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VoLTE : De l’ingénierie radio aux services voix et multimedia

28 juin 2015

L’architecture, interfaces et procédures du réseau LTE

• La normalisation LTE et VoLTE (3GPP, OMA,…)
• Architecture et entités EPC et E-UTRAN
• eNode B, MME, SGW, PDN-GW, PCRF, HSS/EIR,…
• L’interface Radio: OFDM, OFDMA, PDSCH, PDCCH, PUSCH, PUCCH
• Interfaces Réseaux: X2, S1, S5/S8, S11 et protocoles: S1-AP, X2-AP, GTP, Diameter
• Principales procédures : connectivité radio, attachement, sécurité, localisation, gestion des sessions

Les Fonctions Radio

• Gestion des bearers (services data et voix): GBR/non-GBR, QoS, QCI, ARP (préemption)),
• Scheduling (dynamique, semi persistent) – DRX
• Fonction TTI Bundling
• Compression des headers IP avec RoHC,

CS-Fallback

• Principes de fonctionnement
• Procédures CS-FB
• CF-FB versus VoLTE

L’IMS (IP Multimedia Subsystem)

• Normes – Historique – Pourquoi l’IMS ?
• Architecture IMS et ses entités fonctionnelles : P-CSCF (AF), I-CSCF, S-CSCF, HSS, MGCF, MGW/SGW, AS
• Procédures d’enregistrement – signalisation SIP et Diameter
• Etablissement de session multimédia – signalisation SIP et Diameter
• Architecture de services – serveurs d’application – invocation des services
• Convergence fixe-mobile à travers l’IMS: 3GPP, 3GPP2, TISPAN, …

Le service voix : VoLTE

• Pourquoi la VoLTE ? Avantages et risques
• Profil voix IMS – Les codeurs AMR & AMR-WB
• Procédures VoLTE
• Mobilité intra E-UTRAN et Inter-systèmes
• Services VoLTE – support du SMS

ICS (IMS Centralized Service)

• Rôles de l’entité SCC AS
• Evolution du réseau de l’opérateur : MSC Server Enhanced for ICS et l’entité HSS
• Fonction T-ADS
• Fonction SR-VCC dans les architectures LTE & IMS
• Ancrage vers l’IMS. Etude d’un Mobile Originated Call (Identité IMRN) et d’un MTC (Identité CSRN)
• Procédures impactant SR-VCC
• Evolutions : e-SRVCC (ATCF/ATGW), v-SRVCC, r-SRVCC. L’identité ST-SRN

WiFi-Calling

• Architecture du VoWiFi (trusted et non trusted WiFi): Entités ePDG/HeNB-GW, AAA
• Interfaces SWm, SWu, S2b
• Procédure d’enregistrement (AAA/HSS), procédure de session d’appel vers l’IMS
• Création d’un tunnel IPsec
• Qualité de service QCI/PCRF
• Handover VoWiFI/LTE

Vers les services multimédias (RCS)

VoLTE : les solutions envisagées aujourd’hui

20 février 2014

Avec le déploiement de réseaux 4G/LTE et la démocratisation de terminaux compatibles, les solutions de voix sur LTE (Voice over LTE ou VoLTE) se précisent. Réseau de données par excellence, la LTE ne permet pas de passer des appels « voix », à l’exception de l’usage de la voix sur IP (VoIP). Différentes approches ont été envisagées par les opérateurs télécom.

André PEREZ, consultant et formateur LTE et IMS pour NEXCOM Systems aborde ces différentes approches (CS FallBack, SRVCC, …), ainsi que les impacts et interactions avec les infrastructures existantes (IMS) dans un article très détaillé :

Le terme LTE (Long Term Evolution) est utilisé pour désigner les réseaux de mobiles 4G. En fait, il conviendrait de nommer ces réseaux sous le vocable d’EPS (Evolved Packet Service), le terme LTE étant plutôt réservé pour dénommer l’interface radioélectrique entre le réseau 4G et le mobile.
Le service téléphonique est rempli à partir de deux fonctions de base : le transport de la voix et le traitement de la signalisation téléphonique. Le terme Voix sur LTE ou VoLTE (Voice over LTE) est le terme consacré pour désigner le transport de la voix sur IP  assuré par le réseau EPS, dans le cadre de la fourniture du service téléphonique à travers une plate-forme IMS.

Lire la suite de l’article VoLTE… (PDF, 370ko)

 

NEXCOM Systems propose bien évidemment de nombreuses formations sur la LTE, la LTE-Advanced et l’IMS, couvrant les fondamentaux aux concepts plus poussés (interactions avec l’IMS, VoLTE, …). N’hésitez pas à nous contacter pour planifier votre future formation ou obtenir davantage d’informations !

 

VoLTE : nouvel ouvrage technique

20 janvier 2014

Les mécanismes permettant de réaliser de la voix sur LTE (VoLTE ou Voice over LTE) vont devenir une réalité avec le déploiement des réseaux 4G/LTE ainsi que la démocratisation de terminaux compatibles. Réseau de données par excellence, la LTE n’est pas en mesure d’acheminer des communications voix en mode circuit et nécessite dans certains cas de se reposer sur des mécanismes de handover sur réseau 2G/3G. Problématique complexe de ce nouveau réseau mobile, la VoLTE représente un pan entier de cette technologie.

Formateur LTE/IMS pour NEXCOM Systems depuis de nombreuses années, André Pérez publie également régulièrement des ressources sur diverses technologies (IPv6, LTE, …). Le sujet de la voix sur LTE est notamment abordé dans son dernier livre, La voix sur LTE : réseau 4G et architecture IMS. Il y détaille les différents mécanismes utilisés pour réaliser des appels téléphoniques depuis des terminaux LTE (par exemple CS FallBack) et apporte ainsi une vision globale du problème et des solutions disponibles aujourd’hui, tout en prenant en considération les impacts et interactions avec l’infrastructure IMS. Publié aux éditions Hermès, ce livre est disponible au travers de la librairie Lavoisier.

