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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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Je dédie ce mémoire
A mon père Kirioua Kamenan et à ma mère
Clémentine Tebra Assandé
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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REMERCIEMENTS
Nous tenons à manifester notre gratitude à des
personnes particulières qui ont permis la réalisation de ce
travail et grâce à qui nous sommes parvenu à la fin de
notre formation. Nous voudrions mentionner, sans être exhaustifs :
M. Serge ANGOUN, chef de division Core Network
pour l'accueil au sein de sa division.
M. Henry COFFI, chef de service Roaming et
International pour l'accueil et l'intégration au sein de son service.
Mme Maryelle DOUMBIA Epse BALLOU, notre
maître de stage, pour son assistance technique malgré sa lourde
charge de travail.
Mme Natacha N'GATTA Epse N'DJORE et
M. Jean COULIBALY pour leurs conseils et leur grande
amabilité.
Tout le personnel du service O&M
particulièrement M. Armand GAHIE, Mlle Aicha COULIBALY, M. Simon
TIANBI pour toutes les informations et données qu'ils nous ont
fournies pour la réalisation de ce travail.
Mlle Marie Louise KOSTOLOUM, ingénieur
QoS pour les données KPIs qu'elle nous a fournies.
La direction de l'Ecole Supérieure d'Industrie
(ESI) de l'Institut National Polytechnique Félix Houphouët
Boigny (INP-HB) avec son directeur Prof TANOH AKA pour sa
contribution à l'obtention de ce stage de formation à Moov-ci.
Le corps professoral du département
Génie Electrique et Electronique (GEE) de l'INP-HB pour toutes
ces années d'intenses formations particulièrement Prof
LOUM Georges notre directeur départemental, M. Pierre
TETY notre encadreur pédagogique pour ses conseils et son
assistance technique.
Mes parents pour l'effort manifesté
à notre scolarisation.
Mes Frères, soeurs et amis : M. Aka
Barthélémy KIRIOUA, Mme Charlotte KIRIOUA Epse KOUAME, Dr
Aimé Kirioua KAMENAN, M. Koua Moise KIRIOUA, Dr Alexis KAMENAN,
M.Ekponon KOUAME Moise et mon amie Reine TOURE pour le soutien spirituel, moral
et financier consentis pour l'accomplissement de notre formation
d'ingénieur.
Enfin tous mes amis de classe et la filière INGENIEUR
ELECTRONIQUE pour ces moments de convivialité et de solidarité
passés ensemble.
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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AVANT-PROPOS
La formation d'ingénieur de conception se veut, de par
sa dénomination et son esprit, être la recherche permanente d'une
élite apte à relever le pari du progrès technique.
L'Institut National Polytechnique Félix Houphouët-Boigny de
Yamoussoukro (INP-HB) ne reste pas en marge de cette réalité.
Né du décret numéro 96-678 du 04
Septembre 1996, portant sur la restructuration des grandes écoles de
Yamoussoukro, L'INP-HB résulte de la fusion de l'INSET (Institut
National Supérieur de l'Enseignement Technique), de l'ENSTP (Ecole
Nationale Supérieure des Travaux Publics), de l'IAB (Institut Agricole
de Bouaké), et de l'ENSA (Ecole Nationale Supérieure
d'Agronomie).
Héritier d'un passé glorieux, l'INP-HB
apparaît aujourd'hui comme le pôle d'attraction de toute l'Afrique
de l'Ouest sur le plan universitaire. Il regroupe désormais, en son
sein, sept(7) grandes écoles que sont :
l'Ecole de Formation Continue et de Perfectionnement des Cadres :
EFCPC
l'Ecole Préparatoire : EP
l'Ecole Supérieure des Mines et de Géologie :
ESMG
l'Ecole Supérieure des Travaux Publics :
ESTP
l'Ecole Supérieure d'Agronomie : ESA
l'Ecole Supérieure de Commerce et d'Administration des
Entreprises : ESCAE
l'Ecole Supérieure d'Industrie : ESI dont
nous sommes issu.
L'ESI dispense deux cycles de formation de trois (3) ans que
sont le cycle DUT (Diplôme Universitaire de Technologies) et le cycle
Ingénieur. La formation en cycle Ingénieur concerne les domaines
de l'Informatique, de l'Electrotechnique, de la Mécanique, de
l'Energétique, de la chimie, des télécommunications et de
l'Electronique.
Dans le souci de parfaire leurs connaissances techniques et de
mieux appréhender les réalités de la vie professionnelle
tout en répondant aux besoins des entreprises, l'ESI envoie chaque
année en stage ses étudiants en fin de formation dans le cadre de
leur Projet de Fin d'Etude (PFE).
C'est dans ce contexte que nous avons été
accueilli au sein de l'entreprise MOOV Côte d'Ivoire pour un stage d'une
durée de six mois (13 Juin au 12 Décembre 2012) au cour duquel
nous avons rédigé le présent mémoire.
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
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SOMMAIRE
INTRODUCTION 1
PARTIE I : ETUDE PREALABLE DU PROJET
2
CHAPITRE I : CADRE DE L'ETUDE 3
1. PRESENTATION DE LA STRUCTURE D'ACCUEIL 3
2. CAHIER DES CHARGES ET METHODOLOGIE 4
CHAPITRE II : LE RESEAU DE MOOV 7
1. PRESENTATION DU RESEAU DE SIGNALISATION DE MOOV 7
2. DESCRIPTION DU SS7 CORE ACTUEL 20
3. ETUDE DU DIMENSIONNEMENT DU RESEAU SS7 CORE ACTUEL 27
4. OBSERVATIONS ET PERSPECTIVES 36
PARTIE II : ETUDE TECHNIQUE DU PROJET
37
CHAPITRE III : DIMENSIONNEMENT DU RESEAU DE
SIGNALISATION 38
1. CHOIX DE L'IP AU PROFIT DE L'ATM 38
2. INTRODUCTION AU SIGTRAN 38
3. PRESENTATION DU NOUVEAU PROFIL DES LIENS DE SIGNALISATION
SUR LES DIFFERENTS SITES 41
CHAPITRE IV : TECHNIQUES DE DEPLOIEMENT DE LA
TECHNOLOGIE IP 44
1. TECHNIQUES DE CONFIGURATION DU RESEAU DE SIGNALISATION
CORE 44
2. TOPOLOGIE DU RESEAU DE SIGNALISATION 45
3. PRESENTATION DES EQUIPEMENTS IP 49
4. LES TYPES DE LIENS DANS LE RESEAU DE SIGNALISATION IP
51
5. IMPACT DU MODE DE TRANSPORT IP 54
CONCLUSION PARTIELLE 54
CONCLUSION 55
REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES I
ANNEXES II
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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LISTE DES FIGURES
Figure 1 : Organigramme de la direction technique de Moov
Côte d'Ivoire 3
Figure 2 : Format du code SPC 8
Figure 3 : les entités du SS7 9
Figure 4 : Mode non associé 9
Figure 5 : Mode non associé 10
Figure 6 : Couche du modèle OSI et SS7 10
Figure 7 : Architecture en étoile du réseau core
de Moov 13
Figure 8 : réseau de signalisation du site de
Yamoussoukro 14
Figure 9 : réseau de signalisation du site de Yopougon
15
Figure 10 : Réseau de signalisation du site de Riviera
17
Figure 11 Rack d'un équipement TDM 21
Figure 12 : Structure interne d'un équipement TDM 21
Figure 13 : Sous rack servant à la connexion de E1 et
de FO 23
Figure 14 : Sous rack servant à la connexion de FO
23
Figure 15 : Cartes de type ET-M4 24
Figure 16 : Carte de type ET-MC41 24
Figure 17 : Structure interne d'un équipement ATM 25
Figure 18 : Evolution du taux de charge provenant du MSC
monolithique 29
Figure 19 : Evolution du taux de charge provenant des HLRs
30
Figure 20 : Evolution du taux de charge sur l'interface A
(BSC-MGw) 31
Figure 21 : Evolution du taux de charge sur l'interface Mc
33
Figure 22 : Evolution du taux de charge sur l'interface Nc
35
Figure 23 : Couche de protocole SIGTRAN 39
Figure 24 : Correspondance entre les niveaux de VLAN et le
modèle OSI 45
Figure 25 : Topologie de réseau en étoile 46
Figure 26 : Topologie du réseau sur le site de
Yamoussoukro 46
Figure 27 : Topologie du réseau sur le site de Yopougon
47
Figure 28 : Topologie du réseau sur le site de Riviera
47
Figure 29 : Topologie de réseau en anneau
contra-rotatifs 48
Figure 30 : Topologie générale du réseau
de signalisation IP 49
Figure 31 : Cartes GPB 49
Figure 32 : Le switch Summit 48si 50
Figure 33 : Le Juniper M7i 50
Figure 34 : Topologie de VLAN à lien redondant 51
Figure 35: Architecture générale du
réseau de signalisation IP 53
Figure 36 : Format de la cellule ATM II
Figure 37 : Piles protocolaires à bande étroite
et à large bande II
Figure 38 : Message Signal Unit II
Figure 39 : Transport de la signalisation ISUP/MTP3 par M3UA
II
Figure 40 : M3UA en mode symétrique II
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Moov-ci
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LISTE DES TALEAUX
Tableau 1 : Répartition des équipements core
pour la partie Circuit Switched (CS) 12
Tableau 2 : Repartions des liens de signalisation pour les
équipements du site de
Yamoussoukro 14
Tableau 3 : Repartions des liens de signalisation provenant du
serveur d'appel YOMSS03 15
Tableau 4: Repartions des liens de signalisation provenant du
serveur d'appel YOMSS04 16
Tableau 5: Repartions des liens de signalisation provenant de
la ABMGw03 16
Tableau 6: Repartions des liens de signalisation provenant de
la ABMGw 06 16
Tableau 7: Repartions des liens de signalisation provenant de
la ABMGw 01 17
Tableau 8: Repartions des liens de signalisation provenant de
la ABMGw 02 18
Tableau 9: Repartions des liens de signalisation provenant de
la ABMGw 05 18
Tableau 10: Repartions des liens de signalisation provenant de
la ABMSS 01 18
Tableau 11: Repartions des liens de signalisation provenant de
la ABMSS 05 19
Tableau 12: Repartions des liens de signalisation provenant du
MSC monolithique 19
Tableau 13 : Dimensionnement des liens provenant du MSC 01
29
Tableau 14 : Dimensionnement des liens provenant des HLRs
30
Tableau 15: Dimensionnement sur l'interface A 32
Tableau 16: Dimensionnement sur l'interface Mc 34
Tableau 17: Dimensionnement sur l'interface Nc 35
Tableau 18: Répartition de la bande passante sur le
site de Yamoussoukro 41
Tableaux 19: Répartition de la bande passante sur le
site de Yopougon 41
Tableaux 20: Répartition de la bande passante sur le
site de Riviera 42
Tableaux 21: Répartition de la bande passante entre les
trois sites 43
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LISTE DES ABREVIATIONS
A
AAL: ATM Adaptation Layer
Ai: Area identifier
AMR: Adaptive Multi-Rate
APG: Adjunct Processor Group
ATAC: Advanced Telecommunication Computing Architecture)
ATM: Asynchronous Transfert Mode
AUC : Authentication Center
B
BIB: Backward Indicator Bit BICC: Bearer Independent Call control
BSC: Base Station Controller BSSAP: BSC Application Protocol
C
CCIT : Comité Consultatif International
Téléphonique CIC : Code Identifier Circuit
COC : Code Channel
CPCI: Compact Peripheral Component Interconnect CPP: Connectivity
Packet Plateform
CRC: Control redondancy Check
CS: Circuit Switched
D
DL: Data Link
DTMF: Dual Time Multi Frequency
E
ET : Exchange Terminal
F
FIB: Forward Indicator Bit
FH: Faisceau Hertzien
FSN: Forward Sequence Number
G
GCP: Gateway Control Protocol
GDM: Generic Device Magazine
GEM: Generic ERICSSON Magazine GGSN: Gateway GPRS Support Node
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GPB: General Purpose Board
GPRS: General Packet Radio Service
GS: Group Switch
GSM: Global System for telecommunication Mobile
GT: Global Title
GTT: Global Title Translation
H
HLR: Home Location Register
HSL: High Signaling Link
I
IETF: Internet Engineering Task Force
IGP: Interior Gateway Protocol
IMA: Inverse Multiplexing ATM
IMSI: International Mobile Subscriber Identity
IN: Intelligent Network
INAP: Intelligent Network Application Part
IP: Internet Protocol
ISUP: ISDN User Part
K
KPI: Key of Performance indicator
L
LAN: Local Area Network
LI: Length Indicator
LS: Link Set
LSL: Low speed Signaling Link LSP: Label Switched Path
M
MAC: Media Access Control
MAP: Mobile Application Part
MPBN: Mobile Packet Backbone Network
MPLS: Multi Protocol Label Switching
MSB: Media Stream Board
MSC: Mobile Swicth Control
MSS : Mobile softswicth Solution
MTP: Message Transfert Part
M3UA: MPT3 User Adaptation
N
Ni: Network identifier
NNI: Network Node Interface
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Optimisation du réseau SS7 core de
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O
OMAP: Operation Maintenance and Administration Part
OPC: Originating Point Code
OSI: Open Systems Interconnection
OSPF: Open Shortest Path First
P
PCI: Peripheral Component Interconnect
PCM: Pulse Code Modulation PCU: Packet Control Unit
POI: Point Of Interconnection
Q
QoS : Quality of Service
R
RIP: Routing Information Protocol
RPG: Regional Processor Group
RPP: Regional Processor with PCI interface
S
SCB: Swicth Core Board
SCCP: Signaling Connection Control Part
SCP: Service Control Point
SCTP: Steam Control Transmission Protocol
SDH: Synchronous Digital Hierarchy
SDU: Service Data Unit
SG: Signaling Gateway
SGSN: Serving GPRS Service Node
SIF: Signaling Information Field
SIGTRAN: Signaling transport in IP Network
SIO: Service Information Octet
SL: Signaling Link
SMSC: Short Message Service Center
SP: Signaling Point
SPC: Signaling Point Code
SR: Signaling Route
SSCS: Service Specific Convergence Sublayer
SS7: Signaling System number 7
STP: Signaling Transfer Point
STM: Synchronous Transfer Mode
SXB: Swicth eXtension Board
ix
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
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T
TCAP: Transaction Capability Application Part
TCP: Transmission Control Protocol
TDM: Time Division Multiplexing
TRC: Transcoder Controller
TS: Time Slot
TUB: Timing Unit Board
U
UDP: User Datagram Protocol
UIT: Union Internationale des
Télécommunications
UTP: Unshielded Twisted Pair
V
VCI: Virtual Channel Identifier
VC4: Virtual Channel number 4
VLAN: Virtual Local Area Network
VP: Virtual Path
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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RESUME
La concurrence est de mise dans le secteur des
télécommunications en Côte d'Ivoire. De ce fait chaque
opérateur cherche à accroitre ses services en vue d'attirer plus
de clients dans son réseau mais en créant surtout les conditions
nécessaires pour améliorer continuellement la qualité de
ses services (QoS).
