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La technologie GSMLa technologie GSM et ses services Le GSM est la technologie de téléphonie cellulaire la plus exploitée dans le monde. Elle est conçue et développée en tenant compte des faiblesses de ses prédécesseurs pour offrir un service de qualité. Deux operateurs de téléphonie cellulaire en Haiti : Comcel et Digicel utilisent la norme GSM. Quelle est l’origine de cette technologie ? Comment fonctionne t –elle ? Quelles sont ses caractéristiques ? Quels sont les services de cette technologie ? Définitions GSM : Global System for Mobile Communication ou Groupe Spécial Mobile. C’est une technologie ou une norme cellulaire conçue et développée en Europe. Elle est issue de la combinaison des technologies : Accès multiple a Répartition en fréquence (AMRF, FDMA en anglais et Accès multiple à répartition dans le temps (AMRT, en anglais TDMA), donc la norme GSM exploite les multiplexages temporels et fréquentiels. Le GSM de base est vu comme la deuxième génération (2G) par rapport à la téléphonie analogique de première génération (1 G). Elle est exploitée notamment en Europe, Amérique latine, au Moyen orient et en Chine. Origines de la technologie GSM L’origine de la norme GSM remonte à 1982 quand la conférence européenne des postes et des télécommunications, composée de 26 nations a pris deux décisions majeures. La première décision d’établir un Groupe Spécial Mobile pour développer un ensemble de normes communes pour le futur réseau cellulaire européen. La deuxième décision était de recommander 2 blocs de fréquences dans la gamme des 900 MHz pour le système cellulaire GSM. Critères de développement de la norme GSM Lors du développement de cette technologie, les critères à satisfaire étaient : • Bonne qualité subjective de la conversation • Support pour l’itinérance ( roaming) international • Capacité de supporter des terminaux de poche • Capacité de supporter une gamme de services et d’installations • Efficacité spectrale (Bon rendement en fréquence) • Couts faibles pour les terminaux et les stations de base • Compatibilité avec les autres systèmes tels que RNIS Fonctionnement du réseau GSM Le terminal mobile (téléphone cellulaire) est constamment relié au central téléphonique ou commutateur mobile (MSC) par un signal radioélectrique disponible dans les zones de couverture. Les barres verticales indiquant sur l’écran du téléphone la disponibilité et le niveau du signal dans une zone donnée en sont la preuve. Un appel d’un terminal mobile fait le parcours suivant : La demande de connexion initiée a partir d’un terminal mobile est d’abord gérée par le BTS de desserte qui la transfère au BSC qui a son tour l’envoie au MSC pour la suite. Au niveau du MSC, l’analyse de la numérotation permet au réseau de router l’appel vers l’abonne demande en sélectionnant un canal. Cette liaison est possible si l’abonne appelé est dans une zone normalement couverte et que son téléphone est allumé (en mode veille). Si l’appel est destine au réseau d’un autre operateur, l’analyse du numéro permettra au MSC de le diriger vers le point d’interconnexion pour le routage. Pendant le déroulement de la conversation, le MSC surveille de manière continue le niveau de signal afin de garantir la qualité de la communication. Si le niveau du signal approche le seuil, un transfert sur un site (hand over) capable de fournir un signal plus fort est réalisé ou le MSC coupe le lien entre les deux abonnes. En vue de facturer le service, le MSC surveille de manière instantanée le déroulement de la conversation tout en débitant au fur et à mesure le compte du client appelant. Caractéristiques du réseau GSM La standardisation de la norme GSM permet d’utiliser un téléphone GSM sur n’importe quel réseau GSM dans le monde et les utilisateurs peuvent même utiliser le service d’itinérance (Roaming), c'est-à-dire, ils peuvent utiliser lors des voyages a l’étranger, leurs téléphones sur n’importe quels réseaux GSM dans le monde tout en ayant accès aux mêmes services fournis pour son operateur d’origine. Les principales