 

NEXCOM Systems propose de nombreuses formations sur la LTE : fondamentaux, concepts avancés, interaction avec l’IMS, VoLTE, … N’hésitez pas à nous contacter pour davantage d’informations !

SIP, IMS, VoLTE

7 janvier 2014

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NEXCOM Systems est spécialisé dans la conception et la mise en oeuvre de solutions de téléphonie et de services multimédia. Nous accompagnons nos clients, entreprises ou opérateurs, pendant toutes les phases de leurs projets, que ce soit dans des contextes conversationnels audio/vidéo (voix/téléphonie sur IP ; VoIP/ToIP), d’échanges temps-réel M2M (machine to machine) ou de services multimédias (video streaming).

Cette expertise s’exprime au travers de deux composantes essentielles : le protocole SIP, référence notamment dans le domaine de la VoIP/ToIP, et les réseaux de nouvelle génération (NGN) avec l’architecture IMS (IP Multimedia Subsystem) et les services associées, présents et futurs notamment avec la VoLTE (voix sur LTE).

 

Nos Compétences
Protocoles	Réseaux	IPv4, IPv6 et mécanismes de migration / transition UDP, TCP, SCTP, TLS, DTLS Traversée des NAT / firewall avec les mécanismes STUN, TURN et ICE
	Télécom	3G, 4G, LTE/EPC, VoLTE, RAN IP, IMS SIP/SDP, RTP/SRTP, RTSP, RTMP, MSRP
	Web	HTTP, WebSocket, framework WebRTC
Systèmes	Réseaux	Problématiques de répartition de charge (load-balancing) Redondance & haute disponibilité (high availability) : VRRP, Heartbeat/Pacemaker Problématiques d’évolutivité et de mise à l’échelle (scalability)
	Télécom	IPBX/Proxys : OpenSIPS, FreeSWITCH, Asterisk, OpenIMS / kamailio, littleIMS, Lynckia, SIPp Serveurs d’applications : Cipango, OCCAS, JBoss, Jetty
	Sécurité	Problématiques de sécurisation : procédés cryptographiques IPsec ou TLS/TLS mutuel OpenSSL, OpenVPN, OpenSWAN, EJBCA

Quelques exemples de projets réalisés par NEXCOM Systems  :

• Conception de la solution technique du service de renseignements 118 712. La plateforme se repose sur l’utilisation d’une version industrialisée du serveur d’application Java Open Source Cipango sur lequel NEXCOM Systems a développé l’applicatif nécessaire à la solution.
• Maîtrise d’oeuvre pour une plateforme de ToIP axée sur la sécurité des communications (double authentification, VPN SSL). La solution se repose exclusivement sur de l’applicatif Open Source afin de garantir les caractéristiques de sécurisation de la plateforme pour le client. Téléchargez le descriptif détaillé.
• Mise en œuvre du protocole SIP pour des communications bidirectionnelles M2M pour un industriel de la domotique.
• Assistance à dépouillement d’un appel d’offres pour un opérateur Tier-1 dans le cadre d’un RFP IMS.
• Etude de faisabilité, spécification, conception et intégration d’une passerelle WebRTC pour un service multimédia de streaming vidéo – Partenaire du projet collaboratif ZeWall.
• Test bench SIP permettant de valider des équipements SIP (intégrant des tests de robustesse, fonctionnels, de charge et d’endurance).

Notre démonstrateur en ligne illustre la plus-value pouvant être apportée par un serveur d’application SIP dans une architecture ToIP d’entreprise.

 

Contactez-nous pour avoir de plus amples informations !

Quelles solutions pour la voix sur LTE (VoLTE) ?

16 janvier 2012

LTE (Long Term Evolution) constitue l’évolution 4G des réseaux de télécommunications mobiles et offrira notamment des débits mobiles beaucoup plus élevés que les réseaux actuels. Le réseau EPS (il convient de parler plutôt de réseau EPS, Evolved Packet System, le terme LTE désignant plutôt l’interface radio entre le mobile et le réseau mobile 4G) présente la particularité par rapport aux précédents réseaux mobiles 2G/3G de ne fournir qu’un service PS (Packet Service) de données alors que les réseaux 2G/3G offrent à la fois des services de type CS (Circuit Service) pour la voix et de type PS pour les données

Le réseau EPS ne propose ainsi que l’accès aux réseaux de données PDN (Packet Data Network) et tous les services devront ainsi être ainsi être conçus au dessus d’IP y compris les services traditionnels tels que la voix ou les SMS. Cela constitue donc une évolution majeure et les opérateurs devront déployer de nouveaux systèmes afin de continuer de fournir un service de voix sur les réseaux mobiles 4G. Pour cela, plusieurs solutions ont été imaginées.

CSFB (Circuit Switched FallBack)

Cette première solution consiste tout simplement à continuer d’utiliser le réseau 2G/3G pour le service téléphonique et à réserver le réseau 4G pour le service de transmission de données. Avec ce principe, le terminal mobile est connecté soit au réseau actuel GSM/UMTS soit au réseau LTE selon l’application qu’il utilise. Un échange de signalisation entre d’une part le coeur de réseau NSS (Network Sub System) et d’autre part le coeur de réseau EPC (Evolved Packet Core) du réseau 4G est alors nécessaire afin que le mobile puisse basculer vers le réseau 2G/3G lorsqu’étant connecté au réseau LTE, il reçoit ou désire émettre un appel téléphonique. S’il souhaite conserver ses communications données en cours, il est également nécessaire de basculer le mode PS établi avec le réseau 4G vers le mode PS sur le réseau 2G/3G.

