Présentation générale

• Les fonctionnalités de la 5G en regard des fonctionnalités 4G: eMBB, URLCC, mMTC
• Les objectifs et les attentes
• Les phases de la normalisation
• L’architecture générale, les tranches de réseau (Network Slicing), la comparaison 4G / 5G
• Les options de déploiement et le choix des différentes architectures: SA/NSA, Non Standalone LTE assisted, Non Standalone NR assisted, positionnement de la 5G en complémentarité de la 4G, Dual Connectivity en mode 3, 3A et 3X
• L’interface radioélectrique, la comparaison 4G / 5G

L’architecture fonctionnelle de la 5G

• L’architecture basée sur les points de référence, l’architecture basée sur le service
• Les entités (gNB, AMF, SMF, AUSF, NSSF, UDM, UDR, PCF, UPF, NRF)
• Les interfaces N1 à N18, N22, N27, N31
• Les interfaces Xn et NG
• Network slicing, Identification et sélection du slice réseau (NSSA, S-NSSAI)
• L’intégration multi-RAT hétérogène
• L’interfonctionnement 4G / 5G
• C-RAN et déploiement des MEC (Fog Computing)
• Roaming Home Routed, Local Breakout, roaming network slicing
• L’interfonctionnement 4G / 5G
• L’architecture de sécurité
• La qualité de service
• SMS over NAS 5GC

Les procédures

• L’attachement et la localisation
• La sélection et association d’une instance de Network Slide
• L’établissement de la session PDU
• Les différents types de handover

L’interface radioélectrique 5G

• La couche de liaison de données : SDAP, PDCP, RLC, MAC
• Les canaux physiques : PBCH, PDCCH, PSDSH, PUCCH, PUSCH, PRACH
• Le partage des fonctions – les interfaces F1 et eCPRI
• Le plan de fréquence : sub 6GHz, mmWave
• Les modes duplex : FDD, TDD, Flexible Duplex, Full Duplex
• Le multiplexage temporel : la structure de la trame
• Le multiplexage fréquentiel : l’espacement entre les sous-porteuses, numérologie
• Les nouveaux schémas de codage (LDPV et Polar Code)
• Les formes d’onde : GFDM, UFMC, FBMC, f-OFDM
• La transmission massive MIMO et 3D-MIMO (Beam Management, Beam Control, TRP)
• L’accès multiple : OFDMA, SC-FDMA, NOMA

Introduction et historique des télécommunications optique sans fil

Les principes de fonctionnement

• Rappel d’électromagnétisme
• Liaison optique (absorption, diffusion, aérosols, …)
• Vue directe (Pe, Sr , Div, FOV, Aff Geo, …)
• Par réflexion (spéculaire, diffuse)

L’état de l’art de la communication optique sans fil

• Dans l’espace, dans l’eau
• A l’extérieur (Free Space Optics – FSO, …)
• Dans la maison/bâtiment

Panorama des standards en présence

• IrDA, VLCC
• IEEE 802.15.7, IEEE 802.11

Ecosystème et solutions associées

• Géolocalisation
• Broadcast
• Communications full-duplex

Mise en oeuvre

• La législation du spectre (ANFR, ETSI, IUT-R, …)
• Les normes d’éclairement (IEC-62471, …)
• La sécurité (EN 60825, …)
• Caractéristiques techniques de mise en œuvre
• Cas d’usages – success stories – résultats obtenus

Présentation de logiciels de simulation (fournis gratuitement)

• FSO Prediction (exemple simulation Outdoor)
• QOFI (exemple simulation Indoor)

Démonstrations

Introduction

• Les objectifs de la LTE Advanced
• Aperçu des principales évolutions
• Les catégories de mobiles : les débits

L’agrégation de bandes radioélectriques

• La notion de Component Carrier (CC) primaire et secondaire, le Cross Scheduling
• Les scénarios de déploiement : l’agrégation intra-bande et inter-bande
• L’acquittement sur le sens montant : l’évolution du canal PUCCH
• Le plan utilisateur : la structure de la couche liaison de données

