Architecture Telecom 2G GSM/GPRS & 3G UMTS

Les utilisateurs souhaitent accéder à des services dont à l'Internet en tout lieu. Pour répondre à ces besoins les opérateurs mettent en place des infrastructures réseaux.

Acronymes et glossaires réseaux telecom et datacom :

GSM : Global System for Mobiles à 900MHz
GPRS: General Packet Radio Service (GSM) « GMRS » . Debit 115 Kbps pour surf web basic. La transmission de données par radio utilisise la commutation de paquets.
UMTS: Universal Mobile Telecommunications System à 1,9 Ghz. Le protocole de transfert des données est par Paquets comme sur les réseaux datacom.
HSDPA: High Speed Downlink Packet Access pour 3,5G (débits de téléchargement allant jusqu’à 1,8 et même 3,6 Mbps).
HSUPA: High Speed Uplink Packet Access (complément àHSDPA permettra d’augmenter les débits pour l’envoi de données).
BSC: Base Station Controler (défini les fréquences des Gsm)
RNC :Radio Network Controller
BTS : Base Transceiver Station
EDGE : Enhanced Data rate for GSM Evolution.2,75G débit descendant idem UMTS - EDGE : Modulation PSK
UMTS: Universal Mobile Telecommunications System. 3G
SGSN : Serving GPRS Support Node
BSC : Base Station Controller
GGSN : Gateway GPRS Support Node - passerelle d interconnexion entre le réseau paquet mobile (GPRS ou UMTS) et les reseaux IP datacom
MSC : Mobile Switch Center
MSC : Mobile service Switching Center
PS : Packet Switch
CS :Circuit Switch
RAN: Radio Access Network
GERAN : GSM/Edge Radio Access Network
UTRAN : Universal Terrestrial RAN
PABX : Private Automatic Branch eXchange
SS7 :  Signalisation Semaphore n°7 (ISDN E1)
BRI : Base Rate Interface (ISDN 2B+1D)
PRI : Primary Rate Interface ( E1)
DSS1: Digital Subscriber Signaling 1 (dans canal D )
QSIG : Q ref point Signaling
POTS : Plain Old Telephone Service (analogique)
VoIP : Voice Over IP
CS : Circuit Switch
PS : Packet Switch
GMSC : Gateway Services Switching Center (pour UMTS)
TFTS : Terrestrial Flight Telephone System
IMS : IP Multimedia Subsystem: Architecture standardisée Next Generation Networking (NGN) pour les telecoms

Les méthode d'accès en Radiocom: Le but est permettre à de nombreux utilisateurs de se partager la même porteuse RF.
FDMA : Frequency Division Multiple Access - Accès multiple par répartition en fréquence
TDMA : Time Division Multiple Access - Accès Multiple par répartition en temps.
CDMA Code Division Multiple Access - Accès multiple par répartition par code. Chaque utilisateur a un code propre.
WCDMA : Wideband-Code Division Multiple Access.


La transmission de la communication sur chaque lien E1 est en full duplex. Il y a une fréquence par sens.

HLR: Home Location Register  (Base de données de l’opérateur sur ses usagés) dont la localisation de la zone de MSC (Mobile Switching Center) en fonction du temps  - Champs de la base de données: international mobile subscriber identity IMSI,

VLR: Visitor Location Register  (Base de données liée à MSC) donne la position de la cellule du GSM.

Dans le cas d’un mouvement du GSM d'une cellule à l'autre, les 2 Base de données sont modifiées. Le Roaming est la fonction qui permet aux utilisateurs de passer de façon transparente d'un point d'accès à un autre.
En 2G, chaque téléphone portable est connecté une seule cellule. En cas de déplacement il y a basculement d’une cellule à l’autre. En 3G, un téléphone portable est connecté à trois cellules en même temps.

Le routage de chaque paquet est indépendant. Pendant la phase de connexion d'un GSM dans un réseau, il y a de nombreuses informations de signalisation qui sont échangées. Les informations de routage obtenues pour acheminer le premier paquet vers un terminal GSM sont stockées dans le GGSN. La route pour les paquets suivants est sélectionnée à partir du contexte (Temporary Logical Link Identity ou TLLI) qui stocké dans le GGSN .

 L’utilisateur se  connecte au réseau d'accès pour accéder aux services Télécoms. Le réseau d'accès est relié au réseau coeur pour permettre d’interconnecter réseaux et services Télécoms . Ces réseaux sont de plus en plus tout IP.