Cette solution offre l’avantage de se baser sur des technologies existantes et éprouvées mais présente cependant plusieurs inconvénients:

• le temps de bascule entre les réseaux 4G et 2G/3G est significatif (de l’ordre de quelques secondes en moyenne) ce qui, en terme d’expérience utilisateur, n’est guère satisfaisant et l’on voit mal les premiers utilisateurs de LTE, probablement assez technophiles et dotés de smartphones les plus récents, accepter une telle régression.
• les transferts de données sont également perturbés durant la bascule ce qui, à l’heure des téléphones multitâches avec de nombreuses applications s’exécutant en tâche de fond, devra s’effectuer le plus rapidement possible afin de limiter l’impact en terme d’usage
• ce modèle s’intègre mal avec des perpectives de développements de nouveaux services en isolant la voix sur des anciennes technologies sans possibilité d’évolution. Il serait ainsi impossible par exemple, de proposer des services combinant voix et données en tirant profit du débit 4G (conférence, collaboration, jeux …).

Il s’agit là des principaux écueils du CSFB qui souffre en outre d’autres insuffisances (mauvaise intégration avec de potentielles femtocells LTE, mauvaise occupation de la bande radio …).

En résumé, le CSFB offre l’avantage de permettre une réutilisation complète de l’infrastructure existante (réseau, services, systèmes de facturation ..) en ne nécessitant que quelques mises à jours mineures. Cependant il s’agit là d’une solution permettant plus de prolonger la vie du réseau 2G/3G existant que de tirer profit de l’introduction de la 4G, ce qui risque de réduire fortement l’intérêt de déployer cette nouvelle technologie.

Un mécanisme assez similaire consiste à se connecter à la fois aux réseaux 2G/3G et 4G, mais de façon simultanée afin d’éviter la phase de bascule radio. Cette approche, connue sous le nom de SVLTE (Simultaneous Voice and LTE), a également le mérite de ne pas nécessiter de modifications dans le réseau mais conduit à une plus grande complexité du téléphone ainsi qu’une consommation énergétique accrue. Des terminaux utilisant ce système sont déjà disponibles en CDMA/LTE (pas encore en GSM/UMTS/LTE).

Découvrir le coeur de réseau 5G

27 juin 2023

Introduction

• Les modèles de services eMBB, mMTC et URLLC, les performances attendues
• Les options de déploiement : les modes autonomes SA et non-autonomes NSA
• La double connectivité
• L’architecture basée sur les services (SBA) : Micro-services et Cloud Native
• Les tranches de réseaux (Network Slicing)
• Les applications de la fonction MEC : réalité augmentée, fourniture de contenus (mobile CDN)

L’interface radioélectrique 5G NR

• Le plan de fréquence : les gammes FR1 et FR2 (mmWave)
• Principales caractéristiques

L’architecture détaillée du réseau 5GS

• Le coeur de réseau 5GC et le réseau d’accès radioélectrique NG RAN
• La virtualisation du réseau : l’architecture NFV, Open RAN
• L’architecture de sécurité : l’authentification et la mise en place des clés
• La qualité de service : les classes de services 5QI et QFI
• Les modes de continuité de service et de session SSC
• Les architectures de roaming HR et LBO
• Procédure d’enregistrement et de session PDU

Le modèle de service eMBB pour les sessions multimédias

• L’architecture IMS
• Le Service Voix : de la VoLTE au VoNR
• Les appels d’urgences : Roaming, la continuité de service et la fonction E-CSCF
• Les interceptions légales

Le modèle de service mMTC

• NB-IoT/5GC, eMTC/5GC et NR-light
• La fonction NEF

Le modèle de service URLLC

• La communication D2D : NR Sidelink
• La duplication de paquets
• L’architecture MEC
• Le service HPMTC

VoNR : De l’ingénierie radio aux services voix et multimedia

1 avril 2023

L’architecture, interfaces et procédures du réseau 5G

• Le déploiement de la 5G NSA
• Le cœur de réseau 5GC
• Architecture et fonctions 5GC et NG-RAN
• gNB, AMF, SMF, UPF, PRF, UDM/UDR, NRF, NSSF, SCP,…
• L’interface Radio: OFDM, OFDMA, PDSCH, PDCCH, PUSCH, PUCCH
• Interfaces Réseaux: Xn, SBI et protocoles: NG-AP, Xn-AP, GTP-U, PFCP, http2
• Principales procédures : connectivité radio, attachement, sécurité, localisation, gestion des sessions

Les Fonctions Radio

• Gestion des bearers (services data et voix): GBR/non-GBR, QoS, QCI, ARP (préemption)
• Scheduling (dynamique, semi persistent) – DRX
• Fonction TTI Bundling
• Compression des headers IP avec RoHC

CS-Fallback

• Principes de fonctionnement
• Procédures CS-FB
• CS-FB versus VoLTE

4G FallBack

• EPS-Fallback
• RAT FallBack

L’IMS (IP Multimedia Subsystem) et le protocole SIP

• Normes – Historique – Pourquoi l’IMS ?
• Architecture IMS et ses entités fonctionnelles : P-CSCF (AF), I-CSCF, S-CSCF, HSS, MGCF, MGW/SGW, AS
• Procédures d’enregistrement (MMTEL Voice/Video, MMTEL Composer, RCS) – signalisation SIP
• Etablissement de session multimédia – signalisation SIP et Diameter
• Architecture de services – serveurs d’application – invocation des services
• Convergence fixe-mobile à travers l’IMS: 3GPP, 3GPP2, TISPAN,…
• Evolution vers les interfaces HTTP/2