Et pour y arriver les entreprises de téléphonies
mobiles devraient disposer d'un réseau très performant qui
répond vraisemblablement aux attentes technologiques. Moov Côte
d'ivoire ne voulant pas rester en marge de ce penchant technologique a
opté pour le déploiement de son réseau 3G, lequel
réseau doit représenter un véritable tremplin pour une
offre assez consistante à ses clients en termes de services. C'est dans
cette optique que la division Core Network en charge du déploiement du
réseau de commutation nous a recommandé d'optimiser son
réseau de signalisation en proposant une nouvelle technologie de
transport sur laquelle ce réseau doit être dimensionné.
Cela répond à l'objectif principal de la direction technique
selon lequel l'entreprise Moov-ci devrait disposer à la fin du
déploiement de son réseau 3G d'une seule technologie de transport
dans tous les compartiments de son réseau c'est-à-dire la
technologie IP ce qui n'est pas le cas actuellement.
C'est pourquoi notre tâche pendant ce stage à
consisté à analyser le réseau de signalisation core
existant. Ceci nous a permis d'optimiser ce réseau, car le diagnostic
posé nous a révélé des points de congestion dans
ledit réseau. Ensuite nous nous sommes basé sur ce principe
d'optimisation pour assoir un nouveau réseau de signalisation sur une
technologie de transport dont l'utilisation est quasi exhaustive dans le monde
des télécommunications c'est-à-dire la technologie SIGTRAN
(Signalisation sur IP).
Mots clés:
Optimisation, SIGTRAN, QoS, Redondance, Topologie
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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INTRODUCTION
Le domaine des télécommunications connaît
un engouement ces dernières années, drainant ainsi de nombreux
services allant de la téléphonie à l'internet, en passant
par la vidéo, la visioconférence, etc. De par
l'intérêt manifeste qu'elles ont suscité, ces diverses
technologies sont actuellement entrées dans nos moeurs au point de
devenir des outils quasi indispensables. C'est le cas notamment de la
téléphonie mobile et particulièrement de la technologie 3G
qui est en cours d'implémentation en Cote d'Ivoire par certains
opérateurs de téléphonie mobile à l'instar de
Moov-Côte d'Ivoire. Moov-ci a pour crédo de s'adapter chaque jour
aux dernières avancées technologiques dans le dessein d'offrir
des services de qualité à sa clientèle toujours plus
exigeante. En effet, ces services requièrent pour leur acheminement, des
supports de transport de plus en plus performants et de grande capacité.
Partant de cette analyse, le réseau de signalisation core de Moov-ci qui
est le centre de contrôle de tous les trafics doit être
optimisé.
C'est dans cette optique, que s'inscrit notre étude
portant sur l' : «Optimisation du réseau de signalisation
SS7 core de Moov-ci »
Ce thème a suscité certaines questions à
savoir : Qu'est ce que le réseau SS7 ? Pourquoi et comment l'optimiser
?
Nos travaux de réflexion, fidèlement transmis
dans ce mémoire revêtiront une importance majeure pour
l'entreprise dans la mesure où les résultats que nous obtiendrons
à la fin de ce stage permettront à son équipe technique de
mieux cerner les problèmes existant dans le réseau de transport
SS7 core afin d'offrir une qualité de service acceptable.
C'est pourquoi, résolu à obtenir des
résultats très significatifs, notre travail consistera à
adopter cette démarche : Dans un premier temps, nous ferons une
présentation du cadre de référence permettant de situer
l'environnement de travail et le contexte préalable, ensuite
procéderons-nous à une analyse au cours de laquelle nous ferons
un diagnostic du réseau SS7 core en termes d'équipements, de
liaisons et de capacité pour justifier le choix des actions que nous
recommanderons. Enfin nous proposerons une solution d'optimisation de la
configuration actuelle en suggérant à l'entreprise d'appliquer la
technologie de transport IP sur son réseau de signalisation SS7 core.
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PARTIE I :
ETUDE PREALABLE DU
PROJET
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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CHAPITRE I : CADRE DE L'ETUDE
Nous avons été reçu à la direction
technique de Moov Cote d'Ivoire précisément à la division
Core network pour la réalisation de notre projet de fin d'étude
(PFE).
1. Présentation de la structure d'accueil
1.1.Missions et présentation de la Direction
Technique
La Direction Technique de MOOV-CI a pour attributions
principales:
coordonner et effectuer le déploiement du réseau
MOOV sur toute l'étendue du territoire national ;
assurer la maintenance préventive et curative,
l'ingénierie et la planification en fonction de la stratégie
commerciale de MOOV-CI ;
assurer une disponibilité des services ;
permettre aux abonnés de Moov de pouvoir visiter des
réseaux étrangers en conservant leurs services (numéro de
téléphone et services d'abonnement) par l'établissement
d'accords de Roaming international.
Au sein de la direction technique, existent deux(2)
sous-directions : la Sous- Direction Exploitation et Maintenance et la Sous-
Direction Etudes et Développement. Chacune d'elle a la
responsabilité de plusieurs divisions. La division Performances est
quant à elle sous la responsabilité directe du Directeur
Technique.
Direction Technique
Sous-Direction Exploitation et Maintenance
|
Division
Infrastructure et
site
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Division
Planification
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Sous-Direction Etudes et Développement
Division
Performances
|
Division
|
Division
|
Division
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PPS/VAS
|
Core
|
Field
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Network
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Maintenance
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Figure 1 : Organigramme de la direction technique de Moov
Côte d'Ivoire
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Moov-ci
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1.2.Présentation et missions de la division Core
Network
Les principales missions de la division Core Network sont :
l'exploitation et la maintenance
du réseau de commutation, le déploiement du
réseau de commutation (réseau voix et réseau de
données GPRS/EDGE), la mise en place des liens d'interconnexion avec les
autres opérateurs et la gestion du Roaming international. Pour pouvoir
remplir ces missions la division Core Network s'est dotée de quatre (4)
services, à savoir :
le service Core Data
le service Switch support
le service BSC
le service Roaming et International, au sein duquel nous avons
été accueilli
1.2.1. Le Service Core Data
Le service GPRS a en charge la maintenance préventive et
l'administration des noeuds du
réseau données. Ce sont principalement le SGSN
et le GGSN, de même que plusieurs routeurs de marque Juniper servant
à la connectivité aux réseaux de données.
1.2.2. Service Switch support
Ce service s'occupe de tous les équipements du Core
Network. Les actions sont pour la
plupart de la maintenance préventive et aussi
l'administration des commutateurs (MSC, MSC-Server, MGW) et bases de
données (HLR, AUC) du coeur du réseau. Il s'occupe
également de l'interconnexion avec les opérateurs nationaux.
1.2.3. Le service BSC
Ce service gère l'administration, la maintenance des
différents BSCs du réseau core ainsi que
l'intégration de nouveaux sites aux différents
BSCs.
1.2.4. Le service Roaming et International
Ce service est chargé d'implémenter, de tester et
de suivre les partenaires roaming après la
mise en place des accords. Les tests effectués sont dits
IREG tests. Ces composantes sont: Roaming Postpaid (IR24) Roaming Prepaid(IR32)
Roaming GPRS (IR35)
Il est chargé aussi de l'interconnexion avec des
opérateurs internationaux dits carriers afin
que ceux ci acheminent le trafic à l'international.
2. Cahier des charges et méthodologie
2.1.Définition du thème :
Le thème soumis à notre réflexion est «
Optimisation du réseau de signalisation SS7 core de
Moov-ci ».Il s'agit dans notre projet de mener une
étude sur les trois premières couches du
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Optimisation du réseau SS7 core de
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réseau de signalisation actuel de Moov-ci pour
l'acheminement du trafic voix (Circuit Switched : partie CS). Cette
étude portera principalement sur l'analyse des différents noeuds
et liens du réseau de signalisation core en charge de l'acheminement de
la voix afin de juger de son état de fonctionnement. Ensuite nous ferons
des propositions pour son amélioration. Problématique
: Pour ce thème qui se veut très capital nous posons la
problématique comme suit : « Que peut-être l'impact de
l'utilisation d'une nouvelle technologie de transport sur l'actuel
réseau de signalisation core ? »
2.2.Intérêt du thème :
Le réseau de signalisation revêt une importance
très capitale dans les réseaux de téléphonie
mobile. En réalité il représente le support de dialogue
entre les équipements du réseau. En d'autres termes sans la
signalisation les appels ne sauraient aboutir. Par ailleurs, les besoins des
usagers ne cessent de grandir avec l'intégration de nouveaux services
qui nécessitent plus de bande passante. Alors il est important pour les
opérateurs de téléphonie mobile de disposer d'un
réseau de signalisation efficace et rapide afin de répondre aux
attentes des abonnés. Pour ces raisons il leur serait judicieux et plus
bénéfique de migrer la partie transport de leur réseau
vers des technologies plus modernes et évoluées. Ainsi le
réseau SS7 core qui est une des parties essentielles du core du
réseau doit être suivi et adapté selon l'évolution
technologique en vigueur. C'est pourquoi dans ce projet nous nous
attèlerons à analyser le sous système de transfert de
message (MTP) du réseau de signalisation core de Moov afin de l'adapter
à un mode de transport plus robuste.
2.3.Cahier des charges
L'objet de notre travail est de réaliser une
étude permettant à l'opérateur Moov Côte d'Ivoire de
disposer d'un moyen de transport très optimisé pour son
réseau de signalisation. L'exploitation de cette étude permettra
aussi à Moov d'avoir des moyens techniques sur les nouvelles
technologies de transport afin d'assurer une bonne qualité de service
aux abonnés de Moov. Dans cette étude il s'agira donc de :
Etudier tous les liens et équipements intervenant au
niveau des couches basses du réseau de signalisation de Moov
Evaluer la capacité de ces liens et ces
équipements
Proposer des solutions pour l'amélioration de la
configuration actuelle
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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2.4.Approche méthodologique
Afin de mener à bien notre étude, nous adopterons
la démarche méthodique suivante :
D'abord, nous présenterons le réseau de
signalisation core en charge de l'acheminement du trafic voix (Circuit Switched
: CS) avant de faire une analyse du trafic de signalisation
actuel écoulé sur ce réseau.
Ensuite nous proposerons des solutions pour
l'amélioration du réseau de transport actuel. L'évaluation
se fera en tenant compte des principes de dimensionnement définis par
l'opérateur et aussi aux relevés statistiques que nous ferons sur
le réseau de signalisation actuel. Ce qui aboutira évidemment
à un nouveau dimensionnement du réseau de signalisation core
basé sur un nouveau mode de transport.
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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Ni sur 3 bits
Ai sur 8 bits
SPi sur 3 bits
CHAPITRE II : LE RESEAU DE MOOV
1. Présentation du réseau de
signalisation de MOOV
1.1.Généralités sur le SS7
La signalisation SS7 « Common Channel Signaling System No
7 » ou signalisation S7 est un
standard global de télécommunication
défini par l'Union Internationale de Télécommunications
(UIT). Elle a été définie après l'invention de la
S5 et de la S6 par le même groupe UIT qui à l'époque
était le CCIT (Comité Consultatif International et
Téléphonique). Définie en 1957 la S5 était de la
signalisation « In Band » en ce sens que la signalisation et le
trafic voix utilisaient le même canal. Elle avait atteint ses limites en
termes de sécurité. Car dans ce système on utilisait les
codes DTMF (Dual Time Multi Frequency). En 1968 la S6 qui est une signalisation
dite Out-Of-Band a été mise en place par le comité pour
améliorer la S5 mais les deux standards étaient destinés
au réseau téléphonique analogique international. Dans la
signalisation dite « Out-Of-Band » il y a une séparation du
réseau de trafic et de celui de la signalisation.
Ce standard définit les procédures et les
protocoles par lesquels les éléments du réseau de
signalisation, dans un réseau à commutation de circuit,
s'échangent les informations de contrôle et de routage.
La S7 est aussi une signalisation « Out-Of-Band »
comme la S6 mais sa particularité réside dans le fait qu'il a
été conçu pour le réseau numérique comme le
GSM. Le réseau de signalisation SS7 est alors superposé au
réseau de circuits de voix utiles.
