTETE DE LA CELLULE: PT, CLP,

HEC



ATM/LAN25M50M100M

ATM

UNI = USER NETWORK INTERFACENNI = NETWORK NODE INTERFACE


PROTOCOLES ATM: COUCHES AALPROTOCOLES ATM: COUCHES AAL

CONVERGENCE: SEGMENTATION/REASSEMBLAGE CLASSES DE SERVICE (TYPES D'AALS)

dépend du type de trafics,dépend de la Qualité de Service requise



ATM/LAN25M50M100M

ATM

AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5

SOUS-COUCHE DE CONVERGENCE

AAL1= TRAFIC CBR, ENMODE CONNECTE

AAL2= TRAFIC VIDEO A DEBIT VARIABLE

AAL3/4= SERVICES DE DONNEES A DEBITVARIABLE

AAL5= TRAFIC DEDONNEES EN MODE NONCONNECTE


PROTOCOLES ATM: COUCHES AALPROTOCOLES ATM: COUCHES AAL

AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5Classes de services

Synchronisation entreemetteur et récepteur

Type de débit

Mode de connexion(mode connecté)

OUI NON

CBR VBR

OUI NON


PROTOCOLES ATM: LES APPLICATIONSPROTOCOLES ATM: LES APPLICATIONS



ATM/LAN25M50M100M

ATM

AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5

SOUS-COUCHE DE CONVERGENCE

TCP/IP (INTERNET)LAN EMULATIONMPOAVIDEO

JPEG/MPEGSMDS/CBDSFRAME RELAY

SIGNALISATIONWAN: UNI/NNI


ACCES LAN SUR ATMACCES LAN SUR ATM



ATM/LAN25M50M100M

ATM

AAL1 AAL2 AAL3/4 AAL5SOUS-COUCHE DE CONVERGENCE

LANE 1 LANE 2

MPOA

TCP/IP - INTERNETautres protocoles(un seul domaine de broadcast)(divers domaines de broadcast)

LANE = LAN EMULATIONMPOA = MULTIPROTOCOLOVER ATM


DEFINITION DU LAN EMULATIONDEFINITION DU LAN EMULATION

C'est une couche de service sur un réseau ATM il permet aux réseaux ATM de simuler le

comportement d'un réseau local traditionnel... ... ce qui permet d'utiliser dans le réseau ATM

des systèmes d'exploitation standards, et donc de garantir la perennité des investissements déjà réalisés (prise en compte de l'existant).

LES STANDARDS:IETF:RFC 1483: encapsulation multiprotocoles sur la

couche d'adaptation ATM AAL5ATM FORUM: LANE: émulation d'un seul domaine de

broadcastIETF:RFC 1577: émulation d'un subnet IP (Classical IP)ATM FORUM:MPOA: émulation d'un routeur

multiprotocole distribué


INTERCONNEXION DE RESEAUX LANEINTERCONNEXION DE RESEAUX LANE

Les performances sont limitées à un seul domaine de broadcast l'interconnexion des hosts avec ATM est possible mais difficile Le ROUTEUR constitue un goulot d'étranglement

ROUTEUR

RESEAU LANE 1 RESEAU LANE 2

Plan d'adressage 1 Plan d'adressage 2


MPOA: MultiProtocol Over AtmMPOA: MultiProtocol Over Atm

MPOA exploite la notion de "Routeur Virtuel" permet la constitution de réseaux locaux virtuels

(VLANs) entièrement reconfigurables permet d'éviter l'utilisation de routeurs

RESEAU LANE 1 RESEAU LANE 2

RESEAUATM

LE SERVEUR DE ROUTE: il contient les adresses de tous les LANs

procédure designalisation UNI

procédure designalisation UNI


MISE EN OEUVRE DE MPOA: la solution MISE EN OEUVRE DE MPOA: la solution VIVID de NEWBRIDGEVIVID de NEWBRIDGE

VIVID = VIdeo, Voice, Image, Data

High Speed Backplane

155 Mbps155 Mbps 155 Mbps

155 Mbps

155 Mbps

155 Mbps

Communications Engine

155 Mbps

Management System

VIVID ROUTE SERVER

VIVID SYSTEM

MANAGER

VIVID WORKGROUP

SWITCH155 Mbps

155 Mbps

VIVID WORKGROUP

SWITCH

VIVID

WORKGROUP SWITCH

Input / Output Devices

VIVID

RIDGEVIVID

NIC

VIVID NIC

YELLOWXcellysXcellys

155 Mbps


ACCES VIDEO SUR ATMACCES VIDEO SUR ATM



ATM/LAN25M50M100M

ATM


LANE 1 ou LANE2/MPOA

TCP/IP - INTERNET

VIDEO NATIVE VIDEO / LAN


INTEGRATION DE LA VIDEO SUR ATMINTEGRATION DE LA VIDEO SUR ATM

QUELS DEBITS ?500Kbit/s, 5Mbit/s, +

QUELS TYPES DE FLUX ?la nature des flux a une influence directe sur

l'architecture des réseauxVISIO = flux interactifs Client <=> ClientVIDEO = flux unidirectionnel Serveur ==> Client