Le système d’antenne

• Le multiplexage spatial pour le sens montant et le sens descendant
• Le mappage des mots de code sur les couches physiques
• Le mode de transmission pour le sens descendant TM9 : le format DCI 2C
• Le signal de référence : DM-RS, CSI-RS pour le mode TM9
• Le mode de transmission pour le sens montant TM2 : le format DCI 4

Le relayage

• Concepts et architecture

Les réseaux hétérogènes

• Rappel sur les types de nœuds radioélectriques
• Le mécanisme de gestion des interférences eICIC
• Cas des interférences entre les cellules macro, femto et pico

La transmission multipoint coordonnée

• La transmission multipoint coordonnée pour le sens descendant : concepts et performances
• La transmission multipoint coordonnée pour le sens montant : concepts et performances

Introduction aux réseaux de mobiles 2G / 3G / 4G

• Les services, les débits, les architectures
• Les différentes releases de la 4G

L’architecture du réseau de mobiles 4G

• Les entités : eNodeB, MME, SGW, PGW
• Les protocoles de signalisation : NAS (EMM et ESM), RRC, S1-AP, GTP-C, X2-AP
• Le tunnel IP : le protocole GTP-U
• Les bearers, la qualité de service
• Les architectures de roaming : home routed & local breakout
• Le handover inter-système PS-PS
• La fonction CS Fallback
• La fonction SRVCC
• Les HomeCell et Router LTE

Les procédures

• La procédure d’attachement
• La mise à jour de la localisation
• L’établissement d’une session
• Les procédures de handover intra-système : le handover basé sur l’interface X2, le handover basé sur l’interface S1

Les caractéristiques de l’interface radio

• Le multiplexage spatial : MIMO, diversité en émission
• Les modes de transmission
• Le multiplexage fréquentiel : la technique OFDM
• La gestion des interférences : le mécanisme ICIC
• Le multiplexage temporel
• L’accès multiple : OFDMA, SCFDMA

Les évolutions de la LTE Advanced

• L’agrégation des canaux radios
• L’évolution des modes de transmission
• La transmission coordonnée : la fonction CoMP
• Les réseaux hétérogènes
• Les nœuds de relayage
• Le traitement des interférences dans un environnement hétérogène : le mécanisme eICIC

Comparaison des réseaux de mobiles 2G / 3G / 4G

• Les services, les débits, les architectures

Les entités du réseau de mobiles 4G

• L’organisation du réseau d’accès radio
• Les fonctions de l’eNodeB
• Les fonctions du MME
• Les fonctions du SGW
• Les fonctions du PGW
• L’architecture PCC : les entités PCRF et PCEF

L’architecture du réseau de mobiles 4G

• Cas des accès avec et sans roaming
• Les interfaces Uu, S1-MME, S1-U, S5/S8, S10, S11, X2
• Les bearers, la qualité de service
• Les HomeCell et Router LTE

Les protocoles de signalisation

• La signalisation NAS (EMM et ESM)
• La signalisation RRC
• La signalisation S1-AP
• La signalisation GTP-C
• La signalisation X2-AP

La gestion des communications

• La procédure d’attachement
• La mise à jour de la localisation
• L’établissement d’une session
• Les procédures de handover
• Le handover intra eUTRAN basé sur l’interface X2
• Le handover intra eUTRAN basé sur l’interface S1

Le handover inter-systèmes en mode PS

• Rappel sur l’architecture des réseaux 2G / 3G en mode PS
• Les interfaces S3, S4, S12
• Les procédures de handover

Le mécanisme CSFB

• Rappel sur l’architecture des réseaux 2G / 3G en mode CS
• L’interface SGs
• La procédure d’appel

L’architecture MBMS

• Les zones MBMS
• L’architecture MBMS : BM-SC, MBMS-GW, MCE
• Les protocoles : M1-AP, M2-AP, M3-AP
• La synchronisation
• L’établissement de la session
• Le comptage
• L’architecture GBA
• L’architecture de sécurité
• L’interface Ua

Le handover inter-système en mode CS

• Rappel sur l’architecture IMS
• Le mécanisme SRVCC
• Les procédures de handover

L’accès radio non-3GPP

• La connexion simultanée : MAPCOM, IFOM, NSWO
• L’accès non-3GPP non contrôlé : l’architecture, l’attachement
• L’accès non-3GPP contrôlé : l’architecture