1.1.1. Les entités du réseau SS7
Le système de signalisation SS7 définit un
certain nombre de composants fonctionnels qui
sont:
a. Le SP (Signaling Point)
Le point de signalisation est un noeud du réseau de
signalisation, identifié par un indicateur de
réseau. C'est le point de traitement dans un
réseau de signalisation où les fonctions du système de SS7
sont implémentées. Le code du point de signalisation (SPC),
composé de 14 bits identifie de façon unique le noeud dans le
réseau de signalisation.
Le point de signalisation émettant les messages de
signalisation est appelé Originating Point (OP) identifié par un
OPC. Quant au destinataire, il s'appelle Destination Point (DP) donc
identifié par le DPC.
Ci-dessous le format du SPC :
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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SPC sur 14 bits
Un exemple de notation du SPC
Format binaire : 010 -01010100-101
Format structure: 2-84-5
|
Figure 2 : Format du code SPC
Ni (Network identifier) : sur 3 bits permet d'identifier la zone
géographique mondiale. Ce champ a pour valeur 2 pour l'Europe, 3 pour
les Etats-Unis etc.
Ai (Area identifier): sur 8 bits sert à identifier la zone
(localisation réseau)
SPi (Signaling Point identifier) : sur 3 bits identifie le SP
dans sa zone géographique.
b. Le STP (Signaling Transfer Point)
C'est un point de signalisation (SP) capable de router/rerouter
les messages de signalisation.
c. Le Signaling Link (SL)
Le SL est le lien de transmission des paquets qui relie deux
SPs. On distingue deux types de
Signaling link à savoir le LSL (Low speed SL) et le HSL
(High speed SL).
On parle de LSL lorsqu'il s'agit des liens d'une capacité
de 64 kbps. Lorsque la capacité du lien utilisé est de 2048 kbps
on parle alors de HSL.
d. Le LS (Link Set)
Le LS est un ensemble de SLs entre deux points de signalisation.
Le nombre de SLs dans un
Link Set est limité à seize (16). Ces canaux
doivent être disponibles en permanence pour prendre en charge le trafic
de signalisation.
e. Le SR (Signaling Route)
La route de signalisation est le chemin prédéfini
par lequel le message transite dans le SS7
entre le point d'origines (OP) et le point de destination
(DP).
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8
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
Figure 3 : les entités du SS7
1.1.2. Le mode sémaphore
Il existe deux principaux modes sémaphores pouvant
être utilisés. Ces deux modes dépendent
de la relation entre le canal et l'entité qu'il sert.
a. Mode associé
Le mode associé est le mode le plus simple. Dans ce mode,
le canal sémaphore est parallèle
au circuit de parole pour lequel il permet l'échange
de signalisation (figure4). Il est forcément établi entre deux
points sémaphores (SP). Ce mode n'est bien sûr
pas idéal car il requiert un canal sémaphore entre un SP
donné et tous les autres SPs. Les messages de signalisation suivent
alors la même route que la voix mais sur des supports
différents.
Figure 4 : Mode non associé
b. Mode non associé
9
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
Le mode non associé utilise un chemin différent
de celui de la voix. Un grand nombre de noeuds intermédiaires, à
savoir les points de transfert sémaphore (STP), sont
impliqués dans l'acheminement des messages de signalisation. Par
ailleurs, les messages à destination d'un point sémaphore peuvent
emprunter des routes différentes ; le fonctionnement du mode non
associé est similaire à celui du protocole IP.
Figure 5 : Mode non associé
1.2. La pile de protocole SS7
La pile protocolaire du SS7 a été influencée
par le modèle OSI (Open Systems
Interconnection). SS7 est divisé en quatre niveaux
représentés à la figure 6 (le terme niveau
est utilisé afin de le différencier du concept de
couche OSI) :
Niveau 1 : Physique
Niveau 2 : Liaison de données
Niveau 3 : Réseau
Niveau 4 : Partie(s) utilisateur(es)
MODELE OSI
SS7
Figure 6 : Couche du modèle OSI et SS7
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
1.2.1. Le sous système de transfert de message :
MTP
a. MTP 1
Il définit les caractéristiques physiques,
électriques et fonctionnelles de la signalisation. Il est
équivalent à la couche 1 (physique) du
modèle OSI. En ce qui concerne le réseau européen,
l'interface est nommée E1. Ce qui correspond à un PCM de 32
canaux à 64 Kbits/s, soit 2Mbits/s.
b. MTP 2
Il implémente le contrôle de flux, la validation
des messages et la détection des erreurs. En
cas d'erreur le message en question est retransmis. Il est
équivalent à la couche 2 (liaison) du modèle OSI.
c. MTP 3
Il définit le cheminement des messages entre les points
de signalisation (SP). Il permet le bon
fonctionnement en cas de problème sur la liaison ou en
cas de congestion de la liaison, et correspond à la couche 3
(réseau) du modèle OSI.
1.2.2. Les parties utilisateur
Le niveau 4 concerne les services de signalisation. Plusieurs
entités fonctionnelles au niveau 4
utilisent les services de MTP. Puisque ces entités sont
des utilisateurs de MTP, elles sont alors considérées comme
parties utilisateur du réseau SS7. Des exemples de parties utilisateur
sont ISUP (ISDN User Part) et TCAP (Transaction Capability Application
Part).
ISUP offre le service de base d'établissement et de
libération de circuits ainsi que des services complémentaires
(identification de la ligne appelante, renvoi d'appel sur occupation, renvoi
d'appel sur non réponse, etc).
TCAP offre des services d'invocation à distance. Un
exemple d'invocation est l'interrogation d'une base de données de
numéro vert afin d'obtenir la traduction entre un numéro vert et
le numéro physique correspondant (service libre appel).
Différentes applications utilisent les services de
TCAP. Parmi celles-ci, figurent les suivantes :
INAP (Intelligent Network Application Part) est le protocole
permettant l'exécution de services à valeurs ajoutée
(numéro vert, réseau privé virtuel, carte
prépayée, etc.)
MAP (Mobile Application Part) offre le service de
mobilité du terminal ainsi que des services complémentaires
|
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
|
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
OMAP (Operation Maintenance and Administration Part) offre un
service de gestion du réseau sémaphore N? 7.
SCCP (Signaling Connection Control Part) est aussi un
utilisateur de MTP. SCCP peut être considéré comme un
enrichissement de MTP. Il fournit avec MTP les fonctionnalités offertes
par les trois premières couches basses du modèle de
référence OSI. SCCP, à son tour sert des utilisateurs de
niveau 4 comme TCAP par exemple. ISUP peut être un utilisateur de SCCP ou
directement un utilisateur MTP.
1.3. Architecture générale du réseau
SS7 core de Moov
Le réseau de Moov Côte d'Ivoire est
déployé sur deux villes : la ville de Yamoussoukro avec
le site de Yamoussoukro et la ville d'Abidjan avec les sites
de Riviera et de Yopougon. (Voir Figure 7) :
|
Noeuds
|
Nombre
|
Constructeur
|
Villes
|
|
MGW
|
6
|
ERICSSON
|
Abidjan et Yamoussoukro
|
|
UMG
|
1
|
HUAWEI
|
Yamoussoukro
|
|
MSC-S
|
5
|
ERICSSON
|
Abidjan et Yamoussoukro
|
|
MSOFT
|
1
|
HUAWEI
|
Yamoussoukro
|
|
HLR
|
2
|
ERICSSON
|
Abidjan
|
|
BSC
|
6
|
ERICSSON
|
Abidjan
|
|
BSC
|
2
|
HUAWEI
|
Yamoussoukro
|
Tableau 1 : Répartition des équipements
core pour la partie Circuit Switched (CS)
Cette architecture, représentée à la
figure 7, présente une vue d'ensemble du Core Network.
12
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
Projet de fin d'étude
Optimisation du réseau SS7 core de Mo
ERICSSON
ABMSS02
SPC:2-602
2-626
ERICSSON
ERICSSON
ABMSS01
SPC:2-601
2-625
ERICSSON
MSC01
GT: 22501099602
ERICSSON
ERICSSON
SPC:2-602
2-626
0-12486
GT: 22501099601
ERICSSON
ERICSSON
YOMSS04
SPC:2-650
HUAWEI
GT: 22501099600
ERICSSON
BSC02
Interface A
YOMSS03
SPC:2-605
2-691
ERICSSON
YAMMSS
SPC:2-622
2-641
BSC01
GT: 22501099621
2-690
ABMSS05
SPC:2-621
BSC03
ERICSSON
2-692
BSC06
GT: 22501099601
2-697
MGW04
MGW02
HUAWEI
BSC05
HUAWEI
GT: 22501099621
MGW01
2-696
BSC
MSS
BSC04
YAMMGW
2-697
HUAWEI
SPC
SPC
2-611
2-661
2-614
SPC
2-612
2-662
MGW05
Interface Mc
MGW03
MGW06
Media Gateway
SPC
SPC
2-615
2-616
2-613
SPC
2-648
2-649
1
Légende
Interface C
Liens TDM
ERICSSON
Liens ATM
!
SS
ERICSSON
HLR01
ERICSSON
2-606
ERICSSON
HLR02
2-660
AUC
AU
C
HLR
Figure 7 : Architecture en étoile du réseau
core de Moov
13
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
1.3.1. Détails sur le site de Yamoussoukro
a. Topologie du réseau sur le site de
Yamoussoukro
La ville de Yamoussoukro comporte 1 MGw du constructeur
Ericsson, 1 UMG8900, 1 MSOFT et 2 BSC du constructeur Huawei.
Yamoussoukro
Nb(Q.AAL)
Vers ABMGw 01& 02
Nb(SS7/TDM)
SS7 sur IMA
SS7 sur TDM
SS7 sur IP
INTERFACE
PROTOCOLE
Figure 8 : réseau de signalisation du site de
Yamoussoukro
b. La capacité des liens entre les
noeuds
Le tableau ci-dessous donne les détails des
interconnexions entre les différents noeuds :
|
Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
YAMSOFT
|
ABMGw 01
|
LSL
|
2*16
|
TDM
|
|
ABMGw 02
|
LSL
|
2*16
|
TDM
|
|
YAUMG 01
|
YABSC 11
|
HSL
|
1
|
TDM
|
|
YABSC 12
|
HSL
|
1
|
TDM
|
|
YAUMG 04
|
ABMGw 01
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMGw 02
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMGw 03
|
HSL
|
12
|
ATM/
|
|
ABMGw 06
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
YOMSS 03
|
SLI
|
4
|
ATM
|
|
YOMSS 04
(SRAN
|
SLI
|
4
|
ATM
|
|
ABMSS 01
|
SLI
|
4
|
ATM
|
|
YAUMG 01
|
LSL
|
32
|
TDM
|
Tableau 2 : Repartions des liens de signalisation pour
les équipements du site de Yamoussoukro
1.3.2. Détails sur le site de yopougon
a. Topologie du réseau sur le site de
Yopougon
14
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
Yopougon comporte 2 MSC-Server, 2 MGw, 2 BSC et un HLR.