caractéristiques d’un réseau GSM sont : Bande de fréquences montantes et bande de fréquences descendantes Débit total par canal : 271 Kb/s, Débit de la parole : 13Kb/s, débit de données : 12 Kb/s, techniques de multiplexage : AMRT et AMRF, rayon de cellules : 0.3 a 30 KM, puissance des terminaux : 2 a 8 W, sensibilité des terminaux -102 dBm, sensibilité des stations de base : - 104 dBm.1 Architecture du réseau GSM L'architecture d'un réseau GSM est divisée en trois sous-systèmes: 1. Le sous-système radio qui contient la station mobile, la station de base et son contrôleur. Il assure les transmissions et gère les ressources 2. Le sous-système réseau ou d'acheminement qui comprend les fonctions nécessaires à l’établissement des appels et à la mobilité 3. Le sous-système opérationnel ou d'exploitation et de maintenance qui permet à l’exploitant d’administrer le réseau. Le BTS (Base Transceiver Station) est un ensemble d’émetteurs – récepteurs ayant la charge de la transmission radio. A cette fin, le BTS relie le terminal de l’abonne au reseau en passant par le BSC. De plus, il réalise l’ensemble des mesures radio nécessaires pour vérifier qu’une communication de déroule normalement. Une cellule est une aire géographique couverte par une antenne, or un BTS ou site peut avoir plusieurs cellules. Les cellules sont caractérisées 1. par leur puissance d’émission nominale, ce qui doit garantir un niveau de champ électrique supérieur à un seuil donné à l’intérieur d’une zone de couverture. 2. par la fréquence de porteuse utilisée pour l'émission radioélectrique et 3. par le réseau auquel elle est rattachée. 4. Les cellules ont différentes tailles dépendamment du territoire à couvrir. La taille des cellules dépend : 5. du nombre d'utilisateurs potentiels dans la zone, 6. de la configuration du terrain (relief géographique, présence d'immeubles, ...), 7. de la nature des constructions (maisons, buildings, immeubles en béton, ...) et 8. de la localisation (rurale, suburbaine ou urbaine) et donc de la densité des constructions.1 Le BSC (Base Station Controller) est la station de base qui gère les BTS installes dans une zone donnée. Il peut gérer jusqu'à 40 BTS et sert d’interface entre le commutateur mobile et les BTS. Le BSC gere les ressources radio, commande l’allocation des canaux, se sert des mesures réalisées par le BTS pour contrôler les puissances d’émission du mobile et/ou du BTS. C’est également cet organe intelligent qui s’occupe du changement de cellule ou de BTS quand le niveau du signal est trop faible pour poursuivre la communication Le MSC (Mobile Switching Center) est le centre de commutation mobile qui gère l’établissement d’une communication entre un terminal mobile avec un autre terminal mobile du même réseau ou avec un autre réseau. Il fait également la transmission des messages courts et exécute le transfert intercellulaire (hand over). Il est relie a deux bases de données : Un enregistreur de localisation nominal (Home Location Register, HLR) et un enregistreur de localisation d’accueil (Visitor location register, VLR) qui elles mêmes gèrent respectivement les abonnes du réseau et ceux des autres réseaux desservis par le réseau, les abonnes en itinérance (Roaming). Deux autres entités : EIR (Equipement Identification Register) et AUC (Authentification Centre) sont également rattaches au MSC. EIR est une base de données qui gère les identités des téléphones activés et programmés sur le réseau alors que AUC gère une clé secrète pour chaque abonne afin d’authentifier les demandes de service et de chiffrer les communications. Il existe une interface entre le terminal mobile et le BTS, entre le BTS et le BSC et finalement entre le BSC et le MSC. Services du réseau GSM Avec plus de 3 milliards d’utilisateurs et une couverture mondiale de 80% environ, la technologie GSM devient rapidement la façon plus la rapide pour fournir les services d’informations, de communication et de divertissement aux gens à l’échelle planétaire. Pour avoir accès au service GSM, l’utilisateur doit remplir 3 conditions : Une relation de facturation