Comparaison des réseaux de mobiles 2G / 3G / 4G

• Les services, les débits, les architectures

Les entités du réseau de mobiles 4G

• L’organisation du réseau d’accès radio
• Les fonctions de l’eNodeB
• Les fonctions du MME
• Les fonctions du SGW
• Les fonctions du PGW

L’architecture du réseau de mobiles 4G

• Cas des accès avec et sans roaming
• Les interfaces Uu, S1-MME, S1-U, S5/S8, S10, S11, X2, S3, S4, S12
• Les bearers, les paramètres de QoS (QCI, AMBR, GBR, ARP, Préemption)
• Les HomeCell et Router LTE

Les protocoles de signalisation

• La signalisation NAS (EMM et ESM)
• La signalisation RRC
• La signalisation S1-AP
• La signalisation GTP-C
• La signalisation X2-AP

La gestion des communications

• La procédure d’attachement (authentification, localisation, GUTI, défault bearer)
• La mise à jour de la localisation
• L’établissement d’une session
• Les procédures de handover
  • Le handover intra eUTRAN basé sur l’interface X2
  • Le handover intra eUTRAN basé sur l’interface S1
  • Le hanover inter-system

Le mécanisme CSFB

• Rappel sur l’architecture des réseaux 2G / 3G en mode CS
• L’interface SGs
• La procédure d’appel – la transmission des SMS

L’interface radioélectrique

• La couche physique
  • Le système d’antennes (MISO, MIMO)
  • le multiplexage fréquentiel (OFDM, OFDMA, SC-FDMA)
  • le multiplexage temporel : préfixe cyclique, notion de RE, REG, RB
• Les canaux et les signaux physiques
  • les signaux physiques : PSS, SSS, Cell-specific RS, UE-specific RS, SFNBMS RS, Positionning RS, DRS, SRS
  • les canaux de contrôle physique : PDCCH, PHICH, PCFICH, PUCCH (rapports de CQI, PMI, RI)
  • les canaux physiques de trafic et de contrôle : PDSCH, PUSCH
  • la voie balise : PBCH, Master Information Blocks (MIB) et System Information Blocks (SIBs)
• La procédure Random Access
  • Connexion au réseau)
  • Le canal physique d’accès aléatoire (PRACH)
• La couche de liaison de données
  • les fonctions de la sous-couche PDCP
  • les fonctions de la sous-couche RLC (mécanisme ARQ)
  • les fonctions de la sous-couche MAC
• Les procédures
  • l’accès aléatoire
  • le transfert de données (l’ordonnancement, le mécanisme HARQ)

La description du réseau

• Le réseau Internet
• Le réseau d’accès
• La boucle locale
• Le dégroupage – la salle de dégroupage
• La desserte interne
• Le service téléphonique
• La vidéo diffusée
• La vidéo à la demande

Les technologies ADSL et SHDSL

• L’architecture ADSL
  • La baie outdoor
  • Le DSLAM
  • La Box
• La transmission ADSL
• Les différents signaux ADSL
• La trame ADSL
• Le débit de transmission
• La diaphonie
• La synchronisation
• SHDSL: Architecture et signal

Les technologies VDSL et G.fast

• Les plans de fréquence : 8MHz, 12 MHz, 17 MHz, 30 MHz
• Les différents profils : les débits, le pas entre porteuses, la puissance d’émission
• Les principales caractéristiques : la protection contre le bruit impulsif, la couche de convergence PTM-TC, la gestion de l’interface, l’amélioration du retard, le diagnostic de la boucle
• Les différents scénarios de déploiement

La description des flux

• La mise sous tension
• La synchronisation ADSL
• Le protocole PPP
• Le protocole PPPoE
• La configuration DHCP
• Les codecs voix et vidéo
• Le protocole RTP
• Le protocole SIP
• Le protocole IGMP
• Le protocole RTSP

Introduction aux réseaux d’accès optique

• Les topologies FTTx
• Les technologies PON, P2P

Architecture du réseau LTE

• Le pourquoi du LTE
• Les standards 3GPP
• L’architecture du réseau LTE et les fonctions de chaque entité
• Les interfaces et les protocoles associés