Figure 9 : réseau de signalisation du site de
Yopougon
b. La capacité des liens entre les
noeuds
Le détail sur les différents liens de signalisation
entre ces noeuds est donné dans les tableaux ci-dessous :
|
Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
YOMSS03
|
YOMSS 04
|
LSL
|
8
|
ATM
|
|
ABMGw 03
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
MGw 04
|
LSL
|
4
|
ATM
|
|
ABMGw 05
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMGw 06
|
LSL
|
8
|
ATM
|
|
ABMSS 01
|
SLI(HSL)
|
2
|
ATM
|
|
ABMSS 05
|
LSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMSS 02
|
SLI(HSL)
|
2
|
ATM
|
Tableau 3 : Repartions des liens de signalisation
provenant du serveur d'appel YOMSS03
|
|
|
15
|
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
|
|
|
Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
YOMSS04
|
YOMSS 03
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
ABMGw 03
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
MGw 04
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMGw 05
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMGw 06
|
SLI(HSL)
|
16
|
ATM
|
|
ABMSS 01
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMSS 02
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMSS 05
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
Tableau 4: Repartions des liens de
signalisation provenant du serveur d'appel YOMSS04
|
Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
ABMGw 03
|
YOMSS 03
|
LSL
|
8
|
ATM
|
|
YOMSS 04
|
LSL
|
8
|
ATM
|
|
ABMGw 01
|
HSL
|
8
|
ATM
|
|
ABMGw 02
|
HSL
|
6
|
ATM
|
|
MGw 04
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMGw 06
|
HSL
|
4
|
ATM
|
|
YOBSC 02
|
HSL
|
2
|
TDM
|
|
HLR 02
|
HSL
|
3
|
TDM
|
Tableau 5: Repartions des liens de
signalisation provenant de la ABMGw03
|
Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
ABMGw 06
|
YOMSS 03
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
ABMGw 03
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
MGw 04
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMGw 05
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
ABMSS 01
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMSS 02
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMSS 05
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
YOBSC 04
|
HSL
|
4
|
TDM
|
|
HLR02
|
HSL
|
3
|
TDM
|
Tableau 6: Repartions des liens de
signalisation provenant de la ABMGw 06
16
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
1.3.3. Le site de la Riviera
a. Topologie du réseau sur le site de
Riviera
Le site de la Riviera comporte 3 MSC-Servers, 1 MSC
monolithique, 3 Média Gateway
(MGw), 4 BSC dont un n'est pas en service et 1 HLR qui
fonctionne en mode clustering avec celui de Yopougon. C'est-à-dire que
les deux travaillent simultanément mais par IMSI range. Lorsque l'un des
deux tombe, le second active les autres IMSI range et fait le backup de celui
qui vient de tomber
Figure 10 : Réseau de signalisation du site de
Riviera
b. La capacité des liens entre les
noeuds
Les tableaux ci-dessous donnent le détail des
interconnexions entre les différents
équipements :
|
Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
ABMGw 01
|
HLR 01
|
HSL
|
3
|
TDM
|
|
ABMSC 01
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMSS 01
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
ABMSS 02
|
SLI(HSL)
|
6
|
ATM
|
|
ABMSS 05
|
SLI(HSL)
|
9
|
ATM
|
|
YAMSS
|
LSL
|
2*16
|
ATM
|
|
ABMGw 02
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMGw 03
|
HSL
|
8
|
ATM
|
|
MGw 04
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMGw 05
|
HSL
|
4
|
ATM
|
|
ABBSC 01
|
HSL
|
2
|
TDM
|
|
ABBSC 03
|
HSL
|
2
|
TDM
|
|
ABBSC 05
|
HSL
|
1
|
TDM
|
Tableau 7: Repartions des liens de
signalisation provenant de la ABMGw 01
17
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
ABMGw 02
|
HLR 01
|
HSL
|
3
|
TDM
|
|
ABMSS 01
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
ABMSS 02
|
SLI(HSL)
|
6
|
ATM
|
|
ABMSS 05
|
SLI(HSL)
|
9
|
ATM
|
|
YAMSS
|
LSL
|
2*16
|
ATM
|
|
ABMGw 01
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMGw 03
|
HSL
|
6
|
ATM
|
|
MGw 04
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMGw 05
|
HSL
|
4
|
ATM
|
|
ABBSC 01
|
HSL
|
2
|
TDM
|
|
ABBSC 03
|
HSL
|
2
|
TDM
|
|
ABBSC 05
|
HSL
|
1
|
TDM
|
|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
Tableau 8: Repartions des liens de
signalisation provenant de la ABMGw 02
|
Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
ABMGw 05
|
HLR 01
|
HSL
|
2
|
TDM
|
|
ABMSC 01
|
HSL
|
4
|
ATM
|
|
ABMSS 01
|
SLI(HSL)
|
2
|
ATM
|
|
ABMSS 02
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMSS 05
|
SLI(HSL)
|
14
|
ATM
|
|
YOMSS 03
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
YOMSS 04
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
ABMGw 02
|
HSL
|
4
|
ATM
|
|
ABMGw 06
|
HSL
|
6
|
ATM
|
|
MGw 04
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABBSC 05
|
HSL
|
4
|
TDM
|
Tableau 9: Repartions des liens de
signalisation provenant de la ABMGw 05
|
Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
ABMSS 01
|
ABMSS 05
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
YOMSS 03
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
YOMSS 04
|
SLI(HSL)
|
8
|
ATM
|
|
ABMGw 01
|
HSL
|
4
|
ATM
|
|
ABMGw 02
|
HSL
|
6
|
ATM
|
|
MGw 04
|
HSL
|
2
|
ATM
|
|
ABMGw 05
|
HSL
|
4
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ATM
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Tableau 10: Repartions des liens de
signalisation provenant de la ABMSS 01
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Noeud Origine
|
Noeud Destination
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Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
ABMSS 05
|
ABMSS 01
|
SLI (HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMSS 02
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
YOMSS 03
|
SLI(HSL)
|
2
|
ATM
|
|
YOMSS 04
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
ABMGw 01
|
SLI(HSL)
|
9
|
ATM
|
|
ABMGw 02
|
SLI(HSL)
|
9
|
ATM
|
|
ABMGw 05
|
SLI(HSL)
|
14
|
ATM
|
|
ABMGw 06
|
SLI(HSL)
|
4
|
ATM
|
|
Projet de fin d'étude
|
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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Tableau 11: Repartions des liens de
signalisation provenant de la ABMSS 05
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Noeud Origine
|
Noeud Destination
|
Type de SL
|
Nombre de liens
|
Technologie
|
|
MSC 01
|
ABMGw 01
|
HSL
|
2
|
TDM
|
|
ABMGw 05
|
HSL
|
4
|
TDM
|
|
ABBSC 06
|
HSL
|
2
|
TDM
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Tableau 12: Repartions des liens de
signalisation provenant du MSC monolithique
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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2. Description du ss7 core actuel
Les protocoles de transport utilisés dans le réseau
de signalisation de Moov-ci sont
principalement le TDM, l'ATM et l'IP. Nous présenterons
alors dans ce chapitre ces différents protocoles ainsi que les
équipements et entités logicielles qui s'en servent pour le
transfert des messages de signalisation.
2.1.La plate forme AXE
Les équipements TDM tournent principalement avec la plate
forme AXE. L'AXE est un
système de commutation à commande par programme
enregistré (SPC) développé par la société
Ericsson (Suède).
Les équipements conçus sous l'architecture AXE
sont utilisés pour le trafic des abonnés mobile (GSM) ou comme
centraux de transit internationaux
Les équipements fonctionnant sous la plateforme AXE
dans le coeur du réseau de Moov Côte d'Ivoire sont le MSC
monolithique, les MSC-Server (MSS), le HLR/AUC qui sont tous du constructeur
Ericsson. A côté de ceux-ci, on peut citer le SGSN du
réseau GPRS.
2.2.La plate forme CPP
La plateforme CPP est une plateforme pour les applications de
haute disponibilité utilisées
dans le développement d'équipements
réseau basés sur les protocoles ATM ou IP. Cette plateforme
comprend un système de contrôle en temps réel, un
système de transport basé sur la technologie ATM et offre des
interfaces dont les débits varient de 1,5 à 155 Mbits/s qui
peuvent aisément s'accommoder à n'importe quelles connexions.
Les équipements fonctionnant sous cette plateforme sont
essentiellement les Media Gateway du constructeur Ericsson. On peut
également citer le GGSN du réseau GPRS.
2.3.L'interface de dialogue TDM
Dans le réseau SS7 core il existe différents types
d'interfaces physiques normalisées et
nommées ET (Exchange Terminal). Celle utilisée
dans la technologie TDM est le ET-C41. C'est un port qui est
réservé à la connexion de E1. Ci-dessous
présenté le rack contenant cette carte. Ce rack est
constitué de deux sous racks : le sous rack APG40 qui représente
la partie motrice de l'équipement, il contient un processeur, un disque
dur et une alimentation et le sous rack GEM pour Generic Ericsson Magazine qui
contient les cartes ET-C41. Ces cartes sont disposées de façon
verticale dans le GEM.
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
Sous rack APG
Carte ET-C41
Sous rack GEM
Figure 11 Rack d'un équipement TDM
La figure 11 nous montre un exemple de carte ET-C41 extrait du
GEM. Elle comporte quatre(4) ports STM-1 et supporte au maximum 7000 connexions
TDM simultanés. Chaque port est configuré comme des canaux STM-1
provenant de 63 liens E1 logiques. On y configure des liens HSL basé sur
le TDM de 2Mbps.
2.3.1. Description Hardware des équipements
TDM
Dans cette partie nous allons décrire la structure interne
des équipements qui utilisent la
technologie TDM pour véhiculer les messages dans le
réseau de signalisation SS7. Ce sont le HLR et le MSC monolithique.
Figure 12 : Structure interne d'un
équipement TDM
21
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
Sur la figure 12, toutes les connexions physiques
représentées sont dupliquées en réalité pour
prévenir le risque de rupture de liaison pour cause de fautes
matérielles. Les équipements TDM sont composés d'un module
principal GEM comme défini ci-dessus et de plusieurs modules d'extension
au sein desquels sont implémentés des terminaux de signalisation
c'est le GDM pour Generic Device Magazine :
les modules ET155-1 ont pour objectif de simplifier la
connexion de l'équipement au réseau de transport SDH. Ils offrent
typiquement la possibilité de relier un STM-1 à la machine. Sur
ce support il est possible de faire passer du trafic et de la signalisation.
le Group Switch (GS) : le modèle du « group switch
» des équipements TDM de Moov est le GS890. Il permet de faire la
commutation des circuits de signalisation connectés aux
équipements. L'interface entre le GS et les DL-34 qui sont des
points de commutation forme le backplane de l'équipement.
les terminaux de signalisation : on les retrouve dans les
modules d'extension. Nous avons représenté un terminal de
signalisation (le RPG-3) qui offre la possibilité de connecter seize
(16) liens de signalisation SS7 aux équipements. On trouve aussi dans le
même cadre les terminaux de signalisation RPP (non
représentés) utilisés pour gérer les liaisons HSL
au sein de la machine. Examinons comment sont ces liaisons HSL.
Principe du HSL
Le lien haute vitesse ou High speed Link (HSL) est une
technologie permettant d'occuper la totalité d'un E1 à 2 Mbps
pour transmettre de la signalisation. Avec un nombre maximum de 4 liens HSL par
RPP, la capacité de signalisation peut être augmentée
à 8 Mbps, contrairement à la signalisation conventionnelle avec
16*64 Kbps pour un débit de 1 Mbps.
2.3.2. Les liens de signalisation sur TDM dans le
réseau de signalisation de Moov-ci
Les techniques de transport dimensionnées dans le
réseau de signalisation SS7 core utilisant la
technologie TDM sont de deux types.
a. SS7 sur TDM (HSL)
Les HSLs (High speed Signaling Link) sont dimensionnés
sur l'interface A (MGw-BSC) et
l'interface liant les MGw aux HLR. Les protocoles attendus
sont BSSAP (MGw-BSC), MAP (MGw-HLR). Le seuil d'utilisation est fixé
à 40%.
b. SS7 sur TDM (LSL)
Le LSL (Low speed Signaling link) est un faisceau de liens que
MOOV créé dans un E1. Ce
faisceau regroupe un nombre total de 16 TS. Le débit
d'un TS étant de 64Kbps, le LSL permet de véhiculer les messages
de signalisation sur une bande passante de 1024Kbps. Le seuil d'utilisation est
fixé à 30%.
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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2.4.Les interfaces de dialogue ATM
Les interfaces physiques de dialogue ET (Exchange terminal) dans
la technologie ATM sont
des ports réservés à la connexion des fibres
optiques et des connexions de E1 tout en assurant des bandes passantes
différentes.
Les figures 13 et 14 nous montrent des exemples de sous racks
dans lesquels on retrouve ces cartes.
Connexion de FO
Connexion de E1
Figure 13 : Sous rack servant à la connexion de E1
et de FO
Figure 14 : Sous rack servant à
la connexion de FO
Dans ces deux sous racks on trouve des cartes ET-M4
dédiées à la connexion de fibre optique et des cartes
ET-MC41 qui sont utilisées pour la configuration des IMA (Inverse
Multiplexing for ATM) qui sont des E1 regroupés ensemble. Nous rappelons
que ces cartes sont disposées de façon verticale dans les sous
racks.
2.4.1. Carte ET-M4
Il y a trois types de cartes ET-M4 à savoir le ET-M4/1, le
ET-M4/22 et le ET-MF4 (nouvelle
version des ET-M4). Les deux premières ont à
elles seules deux (2) ports à fibre optique pour les connexions
externes. Ces deux ports optiques peuvent être configurés comme
des STM-1 (155.52Mbps). Ces cartes supportent les canaux ATM. Elles
concatènent les cellules ATM
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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directement sur le circuit virtuel 4 (VC4) du SDH. Ces cartes
supportent plus de 1800 VC (virtuel connections). Le nombre des chemins
virtuels (VP) sont limités à 48 par cartes.
Carte ET-M4/1
Carte ET-MF4
Figure 15 : Cartes de type
ET-M4
2.4.2. Carte ET-MC41
Il existe deux versions de cartes ayant les mêmes
propriétés. Ces cartes comportent des ports
optiques de 155Mbps. Ces ports peuvent être
configurés en STM-1 en créant 63 liens E1 regroupés en
IMA. Chaque E1 est utilisé pour l'acheminement du trafic ATM.
Chaque E1 peut supporter au delà de 28 connexions VC. Deux
de ces liens sont réservés pour les tunnels AAL2. Chaque lien ne
peut supporter que deux connexions VP.
Carte ET-MC41/1
Carte ET-MC41/2
Figure 16 : Carte de type ET-MC41
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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2.4.3. Description Hardware des équipements
ATM
La MGw et le Server d'appel (MSS) sont des équipements qui
fonctionnent dans le réseau de
signalisation avec le protocole ATM. Nous allons montrer la
description Hardware de ces deux noeuds.
Les équipements ATM sont constitués de plusieurs
modules contenus dans un rack. La particularité de ces différents
modules est qu'avec l'ajout de nouvelles cartes électroniques il est
possible d'augmenter la capacité en termes de trafic de
l'équipement ou implémenter d'autres fonctionnalités.
L'implémentation de ces cartes dépend de la version logicielle de
l'équipement et de la configuration du sous-rack. Elles sont toutes
connectées au Backplane (Voir figure 17).
Figure 17 : Structure interne d'un
équipement ATM
Rôle du SCB (Switch Core Board)
Il existe en paire et on y trouve deux par sous rack. Il permet
la communication entre les
cartes insérées dans un rack donné et de
leur alimentation.
Rôle du SXB (Switch eXtension Board)
Il favorise l'extension de l'équipement. En effet, il
assure la mise en relation de nouveaux
modules insérés dans le rack avec ceux
déjà existant.
Rôle du GPB (General Purpose Board)
Le GPB peut être configuré pour fonctionner comme le
processeur principal pour
l'équipement ou fournir les messages interactifs à
celui-ci. Dans la configuration actuelle il
fonctionne comme le processeur principal des équipements
ATM. Celui utilisé actuellement
est le GPB40.