Le service voix : VoNR

• Pourquoi la VoNR ? Avantages et risques
• Profil voix IMS – Les codeurs AMR, EVS (AMR-WB) et HEVC
• Procédures d’enregistrements (simple ou double) et d’appels
• URSP et découverte P-CSCF (PCO, IMS MO)
• Mobilité : Handover/redirection
• SC-UE (Session Continuity) : SRVCC et 5G-SRVCC
• Service en Roaming (S8HR/N9HR) et appels d’urgences (LBO)
• Services Voix, SMS, RCS, MMTEL (Call Composer), MSRP
• Appels d’urgence – eCall

ICS (IMS Centralized Service)

• Rôles de l’entité SCC AS
• Evolution du réseau de l’opérateur : MSC Server Enhanced for ICS et l’entité HSS
• Fonction T-ADS
• Fonction SR-VCC dans les architectures 5G, 4G & IMS
• Ancrage vers l’IMS. Etude d’un Mobile Originated Call (Identité IMRN) et d’un MTC (Identité CSRN)
• Procédures impactant SR-VCC
• Evolutions : e-SRVCC (ATCF/ATGW), v-SRVCC, r-SRVCC. L’identité ST-SRN

WiFi-Calling

• Architecture du VoWiFi (trusted et non trusted WiFi): entités ePDG/HeNB-GW, AAA, fonction N3IWF
• Interfaces 4G (SWm, SWu, S2b) et 5G (Y2, N3)
• Création d’un tunnel IPsec
• Procédure d’enregistrement (AAA), procédure de session d’appel vers l’IMS
• Qualité de service QCI/PCRF, QFI/PCF
• Handover WiFI/LTE ou NR

L’évolution des réseaux mobiles de la 4G à la 5G

4 septembre 2019

A l’heure où la 5G est le sujet actuel dans le monde des réseaux mobiles, il nous semblait intéressant de rappeler qu’il n’existe pas une seule version 5G mais bien plusieurs et  de revenir sur les différentes releases 3GPP de la 4G à la 5G.

L’ère des télécommunications cellulaires et numériques a commencé dans les années 1990 avec les réseaux de mobiles de deuxième génération (2G), basés sur le mode d’accès multiple par répartition temporelle TDMA (Time-Division Multiple Access).

Dans les années 2000, les réseaux de troisième génération (3G) se sont développés sur le principe de l’accès multiple par répartition de code à large bande WCDMA (Wideband Code-Division Multiple Access). Bien que la troisième génération ait dominé le marché grâce à l’augmentation du débit pour la transmission de données, elle n’a jamais totalement remplacé la deuxième génération.

Le début des années 2010 voit le démarrage des réseaux de quatrième génération (4G) utilisant l’accès multiple par répartition de fréquences orthogonales OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) pour la liaison descendante et de l’accès multiple par répartition de fréquence sur une seule porteuse SC-FDMA (Single- Carrier Frequency-Division Multiple Access) pour la liaison montante.

Le développement des réseaux 4G s’est déroulé en trois phases identifiées par les versions du standard de l’organisme de normalisation 3GPP (3rd Generation Partnership
Project) :

• les versions 8 et 9 sont la base du standard LTE (Long Term Evolution) ;
• les versions 10, 11 et 12 sont la base du standard LTE-Advanced ;
• les versions 13 et 14 sont la base du standard LTE-Advanced Pro.

L’organisme de normalisation 3GPP a défini des modèles de service correspondant à des cas d’utilisation et d’exigences spécifiques :

• le service MBB (Mobile Broadband) correspond aux applications et services qui nécessitent une connexion toujours plus rapide, pour permettre par exemple de visionner 2 LTE-Advanced Pro des vidéos en ultra haute définition ou d’utiliser des applications de réalité virtuelle ou augmentée ;
• le service LLC (Low Latency Communication) regroupe toutes les applications nécessitant une réactivité extrêmement importante ainsi qu’une fiabilité du service de
  transmission des données, comme la sécurité civile pour des missions critiques ;
• le service MTC (Machine Type Communication) regroupe principalement les usages liés à l’Internet des objets. Ces services ne requièrent pas de débits très importants, mais nécessitent une couverture plus étendue ainsi qu’une consommation énergétique plus faible.

(suite…)

Comprendre le déploiement de l’IoT sur les réseaux 4G/LTE-M

30 avril 2019

Les évolutions technologiques récentes vont bouleverser notre mode de consommation et apporter des changements profonds dans les domaines de la santé, de la logistique, le transport, l’énergie, l’agriculture, …

Si le déploiement de l’IoT (Internet of Things) destiné à collecter un ensemble d’informations constitue la première brique de cette évolution, la plus-value de cette transversalité numérique ne peut être obtenue qu’en garantissant la sécurisation des données collectées et le traitement efficace de ces données.

En cela, la technologie Blockchain s’insère dans l’écosystème de l’IoT en apportant un stockage des données, en assurant le transport sécurisé des données échangées et en permettant la traçabilité des données.

Quant aux traitements des données, l’intelligence artificielle (IA) permet de les valoriser et de les traduire en informations exploitables facilitant ainsi l’analyse décisionnelle des systèmes complexes. De surcroit, les méthodes d’apprentissages autonomes (Machine Learning) permettent également de classifier les données et d’apporter des outils de prédictions des pannes.

Les applications IA pourraient être mise en œuvre sur des lames de serveurs au plus proches des données collectées, formant ainsi un data-center de petite taille (MEC : Mobile Edge Computing).

Ainsi, les secteurs de la santé (capteurs et IA pour détecter l’évolution des maladies), du transport (véhicules autonomes), des chaînes d’approvisionnement (réparation des chaînes de production avant la cassure des pièces usées, l’approvisionnement en flux tendus), de l’énergie (délestages des sites industriels en assurant un transport de l’énergie au plus proche) seront impactés par la complémentarité de ces technologies disruptives.