(VoD)

QUELLE QUALITE DE SERVICE ? sur AAL1: qualité CBR, Video native sur ATMsur AAL 5: qualité VBR/UBR/ABR, video/visio LAN sur

ATM

UNE BONNE GESTION DE TRAFIC MULTICAST EST ESSENTIELLE

NORMES: encore en gestation...


INTEGRATION DE LA TELEPHONIE SUR INTEGRATION DE LA TELEPHONIE SUR ATMATM



ATM/LAN25M50M100M

ATM


LAN Emulation ou MPOA

TCP/IP - INTERNET

TELEPHONIE/IP

MPLS multiprotocol label switching


LES PROTOCOLES D'INTERCONNEXIONLES PROTOCOLES D'INTERCONNEXION

VIVID ROUTE SERVER

VIVID WORKGROUP

SWITCH

VIVID WORKGROUP

SWITCH

VIVID

WORKGROUP SWITCH

VIVID NIC

VIVID

RIDGEYELLOW

XcellysXcellys

VIVID NIC

P-NNI

UNI

LAN EMULATION - MPOA

PNNI = Private Node Network Interface: signalisation entre deux commutateurs privésUNI = User Network Interface: signalisation entre un utilisateur et un commutateur ATM


PROTOCOLES UNI: PROTOCOLES UNI: SIGNALISATION WANSIGNALISATION WAN

TERMINAL APPELANT

TERMINAL APPELE

ESTABLISH / SET-UP (VPI,VCI,Débit, Classe de Qualité)

ACCEPT / CONNECT

(REJECT (cause) / RELEASE)

DISCONNECT / RELEASE

COMMUNICATION EFFICACE

SIGNALISATION USAGER (UNI):Q.SAAL/Q.2931 ITU-T, ATM-FORUM V3.1 (V4.0 en préparation)au-dessus de l'AAL5


ETUDES EN COURS SUR L'ATM...ETUDES EN COURS SUR L'ATM...

il y a encore de quoi faire....

Protocole UNI 4.0 LAN EMULATION LANE V2.0 (LUNI + Server to server itf) MPOA V1.0 P-NNI V1.0 Traffic Management V4.0 (incluant ABR) Quality of Service (Quality classes) VTOA: Voice and Telephony Over Atm B-ICI: Broadband Inter-Carrier Interface V3.0 ILMI: Interim Layer Management Interface V4.0 Security 1.0 ATM interface à bas débits: 2, 25Mbit/s Wireless ATM / UMTS, ATM par satellite ....


INTEROPERABILITE ETINTEROPERABILITE ETINTERFONCTIONNEMENTINTERFONCTIONNEMENT

INTEROPERABILITE ENTRE DEUX IMPLEMENTATIONS D'UN MEME PROTOCOLE

vérifier la conformité par rapport à un standard

INTERFONCTIONNEMENT ENTRE DEUX PROTOCOLES DIFFERENTS

vérifier la performance

RESEAU A

implémentation X

implémentation Y

RESEAU A

RESEAU B

passerelle


INTERFONCTIONNEMENT INTERFONCTIONNEMENT DES FORMATSDES FORMATS

RESEAUX UNITED'INFO

CARACTERISTIQUES

PDH/SDH

X25/FR

LAN/FDDI

MAN/DQDB

ATM

TRAME FIXES, CONTENEURS D'INFOS

PAQUET

TRAME

SLOT

CELLULE

PAQUETS LONGUEUR VARIABLE

TRAME VARIABLE, ENTETE FIXE

FIXE: 5+48=53 OCTETS

FIXE: 5+48=53 OCTETS


INTERFONCTIONNEMENT INTERFONCTIONNEMENT DE PROTOCOLESDE PROTOCOLES

ENCAPSULATION:protocole X transporté

par le protocole Anotion de CONTENEUR

CONVERSION/ CONCATENATION:

d'un protocole A vers un protocole B

notion de PASSERELLE

physique

protocole A

protocole X

protocole A protocole B

physique


NMG TelecomsHenri TOBIETTel. : +33 (0)3 89 33 54 71Fax : +33 (0)3 89 33 49 39E.mail : [email protected]

MERCI POUR VOTRE ATTENTIONMERCI POUR VOTRE ATTENTION

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