Rôle du MSB (Media Stream Board)
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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Il permet à l'équipement de se connecter
à différents réseaux. Il intègre des codeurs qui
supportent le PCM et l'AMR pour le codage de la voix. Il possède aussi
des fonctions qui supportent la commutation des circuits de paroles.
Rôle du TUB (Timing Unit Board)
Il assure la synchronisation des signaux
échangés entre les éléments qui constituent
l'équipement ATM et surtout entre les autres équipements du
réseau avec qui il est connecté.
2.5.Les liens de signalisation sur ATM dans le
réseau de signalisation de Moov-ci Les techniques de transport
définies à base de la technologie ATM sont de deux types :
2.5.1. SS7 sur ATM (Via STM-1)
Ces liens sont dimensionnés pour un trafic de
signalisation très important. C'est la
signalisation SS7 sur ATM avec un STM-1 de 155Mbps de bande
passante. Dans l'architecture de MOOV-CI, on l'utilise pour interconnecter les
MSC-Servers aux MGw. C'est-à-dire l'interface Mc. Les différents
protocoles qui y sont véhiculés sont le GCP, BSSAP, MAP, ISUP,
BICC. Ils sont aussi utilisés pour le contrôle de certains MGWs.
La charge maximale est fixée à 40%. Grâce à la
redondance, en cas de rupture d'un lien, le second prendra la relève
mais supportera les 80% d'utilisation.
2.5.2. SS7 sur ATM (Via IMA)
Au niveau de l'interface Nb c'est le control part qui est
utilisé pour acheminer le trafic de
signalisation de bout en bout entre les MGw pour aboutir aux
noeuds souhaités. Sur cette interface, ERICSSON configure des IMA.
Sachant qu'un IMA prend au maximum 8 E1, nous avons un débit maximum de
16384 Kbps. On utilise un E1 sur IMA pour la signalisation.
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
3. Etude du dimensionnement du réseau ss7 core
actuel
3.1.Principe du dimensionnement des liens de
signalisation
Le dimensionnement d'un réseau de signalisation est
d'une importance capitale car il permet le bon fonctionnement du réseau
de trafic voix. Le dimensionnement des liens de signalisation requiert les
données telles que le nombre total d'abonnés dans une zone bien
déterminée, le type de signalisation qui transite entre les
noeuds. Dans cette partie du projet, nous nous attellerons à
présenter le dimensionnement des différentes bandes passantes
déjà effectué par Ericsson. Ce qui constituera pour nous
un prélude à l'optimisation de ce réseau de
signalisation.
Pour déterminer le dimensionnement fait par Ericsson,
nous avons procédé par répertorier sur les
différentes interfaces de signalisation définies, le nombre de
liens de signalisation. Ces liens sont du type TDM et du type AAL5/ATM. Nous
avons donc sur chaque équipement, recherché les liens
définis au niveau de chaque port. Il faudrait savoir dans la suite du
dimensionnement que la signalisation n'est jamais compressée
contrairement au trafic voix. La valeur seuil d'utilisation de ces liens vue
qu'ils sont du type ATM et TDM est fixée à 40%. Chaque lien ATM a
un profil bien fixé. Ce profil varie de 440 à 7040 cellules par
second (cps).Le passage des cellules par second au kilo bits par second est
possible grâce à la formule ci-dessous.
|
BW (Kbps) =
|
Nbre(cps) x 53 x 8
1024 (I)
|
Au niveau des liens TDM nous allons nous baser sur la
capacité d'un E1 pour sortir toutes les capacités définies
entre les équipements qui utilisent le protocole TDM avec la formule ci
après.
BW(Kbps)LSL = NbreLiens x 64 (II)
BW(Kbps)HSL = NbreLiens x 2048
(III)
Sachant qu'un E1 supporte 2048 kbps on peut déterminer
le débit sur les liens TDM puisque tous les liens TDM sont soit des E1
ou des liens STM-1. On retient que
1 STM-1= 63 E1 soit un débit de 155 Mbps.
Dans la suite nous allons présenter pour chaque type de
lien (TDM, ATM) le profil défini ainsi que la bande passante qui en
découle.
|
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
3.2.Notion de compteurs et d'indicateurs de performance
Les compteurs sont des grandeurs qui traduisent le nombre de
succès ou d'échecs d'un
échange entre équipements. En effet, à
chaque noeud d'échange est prévu un compteur qui est
incrémenté suivant la réponse d'un équipement
à l'autre. Ils permettent de totaliser le nombre de messages
envoyés pour remplir une fonction donnée ou marquer un
événement précis sur le réseau. Les notions de
compteurs et d'indicateurs de performance (KPI) sont intimement liées
dans la mesure où les dernières citées sont
définies à partir des premières. En effet, un indicateur
de performance se définit comme une grandeur établie à
partir de quantités observables ou calculables grâce à des
compteurs. Un indicateur est donc le résultat d'une opération
effectuée avec le contenu d'un ou des compteurs. C'est une variable
définie par les acteurs de la qualité de service qui donne une
information exploitable. Dans notre projet cette variable va traduire le taux
de charges des liens de signalisation.
Pour le dimensionnement fait dans le réseau de
signalisation de Moov-ci le seuil de ce taux de charge est fixé à
40% pour les liens à haut débit(HSL) et ATM. Il est à 30%
pour les liens à faible débit(LSL).
Si le seuil fixé est franchi alors il faut augmenter le
nombre de liens de signalisation ou bien faire une extension du réseau
de signalisation en créant d'autres noeuds qui pourront compenser la
charge du trafic de signalisation.
Dans la suite nous allons nous atteler à analyser le
taux de charge de ces différents liens de signalisation entres les
noeuds du réseau de signalisation SS7.
3.3.Analyse de la performance du réseau de
signalisation SS7 core
Les compteurs qui évaluent la performance des liens
à faible débit (LSL) n'étant pas activés,
notre analyse se basera uniquement sur les liens à haut
débit (HSL) et les liens ATM créés dans le réseau
de signalisation core. Cette analyse s'appuie sur les données du service
qualité. Ces relevés faits par le service qualité comptent
pour le mois de Août 2012 (Du 27 juillet au
27 Août 2012). Nous précisons que seuls les
relevés faits à l'heure chargée sont
considérés.
3.3.1. Analyse de la performance pour les liens TDM
Les liens de signalisation créés sur la technologie
TDM supportent les noeuds suivant : le
BSC, la MGw, le HLR et le MSC monolithique.
a. Analyse de la performance sur les liens provenant du
MSC monolithique
Performance sur les liens
La figure 18 montre l'évolution du taux de charge sur
les différents liens de signalisation. On rappelle que le seuil
fixé par l'équipementier est de 40%.
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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|
50
45
40
35
30
25
20
15
MSC01 ABMGW01
10
5
0
MSC01 ABMGW02
MSC01 ABMGW05
Heure Chargée
Taux de charge en %
27/07/2012 29/07/2012 31/07/2012 02/08/2012 04/08/2012 06/08/2012
08/08/2012 10/08/2012 12/08/2012 14/08/2012 16/08/2012 18/08/2012 20/08/2012
22/08/2012 24/08/2012 26/08/2012
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
Projet de fin d'étude
Figure 18 : Evolution du taux de charge provenant du
MSC monolithique
On constate que les liens de signalisation entre les MGw et le
MSC monolithique sont bien utilisés. Le lien entre la MGw 01 et le MSC a
franchi une fois (le 08/08/12) le seuil de 40%. Ce lien est à suivre de
près. Les liens ont été « swapé » le
14/08 c'est pourquoi le taux à ce niveau est nul.
Analyse de la capacité des liens
Cette partie est très importante car les données
qui seront présentées ici serviront au dimensionnement du futur
réseau de signalisation que nous proposerons. On notera aussi que : 1
faisceau LSL= 64 kbps et un lien HSL=2048 kbps.
|
Noeuds
|
Profil
associé
|
BW (Mbps)
|
Taux de
charge à
|
BW requise
(Tc-40%)*BW
|
|
|
|
40%
|
|
|
MSC01<-->ABMGw01
|
2 HSL
|
4,1
|
43,13
|
0,12
|
|
MSC01<-->ABMGw02
|
2 HSL
|
4,1
|
27,72
|
-
|
|
MSC01<-->ABMGw05
|
4 HSL
|
8,19
|
33,23
|
-
|
Tableau 13 : Dimensionnement des liens provenant du MSC
01
Après analyse nous constatons que le MSC monolithique a
besoin d'une capacité de 0,12 Mbps sur le lien
(MSC01-ABMGW01) .
b. Analyse de la performance sur les liens provenant des
HLRs
Performance des liens
La figure ci-dessus montre qu'un taux de plus de 60% a
été atteint une fois sur le lien entre le
HLR01 et la MGw01. Aussi le taux de charge sur les liens entre le
HLR02 et les MGw06
|
|
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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|
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
etMGw02 dépasse le seuil de 40%. Les liens entres ces
différents noeuds doivent être optimisés.
|
% w w rg cha w ux a
|
70
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
HLR01 ABMSS03 HLR01 MGW01 HLR01 MGW02 YOHLR02 ABHLR01
YOHLR02 ABMGW03
|
|
60
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
50
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
10
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
0
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
2
0
|
|
7/07/2 9/07/2 1/07/2 2/08/2 4/08/2 6/08/2 8/08/2 0/08/2 2/08/2
4/08/2 6/08/2 8/08/2 0/08/2 2/08/2 4/08/2 6/08/2
O
H
L
73 73
o
2
A
M
G
0
6
|
|
2
2
3 0 0 0 0 1
1
1
1
1
2
2
2
2
|
|
x
rDC
Z
rD
ASIZaorD.rD
|
Figure 19 : Evolution du taux de charge provenant des
HLRs
Analyse de la capacité des liens provenant des
HLRs
Le tableau ci-dessus nous donne le taux de charge sur les liens
provenant des HLRs ainsi que
les débits nécessaires pour un fonctionnement
normal.
|
Noeuds
|
Profil
associé
|
BW
(Mbps)
|
Taux de
charge à
40%
|
BW requise
(Tc-40%)*BW
|
|
HLR01<--?
|
ABMGw01
|
3 HSL
|
6,14
|
63,54
|
1,44
|
|
ABMGw02
|
3 HSL
|
6,14
|
43,56
|
0,21
|
|
ABMSS03
|
2 HSL
|
4,1
|
0,43
|
-
|
|
HLR02<--?
|
ABMGw03
|
3 HSL
|
6,14
|
29,62
|
-
|
|
ABMGw06
|
3 HSL
|
6,14
|
50,94
|
0,67
|
|
HLR01
|
4 HSL
|
8,19
|
0,43
|
-
|
Tableau 14 : Dimensionnement des liens provenant des
HLRs
Nous remarquons que les deux HLRs ont besoin d'autres cartes pour
diminuer la charge sur les liens (HLR01-MGW01&MGW02) et (HLR02-MGW06).
c. Analyse de la performance sur les liens de l'interface A
Performance des liens sur l'interface A
|
|
|
30
|
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
|
|
|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
Sur la figure 20 nous constatons que sur les neuf (9) interfaces
(interface A) il y a six (6) qui ont un taux d'utilisation avoisinant le seuil
de 40% (plus de la moitié). Là encore faut-il rappeler que des
mesures d'optimisation doivent être prises vu l'importance de cette
interface dans le réseau de signalisation SS7.
Taux de charge en %
40
60
50
30
20
10
0
27/07/2012 29/07/2012 31/07/2012 02/08/2012 04/08/2012 06/08/2012
08/08/2012 10/08/2012 12/08/2012 14/08/2012 16/08/2012 18/08/2012 20/08/2012
22/08/2012 24/08/2012 26/08/2012
Heure chargée
YOBSC04 ABMGW03
YOBSC04 ABMGW06
ABBSC05 ABMGW05
BSC01 ABMGW01
BSC01 ABMGW02
BSC02 ABMGW03
BSC02 ABMGW06
BSC03 ABMGW01
BSC03 ABMGW02
Figure 20 : Evolution du taux de charge
sur l'interface A (BSC-MGw)
Analyse de la capacité des liens
Après analyse nous avons reporté dans le tableau
ci-dessous les résultats constatés. Nous que des cartes
supplémentaires doivent être affectées à certains
MGWs notamment les MGW01, MGW02 et MGW03 alors que ces équipements n'ont
plus de capacité disponible en termes de cartes.
31
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
Noeuds
|
Profil
associé
|
BW
(Mbps)
|
Taux de charge à
40%
|
BW requise
(Tc-40%)*BW
|
|
YOBSC04<-->ABMGw06
|
4 HSL
|
8,19
|
20,62
|
-
|
|
YOBSC02<-->
|
ABMGw03
|
2 HSL
|
4,1
|
42,35
|
0,09
|
|
YoMGw06
|
2 HSL
|
4,1
|
43,78
|
0,15
|
|
ABBSC01<-->
|
ABMGw01
|
2 HSL
|
4,1
|
50,1
|
0,41
|
|
ABMGw02
|
2 HSL
|
4,1
|
50,5
|
0,43
|
|
ABBSC03<-->
|
ABMGw01
|
2 HSL
|
4,1
|
42,35
|
0,09
|
|
ABMGw02
|
2 HSL
|
4,1
|
42,37
|
0,1
|
|
ABBSC05<-->
|
ABMGw01
|
1 HSL
|
2,05
|
-
|
-
|
|
ABMGw02
|
1 HSL
|
2,05
|
-
|
-
|
|
ABMGw05
|
4 HSL
|
8,19
|
30,12
|
-
|
|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
Tableau 15: Dimensionnement sur
l'interface A 3.3.2. Analyse de la performance pour les liens ATM
Les liens de signalisation basés sur la technologie ATM
ont été créés dans les noeuds les plus importants
du réseau core à savoir le serveur de contrôle d'appel
(MSC-Server) et les média Gateway (MGw). Ces noeuds représentent
la partie principale du réseau de signalisation. Mais les compteurs dans
les MGws n'étant pas activés pour la signalisation, les liens sur
l'interface Nb (MGw-MGW) ne seront pas évoqués dans notre projet.