Dans ces écosystèmes de plus en plus complexes, la donnée reste l’élément fondamental et le premier maillon d’une nouvelle ère économique. Les cabinets d’analystes estiment une évolution constante du marché des capteurs de l’IoT pour atteindre une centaine de milliards de dollars d’ici 2023 et une croissance du taux actuariel (CAGR – Compound annual growth rate) de 13%.

SigFox est le premier opérateur à s’être positionné sur le marché de la transmission sans fil des données issues des capteurs en déployant un réseau de transmission longue portées à basse consommation (LPWAN : LoW Power WAN).  Ce réseau LPWAN répond à la demande des compteurs intelligents (smart-meters, compteur d’eau, compteur de gaz), à la gestion des villes (smart-city).

Aujourd’hui, l’opérateur Télécom SigFox est concurrencé par l’opérateur QoWiSio, l’opérateur Américain Ingénu, et l’alliance LoRaWAN avec le déploiement de LoRa par les opérateurs télécoms historiques.

Le réseau cellulaire 4G se positionne également sur ce secteur en étendant ses fonctionnalités pour répondre à l’émergence du marché de l’IoT . Ce réseau dédié aux communications Machine à Machine (MTC – Machine Type Communication) est destiné à devenir le premier réseau cellulaire LPWAN (Low Power WAN). Le premier avantage de cette solution est de pouvoir rapidement apporter une couverture mondiale avec optionnellement une qualité de service.

L’IoT cellulaire (par son réseau d’accès NB-IoT, LTE-M et prochainement 5G NR) devrait connaître la plus forte croissance avec en point de mire, entre 10 000 et 100 000 objets connectés sous la couverture d’une seule station de base.

Le réseau 5G quant à lui va permettre d’apporter de nouvelles solutions pour les communications M2M à temps réel (missions critiques URLLC : Ultra Reliable Low Latency Communication) pour répondre au besoin du secteur de l’automobile et de l’industrie (IIoT – Industrial IoT).

Dans cet article, nous allons présenter à la fois l’évolution de l’architecture du réseau 4G et le déploiement de l’accès radioélectrique LTE-M pour répondre aux besoins en communication des objets connectés.

(suite…)

Comprendre l’IP Multimedia Subsystem (IMS) par la pratique

28 juin 2015

Rappel

• Les réseaux fixe et mobile
• Le protocole SIP
  • Les éléments Proxy, Registrar
  • Les mécanismes de routage

Architecture de l’IMS

• Pourquoi l’IMS?
• Les différents standards: 3GPP/OMA/TISPAN/IETF
• Les éléments et leurs rôles :
  • P-CSCF, I-CSCF , E-CSCF et S-CSCF
  • HSS, SLF
  • AS, MRF, MRB
  • IBCF/TrGW, BGCF, MGCF, MGW
• Les extensions SIP et le protocole DIAMETER spécifiques à l’IMS
• Les différentes types d’identités : Privées (IMPI), Publiques (IMPU), PSI
• Le profil abonné
  • Initial Filter Criteria (IFC)
• TP : Provisionning d’un profil abonné dans le HSS

Les scénarios d’appel dans l’IMS

• Enregistrement d’un abonné –  call flow – Roaming IMS
• Les différentes méthodes d’authentification
  • Digest
  • AKA
  • NASS Bundled Authentication
  • GPRS-IMS Bundled Authentication
• TP : Enregistrement d’un abonné IMS en Digest
• TP : Analyse de traces opérationnelles sous Wireshark
• Établissement et routage d’appel – call flows
• TP : Appel direct entre 2 abonnés IMS
• TP : Analyse de traces opérationnelles sous Wireshark
• Interconnexion avec le Legacy et les réseaux tiers VoIP,
  • ENUM
  • Trunk SIP (Profil SIP) – Réseau IP via IPX
  • Réseau PSTN
  • La portabilité

Mécanismes d’invocation des services IMS

• Invocation des services
  • En mode Originating
  • En mode Terminating
• Les serveurs d’applications
  • Ex: SIP Servlet
• TP : Invocation d’un serveur de téléphonie (TAS)
• TP : Analyse de traces opérationnelles sous Wireshark

IMS dans un contexte VoLTE

• Architecture VoLTE
• Etablissement d’appel et QoS (PCRF)
• Continuité de services – ICS (IMS Centralized Service) – SCC AS
  • Fonction T-ADS
  • Fonction SRVCC (Hand-over inter-systèmes, ATCF/ATGW)
• VoWifi
  • Architecture – Interfaces
  • Principes de fonctionnement – Handover VoWiFI/VoLTE

Les services dans l’IMS

• Telephony AS (TAS)
• joyn et Rich Communication Suite (RCS)
  • Les standards GSMA
  • Network Address Book (XDMS)
  • Le service de Presence
  • Partage de fichiers (Utilisation de MSRP)
• TP : Mise en oeuvre d’un service  de  présence
• TP : Service de Chat, échange  de fichiers/photos via le protocole MSRP
• TP : Analyse de traces opérationnelles sous Wireshark

La téléphonie sur IP : l’essentiel

Les réseaux fixes

• Présentation générale des différents équipements
• Les fonctions d’un réseau fixe (RTC + ADSL)
• Les services associés

Les réseaux mobiles

• Présentation générale des différents équipements
• Les fonctions d’un réseau mobile (du GSM à la 4G)
• Les services associés

Les réseaux d’entreprises

• Présentation générale des différents équipements
• Les fonctions d’un réseau d’entreprise
• Les services associés

Les concepts de base du NGN

• Principe de fonctionnement
• Vocabulaire (Box, GK, Proxy, …)
• Les intérêts de ces nouvelles architectures