Les services fournis par le réseau LTE

• Le service data
• Le service voix
• Les services IMS

Les opérations LTE en DL et UL

• Les principes et OFDMA
• La transmission OFDMA en DL
• Cyclic Prefix (ISI)
• La transmission SC-FDMA en UL
• La pile protocolaire LTE: RRC, PDCP, RLC, MAC et PHY
• La chaîne de transmission : Encoding, Interleaving, modulation
• L’adaptation du lien radio : CQI, MCS
• ACK/ NACK et le power control
• La structure de la trame : LTE Resource block, Resource Element, Resources Element Group,…

Interface Air et les protocoles associés

• L’allocation des ressources LTE
• Les canaux LTE (Logiques, Transports et Physiques)
• Schedulers UL/DL
• HARQ et ARQ
• Les rapports de mesures en Uplink (CQI, PMI, RI)

Acquisition System

• UE Power-up
• La synchronisation (PSS, SSS, BCH, Cell ID)
• Les Master Information Block (MIB) et System Information Blocks (SIBs)
• La procédure Random access

Connexion au réseau

• La sélection du MME, S-GW et P-GW
• Authentification et l’allocation d’adresse IP
• L’établissement du default bearer

L’établissement du service et les paramètres de QoS

• Les paramètres de QoS (QCI, AMBR, GBR, ARP,…)
• Le rôle du PCRF dans la gestion de la QoS
• EPS Bearers (Default VS Dedicated)
• SDFs et les TFTs

La mobilité

• Les scénarios de la mobilité définis par 3GPP
• Etats RRC (RRC Idle / RRC Connected)
• X2 / S1 Handover
• Inter MME Hand over
• Inter Radio Technologies Hand over
• CSFB / SRVCC
• Idle Mode et la procédure du paging

Réseaux 3G et leurs évolutions

• Qu’est-ce que la 3G ?
  • 2G vs 3G
  • Standard 3GPP
  • Performances
• Les évolutions R4/R5/R6/R7/R8
• Architecture UTRAN
  • Rôle du RNC
  • Rôle du NodeB
• Protocoles dans l’UTRAN
  • Les protocoles Réseaux : NBAP, RANAP, RNSAP
  • Le protocole Radio : RRC

L’évolution HSDPA

• Le canal de transport HS-DSCH
  • Qu’est-ce qu’un canal partagé ?
  • Rôle du canal
  • Structure du canal
• Les canaux physiques HS-PDSCH
  • Caractéristiques physiques
  • Différences avec les canaux physiques R99
• Le canal Physique HS-SCCH
  • Description des algorithmes de scheduling
  • Description du canal
• Le canal physique HS-DPCCH
  • Qu’est ce que le QCI ?
  • Description du canal
• Les modulations QPSK/16QAM/64QAM
• Le mécanisme HARQ, la redondance incrémentale
  • Retransmission des paquets
  • Paramètres R,V
• La couche MAC
  • Fonctions de la couche MAC
  • Implémentation dans les équipements
  • Les MAC-d flows

L’évolution HSUPA

• Le canal de transport EDCH
  • Différence entre DCH et EDCH
• Les canaux physiques de trafic et signalisation
  • Description du canal EDPDCH
  • Description du canal EDPCCH
  • Description du canal HICH et acknowledgement
• Les canaux physiques de Scheduling
  • Absolute Grant channel
  • Relative Grant channel
• Principes de scheduling
  • Les différents types de scheduler
• Le mécanisme HARQ, la redondance incrémentale
• La couche MAC, l’ordonnancement des données
  • Description du MAC-E
  • Description du MAC-ES

Les évolutions HSPA+ et DC-HSPA+

• Le système d’antenne
• l’introduction du MIMO 2×2
• La modulation : l’introduction du 64-QAM pour le sens descendant et du 16-QAM pour le sens montant
• Les modifications apportées sur le canal HS-SCCH
• Les modifications apportées sur le canal HS-DPCCH
• L’en-tête MAC-ehs
• Les en-têtes MAC-i et MAC-is
• L’évolution de la couche RLC
• Les fonctions CPC, DTX, HS-SCCH-less, DC-HSPA+, Enhanced CELL_FACH