Cependant une étude a été menée par un stagiaire
l'année dernière proposant des mesures d'optimisation sur les
liens de signalisation au niveau de cette interface Nb. Du reste nous
montrerons l'évolution du taux d'utilisation sur l'interface Mc
(MGw-MSS) et sur les circuits entre les serveurs de contrôle d'appel
(MSC-server). Le seuil est toujours à 40%.
a. Analyse de la performance sur les liens de
l'interface Mc
Performance sur l'interface Mc
La figure 21 nous présente l'évolution du taux
d'utilisation sur ce lien.
|
|
|
32
|
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
|
|
Projet de fin d'étude
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
100
ABMSS01 ABMGW01
90
80
ABMSS01 ABMGW02 ABMSS01 ABMGW04
70
ABMSS01 ABMGW05 ABMSS02 ABMGW01 ABMSS02 ABMGW02 ABMSS02
ABMGW05
Taux de charge en %
60
50
40
30
20
10
ABMSS03 YOMGW03 ABMSS03 YAMGW04 ABMSS03 YOMGW06 YOMSS04 YOMGW03
YOMSS04 YAMGW04 YOMSS04 ABMGW05
YOMSS04 YOMGW06
0
ABMSS05 ABMGW01
27/07/2012
ABMSS05 ABMGW02
18/08/2012
ABMSS05 ABMGW05
16/08/2012
14/08/2012
12/08/2012
10/08/2012
31/07/2012
26/08/2012
24/08/2012
22/08/2012
20/08/2012
29/07/2012
02/08/2012
08/08/2012
06/08/2012
04/08/2012
ABMSS05 YOMGW06
Heure chargée
Figure 21 : Evolution du taux de charge sur l'interface
Mc
La figure 21 révèle que le lien entre le ABMSS01
et la ABMGw05 est le plus chargé avec un pic de 88,57% qui fait plus du
double du seuil. Ce lien doit être absolument optimisé. Les autres
liens (ABMSS01-MGw01, ABMSS02-MGw02, ABMSS02-MGw05 et ABMSS05-MGw06)
connaissent aussi des taux de charge supérieurs au seuil. Le lien Mc
étant très important dans le réseau de signalisation SS7
il va falloir l'optimiser pour assurer la viabilité des routes de
signalisation.
Analyse de la capacité des liens
Les MSS sont les noeuds qui ont pour la plupart atteint leurs
limites en termes de cartes. Nous constatons bien qu'il faut optimiser les
liens sur l'interface Mc alors les MSS ne disposent a plus de capacité
pour recevoir de nouvelles cartes. C'est un véritable problème
pour l'entreprise qu'il faut chercher à résoudre.
33
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
Noeuds
|
Profil associé
(cps)
|
BW
(Mbps)
|
Taux de
charge à
40%
|
BW requise
(Tc-40%)*BW
|
|
YOMSS03<-->
|
ABMGw03
|
2+61880, 3520]
|
9,47
|
33,05
|
-
|
|
YAMGw04
|
411760]
|
2 ,9
|
19,5
|
-
|
|
ABMGw06
|
813520]
|
11,66
|
19,5
|
-
|
|
YOMSS04<-->
|
ABMGw03
|
813520]
|
11,66
|
21,04
|
-
|
|
YAMGw04
|
413520]
|
5,83
|
2,44
|
-
|
|
ABMGw05
|
411760]
|
2 ,9
|
10,82
|
-
|
|
ABMGw06
|
161440]
|
2 ,915
|
16,38
|
-
|
|
ABMSS01<-->
|
ABMGw01
|
813520]
|
11,66
|
60,87
|
2,43
|
|
ABMGw02
|
813520]
|
11,66
|
52,04
|
1,40
|
|
YAMGw04
|
413520]
|
5,83
|
7
|
-
|
|
ABMGw05
|
51880]
|
1,8
|
88,57
|
0,87
|
|
ABMSS02<-->
|
ABMGw01
|
613520]
|
8,7
|
51,8
|
1,02
|
|
ABMGw02
|
613520]
|
8,7
|
44,24
|
0,36
|
|
ABMGw05
|
41880]
|
1,46
|
60,37
|
0,29
|
|
ABMSS05<-->
|
ABMGw01
|
2+913520, 880]
|
6,2
|
6,12
|
-
|
|
ABMGw02
|
91880]
|
3,3
|
17,8
|
-
|
|
ABMGw05
|
313520]
|
4,4
|
18,86
|
-
|
|
ABMGw06
|
413520]
|
2 ,9
|
66,17
|
0,75
|
|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
Tableau 16: Dimensionnement sur
l'interface Mc b. Analyse de la performance des liens sur l'interface
Nc
Performance des liens
La figure ci-dessous montre que les circuits de signalisation
entre les (ABMSS01-ABMSS03 et ABMSS02-ABMSS03) dépassent largement le
seuil de 40%. Le lien entre ABMSS01 et YOMSS04 est autour du seuil. Les
serveurs de contrôles étant importants il faut dans ce cas aussi
optimiser la route de signalisation entre ces différents circuits.
|
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|
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
|
|
|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
taux de charge
40
80
70
60
50
30
20
10
0
27/07/2012
29/07/2012
31/07/2012
02/08/2012
04/08/2012
06/08/2012
Heure chargée
08/08/2012
10/08/2012
12/08/2012
14/08/2012
16/08/2012
18/08/2012
20/08/2012
22/08/2012
24/08/2012
26/08/2012
ABMSS01 YOMSS03
ABMSS01 YOMSS04 ABMSS01 ABMSS05 ABMSS02 YOMSS03 ABMSS02
YOMSS04
ABMSS02 ABMSS05
YOMSS03 YOMSS04
ABMSS05 YOMSS03
ABMSS05 YOMSS04
Figure 22 : Evolution du taux de charge sur l'interface
Nc
Analyse de la performance des liens
Les MSS ayant atteint leur limite en terme de capacité
des solutions idoines doivent être prises pour prendre en charge le
débit requis sur les liens afin d'éviter les congestions qui
deviennent de plus en plus remarquables sur les liens ATM
|
Noeuds
|
Profil
associé
(cps)
|
BW (Mbps)
|
Taux de
charge à
40%
|
BW requise
(Tc-40%)*BW
|
|
YOMSS03<-->
|
ABMSS 01
|
2[440]
|
0,36
|
69,98
|
0,11
|
|
ABMSS 05
|
2[880]
|
0,73
|
8,62
|
-
|
|
ABMSS 02
|
2[3520]
|
2,92
|
56,60
|
0,48
|
|
YOMSS04
|
8[440]
|
1,46
|
28,38
|
-
|
|
YOMSS04<-->
|
ABMSS 01
|
4[3520]
|
5,83
|
43,5
|
0,2
|
|
ABMSS 02
|
4[3520]
|
5,83
|
25,72
|
-
|
|
ABMSS 05
|
4[440]
|
0,73
|
9,24
|
-
|
|
ABMSS05<-->
|
ABMSS 01
|
4[880]
|
1,46
|
3,98
|
-
|
|
ABMSS 02
|
4[880]
|
1,46
|
-
|
-
|
Tableau 17: Dimensionnement sur
l'interface Nc
Les liens (YOMSS03-ABMSS01&ABMSS02) ainsi que le lien
(YOMSS04 -ABMSS01) doivent être absolument optimisés alors que ces
noeuds ne disposent plus de cartes à cette fin.
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35
|
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
|
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|
Projet de fin d'étude
|
|
|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
4. Observations et perspectives
L'évaluation de la capacité des liens que nous
avons faite révèle effectivement que des actions concrètes
doivent être menées pour optimiser l'actuel réseau de
signalisation SS7 de Moov-ci. Ce réseau qui est basé sur la
technologie TDM et ATM subit très souvent des améliorations.
Cependant ces améliorations consistent à augmenter les liens de
signalisations entre les différents noeuds toutes les fois que le taux
de charge sur ces liens dépasse le seuil de 40% pour les liens haut
débit (HSL et ATM) et de 30% pour les liens LSL. Mais nous avons
constaté que plusieurs noeuds dans le réseau de signalisation
actuel ont atteint leurs limites en termes de cartes notamment les MSS.
C'est-à dire la seule solution qui s'offre à l'entreprise est de
faire une extension de son réseau en y intégrant de nouveaux
équipements.
C'est pourquoi dans la suite du projet nous proposerons
à Moov d'opter pour une autre technologie de transport pour son
réseau de signalisation. D'une part La technologie de transport de nos
jours dont l'utilisation dans le monde des télécommunications est
en vogue est l'IP (le tout IP). D'autre part Moov étant dans une phase
de déploiement de la technologie 3G qui est une technologie
agrégée généralement à l'IP notre solution
sera la bienvenue pour notre entreprise d'accueil.
Pour se faire nous allons dans la troisième partie de
notre travail montrer d'abord ce que gagnerait l'entreprise comme
bénéfice en choisissant le protocole IP pour dimensionner son
réseau de signalisation SS7 core. Ensuite nous détaillerons les
différentes étapes à suivre afin de pouvoir disposer d'un
réseau de signalisation SS7/IP qui soit à la hauteur des attentes
technologiques. Il faut souligner que le dimensionnement que nous ferons
aboutira à la résolution des problèmes de taux de charge
constatés sur le réseau de signalisation existant.
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
|
Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
PARTIE II :
ETUDE TECHNIQUE DU
PROJET
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37
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique 2012
|
Projet de fin d'étude
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|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
CHAPITRE III : DIMENSIONNEMENT DU RESEAU DE
SIGNALISATION
1. Choix de l'IP au profit de l'ATM
Les raisons sont des plusieurs qui nous poussent à opter
pour la technique de transport IP au
profit de l'ATM. En effet depuis l'avènement du protocole
MPLS les réseaux IP ont atteint les mêmes qualités de
services que les réseaux ATM. Le compromis IP/MPLS présente des
avantages à divers niveaux pour les entreprises de
téléphonie mobile de nos jours :
1.1. Réduction des couts d'exploitation
Avec IP/MPLS il n'y a plus de séparation de technique de
commutation dans le coeur du
réseau. On est amené à une seule technique
de commutation à savoir la commutation par paquet donc une fusion du
réseau voix et du réseau données sur les mêmes
infrastructures IP. Ce qui va entrainer considérablement une baisse des
coûts au niveau de la maintenance du coeur du réseau.
1.2. La robustesse de l'IP
Le réseau de signalisation sur ATM n'étant pas
robuste les routeurs dans ce réseau sont très
sensibles aux défaillances. Par contre le compromis
IP/MPLS est doté des protocoles très puissants comme le SCTP
rendant le réseau de signalisation très robuste.
C'est-à-dire en cas de défaillance d'un routeur plusieurs autres
chemins sont définis pour assurer l'acheminement des paquets ce qui
n'est pas le cas dans la technologie ATM.
1.3. Les ressources
Le réseau de signalisation ATM est limité à
la configuration maillée. Par conséquent il
nécessite plusieurs liens physiques pour assurer la
commutation. L'IP utilise moins de
ressources car il est adapté à n'importe quelle
configuration (étoile, bus, etc.). Ce qui entraine aussi une
intégration aisée de nouveaux services dans le réseau.
1.4. Un routage adaptatif
Contrairement au réseau ATM qui est très sensible
aux congestions il est possible de
configurer les routeurs IP/PMLS pour un routage adaptatif
c'est-à-dire en cas de congestion sur un lien les paquets sont
envoyés automatiquement sur d'autres liens.
2. Introduction au SIGTRAN
SIGTRAN est un groupe de travail à Internet Engineering
Task Force (IETF) qui a conçu une nouvelle collection de protocoles pour
transporter les messages de signalisation SS7
sur IP. Cette suite de protocoles normalisés en 2001 se
compose d'un nouveau mode de transport et de divers protocoles d'adaptation.
L'utilisation des protocoles de SIGTRAN est la première étape
pour fusionner les réseaux de signalisation SS7 classiques avec les
réseaux IP. La raison principale d'utilisation de IP réside dans
sa puissance de rendre les réseaux SS7
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|
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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|
Projet de fin d'étude
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|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
moins encombrant tout en leur assurant une bonne
flexibilité. La solution de SIGTRAN sert également à
relier commodément ensemble de petits réseaux de signalisation
SS7 isolés, qui autrement auraient exigé une infrastructure SS7
chère. C'est pourquoi aujourd'hui la quasi-totalité des
compagnies de télécommunication convergent vers un réseau
tout IP (Full IP).
Aussi, pour le transfert des messages sur IP les protocoles de
transport utilisés sont TCP (Transmission Control Protocol) et UDP (User
Datagram Protocol ) mais pour le transport des messages en temps réel
à l'instar de la signalisation l'utilisation des ces deux protocoles de
transport perd son efficacité. En effet les caractéristiques d'un
message transporté en temps réel sont :
La fiabilité du transport
La redondance en cas de coupure d'un lien physique
Le délai de transmission
La sécurité dans le service
UDP et TCP ne supportant pas toutes ces conditions un nouveau
mode de transport a été créé par le groupe SIGTRAN
qui est le SCTP (Stream Control Transmission Protocol) qui va prendre en
charges le transport de message de signalisation sur IP en temps réel en
assurant toutes les conditions citées ci-dessus.