La voix sur IP

• Les principes essentiels
• La notion de codecs

La signalisation de la voix sur IP

• Historique : H.323, MGCP
• Le protocole SIP

Le transport de la voix sur IP

• Impact sur la qualité vocale
• Les protocoles de transport

Les nouveaux réseaux d’accès IP

• La fibre optique (FTTH, FTTB,…)
• Le Wi-Fi
• 4G LTE

La nouvelle architecture tout IP : IMS

• Les enjeux
• Les principes de base
• Les nouveaux services

La convergence fixe-mobile

• Enjeux et objectifs
• Les architectures Femtocell
• La VoLTE

Architecte IMS : La convergence fixe-mobile des réseaux opérateurs

Evolution du Legacy vers l’IMS

• Evolution des architectures des réseaux mobiles
  • 3G, HSDPA/HSUPA
  • NGN R4
  • LTE/SAE
• Evolution des architectures fixes
  • NGN Class 4
  • NGN Class 5
• Pourquoi l’IMS ?
  • La convergence fixe-mobile

Standardisation de l’IMS

• 3GPP R5 / R6 / R7 / R8 / R9 / R10 / R12 / R13
• IETF
• Open Mobile Alliance
• ETSI TISPAN

Architecture de l’IMS

• Les éléments et leurs rôles :
  • P-CSCF, I-CSCF, E-CSCF et S-CSCF
  • HSS, SLF
  • AS, MRF, MRB
  • IBCF/TrGW, BGCF, MGCF, MGW
• Les protocoles
  • SIP et les extensions 3GPP
  • DIAMETER
  • ENUM

Les profils abonnés

• Identitées privées, publiques
• Les méthodes d’authentification
• Les profils de services
  • Initial Filter Criteria (IFC)
  • Public Service Identity

Les échanges dans l’IMS

• Enregistrement dans l’IMS, étude détaillée du call flow
• Établissement et routage d’appel, étude détaillée du call flow
• Invocation de services, étude détaillée du call flow
• Interconnexion avec d’autres réseaux
  • Réseau IP via IPX
  • Réseau PSTN
• Gestion de la qualité de service (fonction PCRF) – Impact sur le réseau SAE/EPC
• Établissement des appels d’urgence

AAA dans l’IMS

• Architecture de facturation
  • Facturation Offline (CCF)
  • Facturation Online (OCS)
• Sécurité dans l’IMS
  • AKA, IPsec, TLS
  • Generic Bootstrapping Architecture (GBA)

IMS dans un contexte VoLTE

• Architecture VoLTE
• Etablissement d’appel et QoS (PCRF)
• Hand-over inter-systèmes (SRVCC, ATCF/ATGW)

Les services dans l’IMS

• Telephony AS (TAS)
• Services entreprise : interconnexion IPBX, Centrex
• joyn et Rich Communcation Suite (RCS)
  • Les standards GSMA
  • Network Address Book (XDMS)
  • Le service de Presence
  • Partage de fichiers (Utilisation de MSRP)
• Telco 2.0 (Convergence de l’IMS et du WEB), WebRTC

SIP : Etude et mise en oeuvre

Contexte technologique – historique

• IETF, processus de standardisation
• Présentation et historique de SIP
• RFCs SIP
• Groupes de travail SIP
• Panorama du marché
• Cas d’usage de SIP (Réseau d’entreprise / iPBX, opérateurs / IMS / VoLTE, …)

Introduction à SIP

• Pile de protocole, DNS
• Terminologie
• Un exemple simple d’appel – signalisation et flux média
• Caractéristiques de SIP
• Structure du protocole SIP
• Requêtes et réponses SIP
• Composition des messages SIP

Adresses et URIs

• SIP URI, SIPS URI
• Tel URI (E.164)
• Format d’adresses et « name-addr»
• Utilisation des adresses en SIP

Niveau transaction, dialogue et session média

• Transaction
• Dialogue
• Appel direct : étude de cas
• Construction des messages SIP
• Utilisation des headers
• Session média et early media : RTP, SDP et MSRP
• DTMF, fax/IP (T.38)

Couches de transport et d’encodage

Fonction Registrar

• Rôle et localisation du Registrar
• Mécanisme d’enregistrement d’un terminal
• Gestion des enregistrements

Fonction Proxy, Redirect serveur et Back-to-Back

• Famille de Proxy
• Type de Proxy stateful / stateless
• Spirale et boucle
• Mécanisme de routage des messages
• Loose routing / Strict routing
• Opération de forking
• Serveur de redirection
• Serveur Back-to-Back

Sécurité et authentification

• Introduction
• Utilisation de IPsec
• Utilisation de TLS
• Mécanismes d’authentification
• S/MIME
• Faiblesses des mécanismes de sécurité en SIP

Extensions SIP

• Principes généraux
• Méthode INFO (RFC 6086)
• « Instant Messaging » (RFC 3428)
• Événements (RFC 6665)
• Méthode PUBLISH (RFC 3903)
• Timers de session (RFC 4028)
• Réponses provisionnelles acquittées
• Méthode UPDATE (RFC 3311)
• Méthode REFER (RFC 3515)
• Header « Replaces » (RFC 3891)
• Supervision de dialogue (RFC 4235)

NAT

• Différents types de NAT
• Problématique
• Solutions pour les flux SIP
• Solutions pour les flux RTP – STUN, TURN, ICE
• SBC / ALG

Interconnexion / SIP trunking

• Passerelles SIP/RTC
• Trunk SIP / profil SIP
• Présentation de SIP-I & SIP-T
• Sécurisation – SBC

Exemples de services – perspectives

• Transfert d’appel, call pickup
• Colored Ring Back Tone
• Présence
• Chat et SMS
• Muticanaux – Visio-conférence
• SIP & WebRTC

Travaux pratiques

• Mise en oeuvre de terminaux SIP, de serveurs Registrar et Proxy
• Mise en oeuvre des services Presence et Instant Messaging
• Analyse des flux de signalisation
• Étude de cas

Les réseaux mobiles : de la 2G à la 4G très haut débit

L’ouvrage  « Architecture des réseaux de mobiles » d’André Perez sera remis à chaque participant, en complément du support de cours.