avec un operateur de telephonie mobile. L’abonne doit souscrire pour un service prépayé (généralement c’est le cas) ou pour un service post payé. Il doit avoir un téléphone mobile compatible à la norme GSM et qui fonctionne à la même fréquence que celle de l’operateur choisi. Et il doit recevoir une carte SIM (Subscriber Identity Module) activée et programmée qui contient notamment les informations sur le compte du client. Le service de base étant la téléphonie qui permet aux abonnés de communiquer partout ou le niveau de signal est suffisamment fort pour garantir la qualité de la communication. A ce service vocal s’ajoutent les options de la telephonie fixe et les services à valeur ajoutée tels que les services de localisation, les services d’information a la demande (météo, horoscope), services de banque (consultation de compte, recharges de compte prépayées). La transmission de données ( le WAP, le fax ou bien comme un modem filaire classique) Le service de transmission de message écrit, le SMS, qui permet aux abonnes d’échanger des messages textuels de 160 caractères. Les services MMS (Multimedia Messaging Service) et EMS (Enhanced Messaging service) des générations plus avancées de GSM permettent d’envoyer des messages multimédia aux utilisateurs. Dans la famille GSM, le passage à 2,5G ouvre la voie à la technologie GPRS (General Packet Radio Services) fournissant un service Internet à bas débit. A 2.75 G, les clients ont accès à un service EDGE (Enhanced Data for GSM), un service Internet de débit supérieur à celui du GPRS (2.5 G). Et finalement a partir de la troisième génération (3G), les abonnes peuvent bénéficier d’un débit plus élevé. Ils peuvent consulter des pages web sur les terminaux téléphoniques portables, accéder au service de visiophonie et transférer des données vers les ordinateurs et les PDA. La diffusion dans les cellules (Cell broadcast) qui permet d’envoyer le même texte a tous les abonnes a l’intérieur d’une zone géographique. Les services supplémentaires (renvois d’appels, présentation du numéro, etc) La messagerie instantanée est également disponible sur les téléphones GSM. Le service Closed User Groups (CUG) qui permet à un groupe d’utilisateurs de s’appeler par un numéro court sans une facturation à la minute. Gammes de fréquences du GSM Au début, on prévoyait que la norme GSM utilisait pour la téléphonie mobile deux bandes de fréquences aux alentours des 900 MHz: La bande de fréquence 890 - 915 MHz pour les communications montantes (du mobile vers la station de base) et la bande de fréquence 935 - 960 MHz pour les communications descendantes (de la station de base vers le mobile). Par la suite, cette technologie est étendue à la gamme des 1800 MHz. Le GSM 1800 utilise la bande 1710-1 785 MHz pour l'envoi des données et la bande 1805-1 880 MHz pour la réception des informations. Les terminaux fonctionnant tant en 900 MHz que 1800 MHz sont appelés GSM dual band. La bande de fréquence autour des 400 MHz est utilisée dans certaines circonstances pour couvrir les territoires vastes et ayant une densité de population faible. L’utilisation des fréquences comme 450 MHz, la portée du signal serait presque le double de ce qu’elle serait en 900 MHz. Conclusion Lors du choix d’une technologie pour la transmission par ondes radioélectriques, plusieurs critères doivent être pris en compte parmi lesquels, on peut citer : • Le débit • La fiabilité et la qualité de la communication • La puissance de pénétration des ondes dans les bâtiments et dans d’autres milieux • Le prix, le poids et la consommation électrique des téléphones • Le cout de l’infrastructure de l’operateur Le choix d’une norme doit être donc un compromis entre différents paramètres techniques et économiques. Les réseaux GSM occupent la plus grande part du marché mondial grâce a leurs couts d’acquisition et de lancement par rapport a leurs rivaux CDMA qui sont très onéreux. Références 1.- http://www.scribd.com/doc/25974250/c-d-Emoulin-m-Van-d Rubrique: TIC Auteur: PROMOTIC | Date: 23 Avril 2011 |
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