SIGTRAN définit un protocole de transport fiable
appelé SCTP ainsi qu'un ensemble de modules d'adaptation permettant de
transporter des protocoles de signalisation téléphonique sur IP
(Voir figure 23).
Partie Utilisateur SS7
PHYSIQUE
M3UA
SCTP
IP
Figure 23 : Couche de protocole
SIGTRAN
2.1.La couche M3UA (MPT3 User Adaptation)
Le protocole M3ÚA a une fonction similaire à celle
de MTP-3 dans le TDM et à celle de
MTP-3b dans l'ATM. Sa fonction principale est de permettre le
routage des couches clientes
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
MTP (exemple SCCP et ISUP) sur IP. Ce protocole permet aussi
la supervision et le maintien de la communication vers d'autres noeuds dans le
réseau.
2.2.La couche SCTP (Stream Control Transmission
Protocol)
SCTP est un protocole unicast et permet l'échange de
données en mode bidirectionnel entre
deux endpoints SCTP. SCTP fournit un transport fiable,
détecte le rejet, la duplication de données ainsi que les
données erronées et retransmet les données corrompues. A
ce propos, SCTP gère des temporisateurs plus courts que ceux de TCP car
il s'agit de transporter des données de signalisation qui ont des
contraintes de temps de livraison plus strictes que celles liées aux
données classiques. Une des fonctionnalités principales du
protocole SCTP est le multi-homing, c'est à dire la capacité pour
un endpoint SCTP de supporter plusieurs adresses IP facilitant ainsi la
redondance des liens. Ceci est un avantage comparé à TCP.
2.3.La couche IP
IP est un protocole de niveau réseau fonctionnant dans un
mode non connecté, c'est-à-dire
que l'ensemble des paquets (ou datagrammes) constituant le
message sont indépendants les uns des autres : les paquets d'un
même message peuvent donc emprunter des chemins différents
utilisant des protocoles de routage comme IGP (Interior Gateway Protocol), RIP
(Routing Information Protocol) et OSPF (Open Shortest Path First), etc. Pour
pallier cette insuffisance au niveau de IP l'IETF a normalisé un
protocole appelé MPLS (Multi-Protocol Label Switching) qui est une
technique réseau de niveau 2.5.
MPLS traite la commutation en mode connecté
(basé sur les labels); les tables de commutation étant
calculées à partir d'informations provenant des protocoles de
routage IP ainsi que de protocoles de contrôle. MPLS peut être
considéré comme une interface apportant à IP le mode
connecté et la QoS. Il permet d'améliorer le rapport
performance/prix des équipements de routage, d'améliorer
l'efficacité du routage et d'enrichir les services de routage. Dans la
suite du projet on fera allusion à IP/MPLS à chaque fois qu'on
évoquera IP.
2.4.La couche physique
La technologie IP peut être implémentée sur
plusieurs couches physiques, de type électrique
ou optique et pour des distances limitées (1 à
100 m) ou étendues (plusieurs centaines de mètres). Au niveau des
réseaux locaux, le protocole retenu est l'Ethernet, il utilise les
câbles 10BaseT ou du coaxial (10base2 ou 10base5), dans sa version
à 100Mbps on parle de Fast Ethernet et c'est le type de support physique
qui est le plus utilisé dans les réseaux d'entreprise. Pour les
distances étendues c'est l'utilisation de la fibre optique ou des
faisceaux hertziens qui sera appropriée. Avec l'évolution de la
technologie on peut utiliser aussi des techniques de multiplexage comme le SDH
ou le WDM pour le transport des messages sur IP.
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40
|
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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|
Projet de fin d'étude
|
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|
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
3. Présentation du nouveau profil des liens de
signalisation sur les différents sites
Nous avons dans partie précédente remarqué
que certains liens demandaient de la ressource
pour éviter les problèmes de congestion dans le
réseau de signalisation SS7 core. En tenant compte de ces débits
nécessaires pour diminuer la charge sur les liens nous
présenterons le nouveau profil des liens de signalisation. Pour mieux
repartir la bande passante entre les équipements d'une part et afin de
faire un bon choix des équipements réseau nous allons construit
le réseau de signalisation sur les trois différents sites de
Moov-ci.
3.1. Le débit sur le site de Yamoussoukro
Nous n'avons pas pu malheureusement entrer en possession des
données KPI pour le site de
Yamoussoukro. Nous allons tout de même nous baser sur
l'ancien dimensionnement qui a été réalisé pour
faire l'estimation du nouveau trafic. Le tableau ci-dessous nous donne le
débit sur le site de Yamoussoukro. Le débit total est de
9,1 Mbps.
|
Noeuds
|
BW
(Mbps)
|
|
UMG01<--> BSC11
|
2
|
|
UMG01<--> BSC12
|
2
|
|
UMG01<-->YAMG04
|
4,1
|
|
UMG01<-->MSOFT
|
1
|
|
Total
|
9,1
|
Tableau 18: Répartition de la bande
passante sur le site de Yamoussoukro
3.2.Le débit sur le site de Yopougon
Les tableaux 19 nous donnent la nouvelle répartition de la
bande passante sur le site de
Yopougon. Nous obtenons un débit global de 44 ,87
Mbps.
|
Noeuds
|
BW
(Mbps)
|
|
BSC02<-->YOMGw03
|
4,19
|
|
BSC04<-->YOMGw06
|
8,19
|
|
HLR02<--> YOMGw03
|
6,14
|
|
HLR02<--> YOMGw06
|
6,81
|
|
Total
|
25,33
|
|
Noeuds
|
BW
(Mbps)
|
|
YOMSS03<-->YOMSS04
|
1,46
|
|
YOMSS03<--> YOMGw03
|
9,47
|
|
YOMSS04<--> YOMGw06
|
2,92
|
|
YOMGw03<--> YOMGw06
|
5,69
|
|
Total
|
19,54
|
Tableaux 19: Répartition de la bande
passante sur le site de Yopougon
|
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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3.3.Le débit sur le site de Riviera
Sur le site de Riviera nous avons aussi pris le soin de
redimensionner les bandes passantes
entre les différents équipements. C'est le site
principal du réseau core de Moov-ci. Il est celui qui regroupe plus
d'équipements.
|
Noeuds
|
BW
(Mbps)
|
|
MSC01<-->ABMGw01
|
4,22
|
|
MSC01<-->ABMGw02
|
4,1
|
|
MSC01<-->ABMGw05
|
8,19
|
|
BSC01<-->ABMGw01
|
4,51
|
|
BSC01<--> ABMGw02
|
4,53
|
|
BSC03<--> ABMGw01
|
4,19
|
|
BSC03<--> ABMGw02
|
4,2
|
|
BSC05<--> ABMGw05
|
8,19
|
|
ABMSS01<--> ABMGw01
|
14,09
|
|
ABMSS01<--> ABMGw02
|
13,06
|
|
Total
|
69,25
|
|
Noeuds
|
BW
(Mbps)
|
|
ABMSS02<--> ABMGw01
|
9,72
|
|
ABMSS02<--> ABMGw02
|
9,06
|
|
ABMSS05<--> ABMGw05
|
4,4
|
|
HLR01<--> ABMGw01
|
7,58
|
|
HLR01<--> ABMGw02
|
6,35
|
|
HLR01<--> ABMGw05
|
4,1
|
|
ABMGw01<--> ABMGw02
|
0,36
|
|
ABMGw01<--> ABMGw05
|
7,12
|
|
ABMGw02<--> ABMGw05
|
5,69
|
|
Total
|
54,38
|
Tableaux 20: Répartition de la bande
passante sur le site de Riviera
Nous avons dans les tableaux ci-dessus présenté
le nouveau profil des équipements. On a enregistré un
débit global de 123,63 Mbps.
3.4.Estimation de la nouvelle bande passante entre les
trois différents sites.
La solution que nous proposons pour l'instant est de mettre en
place un réseau fédérateur qui
va interconnecter les trois sites du réseau de
signalisation core de Moov. Ce réseau fédérateur aura pour
site principal le site de Riviera et pourra être interconnecté au
MPBN (Mobile Packet Backbone Network) qui est le backbone IP actuel de Moov. En
effet le réseau core de Moov étant en progressive
rénovation l'objectif final est de disposer à la fin de cette
mutation technologique d'un unique backbone IP.
Ci-dessous nous allons présenter le dimensionnement de
ce réseau fédérateur.
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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Yamoussoukro <--> Riviera
|
BW
(Mbps)
|
|
YAMG04<-->ABMG01
|
1,78
|
|
YAMG04<-->ABMG02
|
0,18
|
|
Total
|
1,96
|
|
Yopougon <--> Riviera
|
BW
(Mbps)
|
|
YOMGw03<-->ABMG01
|
1,07
|
|
YOMGw03<-->ABMG02
|
0,89
|
|
YOMGw06<-->ABMSS05
|
3,65
|
|
YOMSS03<-->ABMSS01
|
0,47
|
|
YOMSS04<-->ABMSS01
|
6,03
|
|
YOMSS04<-->ABMSS05
|
0,73
|
|
YOHLR02<-->HLR01
|
8,19
|
|
Total
|
21,01
|
|
Yamoussoukro <--> Yopougon
|
BW
(Mbps)
|
|
YAMG04<-->YOMSS03
|
2,9
|
|
YAMG04<--> YOMSS04
|
5,83
|
|
YAMG04<-->YOMG06
|
1,42
|
|
Total
|
10,15
|
|
Site principal
|
Site secondaire
|
Distance
|
|
Riviera
|
AB Yopougon
|
19.3Km
|
|
Yamoussoukro
|
256Km
|
|
Yopougon
|
Yamoussoukro
|
251Km
|
Distances entre les différents sites
Tableaux 21: Répartition de la bande
passante entre les trois sites
Les tableaux ci-dessous nous donnent le débit qui sera
utilisé entre les différents sites excepté celui provenant
du MSOFT que nous n'avons malheureusement pas pu avoir. Ce débit est de
33,12 Mbps. En somme tout le débit que l'on doit
gérer dans le réseau de signalisation core est de 210,72
Mbps. On remarque aussi que les sites sont très
éloignés les uns des autres, la distance minimale entre les trois
sites est de 19,3 Km (Riviera <-> Yopougon).
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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CHAPITRE IV : TECHNIQUES DE DEPLOIEMENT DE LA
TECHNOLOGIE IP
1. Techniques de configuration du réseau de
signalisation core
Une bonne infrastructure réseau basée sur la
technologie IP devra être à même de garantir une bonne bande
passante aux utilisateurs ainsi qu'une fiabilité dans le transport des
messages sur le réseau. Afin de répondre efficacement aux besoins
technologiques plusieurs possibilités de configurations s'offrent
à nous, parmi lesquelles nous opterons pour une configuration qui va
allier fiabilité, sécurité, rapidité de
transmission, et économie en bande passante. C'est pourquoi le
réseau de transport IP que nous allons bâtir reposera sur la
création des VLAN (Virtual LAN) de niveau 3, sur la technologie MPLS
sans omettre la technique de redondance des liens entre les différents
points de signalisation.
1.1.Choix de la technologie MPLS (IP/MPLS)
L'utilisation de MPLS revêt un intérêt
multiple à savoir l'établissement de connexions à la
demande, la gestion de trafic, la gestion des routes, la gestion des
ressources, la gestion de l'écoulement de flux de trafic à
travers un réseau IP. Assurément, via un Label Switched Path
(LSP), MPLS permet d'imposer le chemin que les paquets IP doivent suivre pour
atteindre une destination donnée. Aussi la taille de la trame MPLS est
telle que l'on gagne en termes de bande passante.
C'est pourquoi notre choix a porté sur l'utilisation du
protocole MPLS pour encapsuler les paquets IP de niveau 3. En outre avec les
techniques de LSP du MPLS le réseau IP atteint les mêmes
qualités de services que le ATM (VCI).
1.2.Création des VLAN de niveau 3 (Sous
réseau)
Un VLAN ( Virtual Local Area Network, en français
réseau local virtuel) est un réseau local regroupant un ensemble
d'équipements de façon logique et non physique.
En effet la communication entre les différents
équipements est régie par l'architecture physique. Mais
grâce aux réseaux virtuels (VLAN) il est possible de s'affranchir
des limitations de l'architecture physique (contraintes géographiques,
contraintes d'adressage,...) en définissant une segmentation logique
(logicielle) basée sur un regroupement de machines grâce à
des critères (adresses MAC (MEDIA ACCESS CONTROL), numéro de
port, protocole, etc.)
Il existe plusieurs types de VLAN, en fonction de leurs
méthodes de travail, nous pouvons les associer à une couche
particulière du modèle OSI.
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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VLAN de niveau 1
VLAN de niveau 2
VLAN de niveau 3
(VLAN par défaut)
Couche Physique
Couche Liaison
Couche Réseau
Figure 24 : Correspondance entre les niveaux de VLAN et
le modèle OSI
Pour le déploiement de notre solution nous opterons
pour la configuration de VLAN de niveau 3. Car, au niveau 3 c'est l'adresse IP
de la station qui détermine le VLAN auquel elle appartient. Plus
précisément, on associera à un VLAN une plage d'adresse.
Avec les VLAN de niveau 3, la configuration est aisée car on se trouve
au niveau IP, donc loin de toute configuration matérielle tels que ports
ou adresses MAC. On retrouve bien entendu, la puissance des VLAN,
c'est-à-dire que des stations sur un même port du switch peuvent
appartenir à des VLAN différents. Le niveau 3 est adapté
au réseau complexe et aux entreprises possédant des
équipements robustes comme c'est le cas chez Moov.