Programme:

Les réseaux mobiles 2G – GSM

• L’architecture physique – les équipements du coeur de réseau NSS, du réseau d’accès BSS, le mobile
• L’architecture protocolaire
  • Les protocoles Access Stratum : RRM, BTSM, BSSMAP
  • Les protocoles Non Access Stratum : CM, MM
  • Les protocoles SS7 (ISUP, MAP, INAP)
• L’interface radioélectrique
• La gestion des communications
  • L’établissement du canal de contrôle, authentification et chiffrement, localisation
  • L’établissement de l’appel entrant et sortant
  • Le handover

Les réseaux mobiles 2,5G – GPRS

• L’architecture physique
  • L’évolution du réseau d’accès BSS
  • Les entités du coeur de réseau GSS
  • Les types de mobiles
  • Passerelle WAP, les services MMS, e-mail
• L’architecture protocolaire
  • Les protocoles Access Stratum : RLC, MAC, RRC, BSSGP
  • Les protocoles Non Access Stratum : SNDCP, LLC, SM, GMM, GTP
• L’interface radioélectrique
• La gestion des communications
  • La procédure d’attachement – PDP Context
  • Le transfert des données – le handover
• L’évolution EDGE

Les réseaux mobiles 3G – UMTS

• L’architecture physique
  • Les équipements du réseau d’accès UTRAN
  • Les mobiles
  • La TV mobile
  • Les femtocells
• Les nouvelles fonctionnalités
  • Le mode d’accès CDMA
  • Le soft handover et le softer handover
• L’architecture protocolaire
  • Les protocoles Non Access Stratum (RRC, NBAP, RANAP, RNSAP)
  • La couche de transport ATM
  • L’évolution vers un transport IP
• L’interface radioélectrique
• La gestion des communications
  • Mise sous-tension – l’inscription
  • Le traitement d’un appel CS et d’un appel PS
  • La mobilité en mode CS (PS idle et PS connected)
  • Le soft handover
  • La relocalisation intra et inter MSC
  • La mobilité inter SGSN, la mobilité inter système
  • Le mode compressé

Les réseaux mobiles 3G+ – HSPA

• Les évolutions HSDPA, HSUPA, HSPA+

Le réseau NGN

• L’architecture physique : MSC Server, MGW, SGW
• L’architecture protocolaire
  • Le transport de la signalisation SS7
  • Le transport de la voix
  • Le contrôle des passerelles : le protocole H.248
  • La signalisation entre les MSC Servers : BICC, IPBCP, BCTP
• La gestion des communications
  • L’établissement des communications : les appels entrants et sortants
  • Le handover : intra MSC et inter MSC

Les réseaux mobiles 4G EPS

• L’architecture physique : l’accès eUTRAN/LTE – les équipements du coeur de réseau EPC, la fonction PCC
• L’architecture protocolaire
• L’interface radioélectrique
• La gestion des communications :
  • L’attachement (connexion RRC), l’enregistrement, localisation, établissement d’une session
  • Les handovers intra eUTRAN et inter systèmes

L’architecture IMS

• Les fonctions coeur : CSCFs, HSS/SLF, AS, MRF
• Les fonctions d’interfonctionnement BGCF, MGCF, SGW, MGW
• La taxation hors connexion CCF, la taxation en ligne OCS
• Identités privée et publique, le profile de service, PSI

Les échanges dans l’IMS

• L’enregistrement dans l’IMS – call flow
• L’établissement d’une session et le routage d’appel – call flow
• L’invocation de services – call flow

VoLTE / VoWIFI

• La continuité de services sur appels entrants
  • architecture ICS
  • la fonction TADS
  • principes de fonctionnement et exemples
• Le handover inter-systèmes
  • fonction SR-VCC : principes
  • Exemple dans le cas de la perte de la couverture 4G et repliement en 3G

Compléments de services

• la problématique des appels d’urgence
• présentation des services SMS MMS

 

Panorama des télécommunications : réseaux et services

Introduction

• Que sont les télécommunications ?
• Identifier les différents types de réseaux
• Réseaux connectés ou non connectés

Les réseaux d’opérateurs

• Le réseau de transmission
• Le réseau téléphonique commuté fixe (RTC)
• Les réseaux mobiles
• Les réseaux de données
  • Principes, historique, LAN et WAN
  • Ethernet, IP, QoS
• Les réseaux d’accès fixes haut débit
  • ADSL, SHDLS, VDSL
  • FTTH et accès fibre optique
• Présentation du protocole IP
• Réseaux d’agrégation ou de collecte
• Le cœur de réseau

Les réseaux d’entreprises

• de téléphonie (PBX, centres d’appels)
• de données (LAN)

Internet

• Gouvernance de l’Internet
• La gestion des adresses IP publiques
• L’architecture technique
• Classification des opérateurs – réseaux de transit
• Les différents modèles d’interconnexion entre opérateurs
• La neutralité de l’Internet

Convergence et intégration des réseaux et services

• Introduction
• La voix sur IP
• Solutions d’entreprise
  • ToIP : IPBX, Centrex, centres de contacts multicanaux
• Le « Triple Play » et le « Quadruple Play »
  • L’Internet : le web, le service d’emails,…
  • VoIP et les services téléphoniques
    • IMS – une plate-forme de services convergente
  • Télévision sur ADSL (IPTV)
• Les réseaux mobiles de nouvelle génération 4G/5G
  • Convergence Fixe-Mobile – femtocells
  • VoLTE, VoWifi
• Le Cloud Computing – SDN – NFV
• La convergence avec l’Internet
  • Services multimédia
  • Telco 2.0
  • Démonstration : exemple d’un service convergent web

