Rappel sur les architectures des réseaux, les fonctions des entités et les protocoles mis en jeu

• L’architecture des réseaux mobiles :
  • GSM : BTS, BSC, TCU, MSC, GMSC
  • GPRS : PCU, SGSN, GGSN
  • UMTS (évolution par rapport à la 2G) : Node B, RNC
  • EPS (évolution par rapport à la 3G et 4G CUPS) : eNB, MME, SGW, PGW, PCRF
  • 5GS (évolution par rapport à la 4G) : gNB, AMF, SMF, UPF, PCF, NSSF
  • Les bases de données HLR/AUC, HSS, UDM/UDR, EIR
• L’architecture protocolaire (plan de trafic et plan de contrôle) :
  • sur le réseau GSM/GPRS : NAS, RR, BSSAP, ISUP, MAP, GTPv1-C, BTSM
  • sur le réseau UMTS : NAS, RRC, RANAP, RNSAP
  • sur le réseau EPS : NAS, RRC, S1-AP, X2-AP, GTPv2-C
  • sur le réseau 5GS : NAS, RRC, PFCP, SBI, GTP-v2-C

Les procédures et la sécurité

• Évolution des mécanismes de sécurité du réseau 2G au réseau 5G (l’architecture SBA)
• Les algorithmes de chiffrement et d’intégrité (Kasumi, GEA, Milenage, Snow3G)
• L’attachement:
  • Identification et authentification (De l’IMSI au SUCI)
  • Les algorithmes COMP128, AKA, EAP
• Le chiffrement du plan de trafic et de contrôle
  • pour l’établissement de session : Les Algorithmes GEA, UEA, AES, EEA
  • pour la procédure d’appel sur les réseaux 2G/3G (Les algorithmes A5/1, A5/2, A5/3)
• L’intégrité du plan de contrôle
  • La mise en sécurité NAS : les algorithmes UIA, EIA

Les aspects sécuritaires dans l’architecture IMS

• Rappel sur l’architecture IMS
• Mise en œuvre de la procédure d’authentification du mobile
• L’établissement du tunnel IPSec entre le mobile et l’architecture IMS (SBC/P-CSCF)

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 (SBA), les interfaces SBI
• Les entités (gNB, AMF, SMF, AUSF, NSSF, UDM, UDR, PCF, UPF, NRF, UDR, NEF)
• 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’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

• Le protocole RRC
• La couche de liaison de données : SDAP, PDCP, RLC, MAC
• Les canaux physiques : PBCH, PDCCH, PSDSH, PUCCH, PUSCH, PRACH
• Les signaux physiques PSS, SSS, DMRS, CSI-RS, PTRS
• 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, la 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
• Les procédures de la couche physique : l’accès initial, l’ordonnancement, le mécanisme de retransmission HARQ, le contrôle de puissance, la gestion des faisceaux

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

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

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