Les fournisseurs d'accès propose plusieurs types de technologies : Électrique, Radio , Optique. Quelques exemples :

Du coté utilisateur final les technologies utilisées sont :  DSL, RNIS, RTC , POTS , GPRS, UMTS, Frame Relay , Ethernet, PON, V/X series, WiFi, WiMax.

 Du coté fournisseur d'accès et opérateurs les technologies utilisées sont les même que l'utilisateur final avec en plus : SDH, ATM, Abis, PDH, SS7.

Wimax (Worldwide Interoperability for Microwave Access) est basée sur le standard de transmission radio 802.16 dans la bande de fréquences des 3,5 GHz. Une antenne radio de moins de 30 cm est  fixée sur le toit d’un particulier et elle est orientée vers une Stations de base radiocom. La liaison radio remplace la liaison filaire ADSL. La téléphonie sur IP (VoIP) comme l’Internet est les données informatiques passent par cette liaison.


WAP: Wireless Application Protocol(passerelle entre le monde des telephones mobiles 2,5G et l'Internet).La passerelle WAP converti les pages HTML en pages WML (Wireless Markup Language) . Le WML a son format d'image, appelé Wireless Bitmap (WBMP), proche du format BMP en noir et blanc.

Les autres types de réseaux sans fil qui utilisent les ondes radio-électriques: La transmission

Bluetooth utilise les ondes radio dans la bande de fréquence des 2.4 GHz. Le standard est prévu pour relier des périphériques sans fil sur un réseau WPAN pour Wireless Personal Area Network.


GSM : Niveau Physique est de la modulation de phase de type : GMSK (Gaussian-Fitered Minimum Shift Keying) ce qui est une amélioration de QPSK (quadrature phase shift keying).

Wi-Fi Wireless Fidelity
Wi-Fi : La transmission est de type modulation de phase. PSK (Phase Shift Keying)

WiFi G (802.11b) est sur la bande 2.4 GHz.
Dans le standard 802.11b, la bande de fréquence 2,400-2,4835 GHz (largeur de 83,5 MHz) a été découpée en 14 canaux séparés de 5MHz. Seuls les canaux 10 à 13 sont utilisables en France (2.457 GHz, 2.462 GHz, 2.467 GHz et 2.472 GHz)

WiFi a (802.11a) est à 5 GHz (avec 8 canaux distincts d'une largeur de 20Mhz chacun). La transmission alternative utilise les 8 canaux. La modulation: OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing)

Communications mobiles (GSM), en Europe de 890 à 915 MHz

Radio-amateur: Deux bandes : 2,400 à 2,4835 GHz et 5,725 à 5,850 GHz.

PDH: Plésiochronous Digital Hierarchy (Première technique de multiplexage numérique: hiérarchie numérique plésiochrone) – CRC uniquement – dont E1 2M

SDH : Synchrone Digital Hierarchy - Technique de multiplexage numérique - interfaces STM-1. Dans les réseaux SDH, les données sont encapsulées dans la trame suivant les standards: Mapping de PDH dans la SDH, Packet over sonet (POS) RFC 1619 (et suivants : 2615 et 3255) et ATM/SDH


DWDM : Dense Wavelength Division Multiplexing. Le multiplexage dense en longueurs d'onde sur fibre optique permet d'injecter dans une seule fibre de nombreux signaux à des longueurs d'onde différentes autorisant ainsi des débits de plusieurs Tbits/s sur une même fibre.

WLAN 802.11(WIRELESS LAN)

DVB-H: Digital Video Broadcasting for Handheld, en français, Diffusion Vidéo Numérique pour téléphone Portable. C'est un système de radiodiffusion hertzienne numérique destiné au terminal mobile. Pour la télévision, le DVB-H est une alternative à la 3G (car l’infrastructure 3G est limitée le DVB-H consiste à diffuser des programmes télévisés par voie hertzienne (comme la TNT) qui seront ensuite décodés sur un téléphone mobile équipé d’un tuner compatible. DVB-H, les programmes sont encodés et multiplexés avant d’être relayés par paquets via le protocole IP Datacast sur les émetteurs. Les informations sont envoyées au récepteur par salves (et pas en continu) Ceci permet de limiter la consommation du Smartphone.