WebRTC

7 janvier 2014

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NEXCOM Systems dispose d’une expertise forte sur des technologies permettant de réaliser un rapprochement entre deux mondes distincts : le monde du Web et le monde des télécommunications. Cette expertise s’exprime notamment au travers de WebRTC (Web for Real-Time Communications). Se reposant sur l’utilisation de technologies et langages éprouvés, dont notamment WebSocket, HTML5 et JavaScript, WebRTC devient progressivement la solution de facto pour des communications temps-réel depuis un navigateur Web. De nombreux cas d’usage potentiels peuvent être envisagés :

Communications directes bidirectionnelles

Les communications bidirectionnelles en direct (peer-to-peer) entre participants représentent l’usage classique le plus simple de WebRTC. Les flux temps-réel, qu’ils soient conversationnels (audio/vidéo) ou axés sur le transfert de données, sont transmis directement entre les utilisateurs.

Exemples : jeu d’échec en ligne, échanges Machine-to-Machine (M2M), …

Communications multipartites (MCU)

Certains usages de WebRTC nécessitent la mise en place d’une infrastructure dédiée (serveurs), notamment dans le cadre de communications multipartites (conférences, par exemple). La mise en place de MCU (Multipoint Control Unit) est alors nécessaire afin de limiter l’impact sur les réseaux sous-jacents.

Exemples : ponts de conférences Web (de type WebEx), plateformes collaboratives, e-learning, …

Streaming audio/vidéo

En poussant le cas d’usage précédent à l’extrême, WebRTC ouvre également la possibilité de faire de la diffusion (streaming) audio/vidéo, en direct ou différé. L’utilisation d’un serveur de diffusion WebRTC est également nécessaire afin de redistribuer efficacement les flux, qui restent toutefois strictement unidirectionnels dans ce cas précis.

Exemples : diffusion en temps-réel de vidéos, Web Radios et Web TV sans plugin particulier, …

Interconnexion avec les réseaux legacy (SIP/IMS)

Si elle ne fait pas partie des objectifs premiers de WebRTC, l’interconnexion avec les réseaux de télécommunications existants demeure néanmoins possible. Le terminal WebRTC se connecte alors à un service dédié, constitué d’une passerelle s’occupant d’acheminer les appels vers les correspondants. Ce cas d’usage s’applique essentiellement aux communications audio/vidéo.

Exemples : mise en relation commerciale depuis un site Web, assistance à distance, annuaire en ligne, …

 

Notre offre
Formation, transfert de compétences et accompagnement dans le démarrage de vos projets.
Réalisation de Proof of Concept (PoC) dans le cadre de vos projets et expérimentations WebRTC.
Industrialisation et mise en œuvre de solutions WebRTC opérationnelles.

 

Nos Compétences
Protocoles	Réseaux	UDP, TCP, SCTP, TLS, DTLS Traversée des NAT / Firewall avec les mécanismes STUN, TURN et ICE
	Télécom	SIP/SDP, RTP/SRTP, RTSP, RTMP, MSRP
	Web	HTTP, WebSocket HTML5, JavaScript Framework WebRTC (RTCPeerConnection, RTCDataChannel, MediaStream)

 

Quelques références opérationnelles :

• Etude de faisabilité, spécification, conception et intégration d’une passerelle WebRTC pour un service multimédia de streaming vidéo – Partenaire du projet collaboratif Zewall (www.zewall.eu).
• Aide à maîtrise d’œuvre d’une solution industrielle de partage et de diffusion (streaming) vidéo, en direct ou en différé depuis des terminaux mobiles.
• Réalisation d’une solution métier mettant en relation de techniciens sur le terrain avec une assistance à distance pouvant impliquer une ou plusieurs personnes, par exemple dans le cadre de diagnostics.

 

NEXCOM Systems peut vous accompagner dans la réalisation de vos projets WebRTC. Si vous voulez évaluer la technologie WebRTC en un clic  et son inter-opérabilité avec un système téléphonique classique, rien de plus simple:  contacter nous en utilisant  notre démonstrateur WebRTC pour avoir de plus amples informations !

Formation LTE ImaginLab

6 décembre 2011

Le pôle de compétitivité Images & Réseaux organise des formations sur des thématiques au coeur des enjeux de demain. Dans ce cadre, NEXCOM Systems a animé la formation « LTE et plateformes de services » le 16 Novembre 2011 à Brest. Le programme était le suivant:

Les réseaux fixes

• Réseau d’accès ADSL: Box, DSLAM, BAS
• Réseau d’accès FTTH: OLT, ONU/ONT
• Réseau d’agrégation Ethernet
• Coeur de réseau MPLS-VPN

Les réseaux mobiles

• 2G: GSM/GPRS
• 3G: UMTS, HSPA, Femtocell
• NGN R4
• 4G: LTE/SAE

La convergence des architectures de réseaux

• Le pourquoi de l’IMS
• Les enjeux
• Exemples de convergence chez les opérateurs

L’architecture IMS

• Les équipements et les fonctions: CSCFs, HSS, MRF, AS
• Les données utilisateurs: Identités, Profil
• Exemple de scénario d’appel (vue fonctionnelle): call-flow VoLTE (IMS+LTE/SAE)
• Interaction entre le réseau LTE/SAE et IMS: la fonction PCC et le contrôle du Bearer
• Les interconnexions avec les réseaux existants (IP, RTC)
• Acteurs et solutions constructeurs

L’architecture de services – illustration de services

• Les services téléphoniques dans l’IMS (TAS)
• La suite de services RCS (IM, presence …)
• Telco 2.0: la convergence Telco/Web 2.0 – exemples de services
• Les environnements  de développement d’applications
• Exemples & démonstrations de services convergents (notification d’appel sur TV, …)

 

Expertise

21 septembre 2011