L’architecture générale

• Les technologies
• Les modes de fonctionnement
• Les débits de transmission de données
• Les réseaux 2G / 3G / 4G et IMS
• La fonction PCC, la taxation, les bases de données HSS, EIR

L’architecture détaillée

• L’architecture du réseau GSM : BTS, BSC, TCU, MSC
• L’architecture du réseau GPRS : PCU, SGSN, GGSN
• L’architecture du réseau UMTS : Node B, RNC
• L’architecture du réseau EPS : eNB, MME, SGW, PGW

L’architecture protocolaire

• Le plan de trafic et le plan de contrôle du réseau GSM : NAS, RR, BSSAP, ISUP, MAP
• Le plan de trafic et le plan de contrôle du réseau GPRS : NAS, GTPv1-C, BTSM
• Le plan de trafic et le plan de contrôle du réseau UMTS : NAS, RRC, RANAP, RNSAP
• Le plan de trafic et le plan de contrôle du réseau EPS : NAS, RRC, S1-AP, X2-AP, GTPv2-C

Les procédures

• La connexion
• L’attachement
• La mise à jour de la localisation
• L’établissement de session
• Le handover

L’interface radioélectrique

• Le système d’antenne
• Les plans de fréquence
• L’accès multiple
• L’interférence inter-cellule
• Les caractéristiques radioélectriques : modulation, codage, accès multiple

Panorama des standards

• La technologie IEEE 802.11 : W-iFi
• La technologie IEEE 802.15 : Bluetooth, UWB, ZigBee
• La technologie IEEE 802.16 : WiMax

Les caractéristiques générales

• L’architecture du réseau : le mode ad’hoc, le mode infrastructure (SSID)
• L’architecture protocolaire : la couche physique et la couche MAC

La couche physique

• La structure : les sous-couches PMD et PLCP
• Les plans de fréquence : les bandes ISM et U-NII
• Les débits
• 802.11 : le système DSSS
• 802.11b : le système HR/DSSS
• 802.11a : le système OFDM
• 802.11g : le système ERP
• 802.11n : le système HT
• 802.11ac : le système VHT

La couche MAC

• Les services de la couche MAC : la fonction DCF, la procédure de transfert, le scanning, l’authentification, l’association
• La structure des trames : les trames de données, de gestion et de contrôle

La sécurité

• Rappel sur le WEP
• WPA / WPA2 (802.11i)
• L’authentification basée sur le mécanisme 802.1x
• La dérivation et l’échange de clés
• Les protocoles TKIP et CCMP

La qualité de service

• Les paramètres de la QoS
• Les évolutions de la couche MAC (802.11e)
• La gestion des priorités : la fonction EDCA

L’interfonctionnement avec les réseaux tiers

• Les fonctions du Hot Spot 2.0
• La découverte et la sélection des réseaux : les évolutions de la couche MAC (802.11u)

Les réseaux maillés

• Architecture des réseaux maillés
• Protocoles de routage dans les réseaux maillés : proactifs (OLSR, DSDV) et réactifs (AODV, DSR)

Travaux pratiques

• Analyse de traces

Introduction aux réseaux d’accès

• Les technologies xDSL: ADSL, SHDSL
• Les réseaux câblés HFC
• Les réseaux radio WiMax et mobiles LTE et HSPA

Introduction au FTTx

• Les différentes topologies FTTH: FTTLA, FTTN, FTTC, FTTB, FTTH
• Les différentes topologies FTTH : P2P, AON, PON
• Les technologies PON : GPON, EPON
• Le transport de la voix et de la vidéo
• La technologie P2P
• Les évolutions NG PON vers le débit à 10 Gbit/s

L’ingénierie du réseau

• La couche infrastructure NRO, SRO, PM, fourreaux, chambres
• La couche optique passive : les points de flexibilité, le câble optique, la fibre optique, le coupleur optique, le câblage d’immeuble
• La couche réseau : l’architecture du réseau, les principes de fonctionnement, les composants optiques

GPON – La couche de convergence

• La structuration en couches
• Les mécanismes de multiplexage
• Le protocole GEM
• Le protocole TC
• La correction d’erreur

GPON – Les fonctions de gestion

• Les alarmes
• Les messages PLOAM, l’activation de l’ONU
• Le protocole OMCI, les entités gérées