1.3.La redondance des liens
Dans les réseaux IP la technique de redondance de liens
consiste à associer deux ports de communications du même
équipement à deux sous réseau différents. Le
réseau de signalisation que nous construisons étant très
important il faut alors lui assurer une disponibilité accrue. C'est
pourquoi les liens physiques que nous utiliserons pour l'interconnexion des
différents équipements seront doublés afin d'assurer une
bonne sécurité dans le transport des messages de signalisation.
C'est à dire si un des liens est coupé l'autre assurera le
transport matériel des messages juste le temps de mettre le premier lien
en état.
2. Topologie du réseau de signalisation
Pour mieux appréhender l'architecture du réseau
de signalisation SS7 que nous proposons nous allons procéder par la
construction de la topologie de ce réseau sur les différents
sites de MOOV à savoir le site de Yamoussoukro, le site de Yopougon et
le site de la Riviera. Ensuite nous allons interconnecter ces trois
différents sites ensemble via le réseau de transmission de
l'entreprise.
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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2.1.Topologie du réseau (détail des 3
sites)
Une topologie de réseau est en informatique une
définition de l'architecture d'un réseau. Elle définit la
disposition géographique des différents équipements du
réseau et les connexions entre ces équipements. Il existe
différents types de topologie réseau parmi lesquels nous
choisirons la topologie en étoile pour la construction du réseau
de signalisation sur les différents sites.
La topologie en étoile est la plus courante
actuellement. Omniprésente, elle est aussi très souple en
matière de gestion et dépannage de réseau : la panne d'un
noeud ne perturbe pas le fonctionnement global du réseau. En revanche,
l'équipement central (un commutateur et plus souvent sur les
réseaux modernes un routeur qui relie tous les noeuds) constitue le
point unique de défaillance : une panne à ce niveau rend le
réseau totalement inutilisable.
Figure 25 : Topologie de réseau en
étoile
2.1.1. Topologie du site de Yamoussoukro
Sur le site de Yamoussoukro nous avons présenté les
différents équipements ( MSOFT, MGw
04 , UMG, BSC 11 et BSC 12) avec des liens redondants de
signalisation.
MSOFT
POI
MGw 04
LAN Yakro
UMG
VLAN 1
VLAN 2
BSC 11
BSC 12
Figure 26 : Topologie du réseau
sur le site de Yamoussoukro
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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Sur la figure 26 on a deux segments de réseau virtuels
(VLAN1 et VLAN2) chacun interconnecté à un routeur. Ces routeurs
fourniront des interfaces d'interconnexions pour le réseau de
transmission de MOOV.
2.1.2 Topologie du site de Yopougon
Le site de Yopougon est doté de deux MSS, de deux MGws, de
deux BSCs et d'un HLR
représentés ci- dessous avec aussi des liens
redondants de signalisation.
POI
LAN Yopougon
MSS 03
MSS 04
VLAN 1
VLAN 2
MGw 03
MGw 06
Figure 27 : Topologie du réseau sur le site de
Yopougon
BSC 02
HLR 02
BSC 04
Comme précédemment les deux segments de
réseau virtuels (VLAN1 et VLAN2) chacun
interconnecté à un routeur, serviront à
l'interconnexion du réseau de transmission.
2.1.2. Topologie du site de Riviera
Le site de Riviera est celui qui regroupe plus
d'équipements. Là encore la topologie est la
même que sur les deux autres sites. Le
site de Riviéra sera le site principal du réseau de
signalisation IP que nous allons construire.
MSC 01
MSS 01
MSS 02
MSS 0
POI
BSC 03
MGw 02
BSC 01
HLR 01
MGw 01
LAN RIVIERA
MGw 05
BSC 05
VLAN 1
VLAN 2
Figure 28 : Topologie du réseau sur le site de
Riviera
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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2.2.Topologie générale du réseau de
signalisation optimisé
Pour réaliser la topologie générale du
réseau de signalisation nous allons interconnecter les
différents réseaux définis sur chaque
site au réseau de transmission de Moov-ci qui est en construction. Ce
réseau qui présentement utilise la transmission par FH (Faisceau
Hertzien) avec la technique de multiplexage SDH est en train de converger vers
un réseau de transmission à fibre optique. Ce nouveau backbone du
réseau de transmission aura une topologie en anneau.
La topologie en anneau est une structure en cercle où
chaque noeud est connecté à deux autres noeuds. Les trames sont
généralement envoyées dans une seule direction. Dans ce
contexte la défaillance d'un lien rompt la structure d'anneau. C'est
pourquoi MOOV devra opter dans sa solution un réseau en anneau
composé de 2 anneaux contra-rotatifs comme le montre la figure
ci-dessous. Ce afin de disposer d'un backbone de haute disponibilité.
DOUBLE SENS DE ROTATION
Figure 29 : Topologie de réseau
en anneau contra-rotatifs
Les routeurs de bordure que nous proposons se limite au niveau
de la parie Circuit Switched du réseau core de MOOV. Ils ne transportent
que les messages de signalisation et pourraient être
interconnectés au backbone IP de MOOV qui est le M-PBN. Le M-PBN se
charge du transport de données au niveau de la partie Packet Switched du
réseau core.
48
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
Projet de fin d'étude
Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
MSS 0
MGw 0
BSC 04
MSS 02
MSS 01
MSC 01
HLR 02
MSS 03
MSS 04
MGw 06
LAN RIVIERA
LAN Yopougon
MGw 02
MGw 05
Gw 01
BSC 03
BSC 05
BSC 01
POI
LAN Yakro
Transmission
UMG
MGw 04
POI
VLAN 1
VLAN 2
HLR 01
Figure 30 : Topologie générale du
réseau de signalisation IP
MSOFT
BSC 11
BSC 12
3. Présentation des équipements
IP
3.1.Les cartes IP
Les cartes IP utilisées pour l'interconnexion des
équipements sont deux types à savoir les cartes GPB (General
Purpose Bord) et les cartes ET-MFG. Cependant pour le réseau de
signalisation nous configurons uniquement les cartes GPB présentes sur
tous les équipements core de Moov. Ils ont deux ports qui sont des Fast
Ethernet (100Mbps) et un port série.
Interface de la carte GPB
Figure 31 : Cartes GPB
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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3.2.Présentation des commutateurs
Les débits sur les différents sites obtenus
après le dimensionnement nous permettent de faire
le choix des commutateurs. A ce propos nous proposons les
Switchs de type Summit 48si dotés de deux (2) ports GE et 48 ports FE
(Fast Ethernet : 100Mbps). Avec ce switch les messages de signalisation ne
connaitront plus de problème de taux de charge car le débit le
plus élevé après redimensionnement, par site est de 123,63
Mbps. En outre ce commutateur est celui qui est utilisé dans le
réseau MPBN. Il facilite l'extension des réseaux IP à
cause du nombre de ports (48 FE ) dont il dispose. Ci-dessous
représenté le Switch Summit 48si.
Figure 32 : Le switch Summit
48si
3.3.Présentation du routeur
Dans le réseau MPBN (Riviera) il existe déjà
des routeurs installés de type JunipersM7i
fabriqué par la société JUNIPER et qui
sont très performants. Ces routeurs supportent les multiplexeurs STM-n
avec la possibilité de faire du MPLS, en ayant aussi la capacité
d'intégrer des multiplexeurs ADM (Add, Drop Multiplexer) pour la
constitution d'un éventuel réseau en anneau. C'est ce type de
routeur que nous proposons aussi pour les sites de Yopougon et de Yamoussoukro,
il a quatre (4) ports GE (Gigabit Ethernet), seize (16) ports E1 et des ports
STM-1/4.
Figure 33 : Le Juniper M7i
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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4. Les types de liens dans le réseau de
signalisation IP
Le débit entre les différents équipements
étant sporadique et faible (moins de 20 Mbps) nous proposons à
l'entreprise d'utiliser des E1 groupés sur des ports Fast Ethernet pour
transporter les messages de signalisation. Pour l'interconnexion des
différents commutateurs entre eux on pourra utiliser des câbles
UTP de catégorie 5 ou 6 quand aux routeurs de bordure l'utilisation de
la fibre optique (STM) est conseillée.
4.1.Plan d'adressage des différents
équipements
Sur le site principal les adresses utilisées sont de
type public et privé. Nous notons que l'adressage sera faite en tenant
compte de l'avenir c'est-à-dire il y aura des adresses
réservées pour l'intégration de nouveaux
équipements dans le réseau. Nous allons garder les mêmes
plages d'adresse utilisées dans le MPBN. Les adresses privées ont
été choisies à partir du 10.172.0.0/16 et
les adresses publiques à partir du
196.201.66.128/25.
C'est avec ces deux types d'adresse que nous allons identifier
tous les équipements dans le réseau de signalisation. Le premier
type (10.172.0.0/16) peut adresser jusqu'à
32767 équipements et le second type
(196.201.66.128/25) 66 équipements tout en tenant
compte de la redondance des liens.
La création des VLANs se fera dans chaque Switch et
ainsi on connectera un équipement à deux VLANs différents
afin de pouvoir assurer aisément la redondance des liens. Car chaque
équipement sera doté de deux adresses IP, cela est possible
grâce au protocole SCTP implémenté dans SIGTRAN. (Voir
schéma ci-dessous)
Routeur IP2
L3 Switch1
L3 Switch2
SITE
IP1-1
E-IP-1
IP1-2
IP2-1
IP2-2
E-IP-2
E-IP-3
IPn-1
IPn-2
Routeur IP1
Figure 34 : Topologie de VLAN à lien
redondant
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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4.2.Architecture générale du réseau de
signalisation optimisé
La figure 35 nous montre l'architecture générale
du réseau de signalisation optimisé. Elle est constituée
évidemment des équipements qui incorporent tous des cartes IP.
Ces équipements sont repartis sur les trois différents sites de
l'entreprise. Le site de Riviera représente le site principal, sur ce
site existe déjà un réseau IP qui est le MPBN. Alors nous
proposons que le réseau de signalisation du site de Riviera soit
interconnecté au MPBN afin de bénéficier des ressources
qu'il dispose déjà.
52
KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
Projet de fin d'étude
Optimisation du réseau SS7 core de Mo
DNS1, RAD1,
NTP
ISP /
Internet
CIT
YOPOUGON
RIVIERA
FE
MMS WAP
GRX -
FT
Roaming
NOCCharging
System
4 E1
SW1
R1
FW1
SW1
MGw06
MGw03
BSC02
R
BSC04
YOMSS04
YOMSS03
HLR02
MPBN
R2
MSC01
SGSN
GGSN-1
HLR01
BSC 01 & 03
& 05
ABMSS 01 & 02
& 05
ABMw 01 & 02
& 05
R2
SW2
SW2
FW2
RT Cisco
MMS
WAP
GRX -
FT
Roaming
DNS1, RAD1,
NTP
R1
Charging
System
NOC
SW1
R2
SW2
MSOFT
YAMOUSSOUKRO
UMG01
MGw04
Liens Gigabit Ethernet
BSC11
Liens Backup
Liens Fast Ethernet
BSC12
Lien E1
Figure 35: Architecture générale du
réseau de signalisation IP
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
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5. Impact du mode de transport IP
Nous remarquons que la solution d'optimisation que nous proposons
à l'entreprise est d'un
impact bénéfique car ce réseau de
signalisation basé sur la technologie IP permettra de fournir un
réseau de service très rapide (Broadband). La mise en place de ce
réseau permettra également de réduire les coûts
d'exploitation des ressources et mieux il facilitera l'intégration de
nouveaux services avec tous ces équipements qui seront
déployés.
5.1.La bande passante
Le redimensionnement des liens de signalisation effectué
nous a permis d'obtenir un débit
global de 210,72 Mbps comme bande passante.
5.2. Les liens physiques d'interconnexion
Il est évident que les liens physiques d'interconnexions
qui existaient vont diminuer car la
technologie de transport IP est d'une scalabilité
très accrue. Elle s'adapte à n'inporte quelle topologie de
configuration contrairement à la technologie ATM qui est limité
à la configuration maillée.
5.3.L'intégration de nouveaux équipements
Sur le site principal il ne sera pas question d'intégrer
d'autres équipements, les Switchs déjà
installés pour le réseau MPBN vont servir de
ressources au déploiement du réseau de signalisation à la
Riviera. Aussi le site de Yamoussoukro dispose t- il déjà d'une
infrastructure IP qui pourrait servir à l'interconnexion du
réseau de signalisation sur le site de Yamoussoukro. Quant au site de
Yopougon il est impératif d'acquérir des équipements IP
(routeurs, Switchs) pour la mise en place du réseau à
Yopougon.
Conclusion partielle
Dans cette partie nous avons procédé à une
nouvelle répartition des débits du réseau de
signalisation SS7 core de Moov car les liens
dimensionnés précédemment par ERICSSON n'arrivaient plus
à supporter le trafic de signalisation comme il se devait; cela est
dû surtout à l'inaptitude des équipements à
supporter de nouvelles cartes. C'est pourquoi nous avons proposé
à l'entreprise une solution d'optimisation des liens de signalisation
avec la technologie IP/MPLS. Nous avons vérifié à travers
des calculs que effectivement en appliquant cette solution IP (SIGTRAN)
l'entreprise gagnerait en ressources et aussi offrira à ses
abonnés un service de qualité meilleure à celle qu'elle
offre actuellement.
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KAMENAN N'GORAN ETIENNE Ingénieur Electronique
2012
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Projet de fin d'étude
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Optimisation du réseau SS7 core de
Moov-ci
|
CONCLUSION
L'entreprise qui nous a accueilli pour effectuer notre stage
de fin d'année est l'opérateur de téléphonie mobile
Moov-ci. Pendant ce stage qui a duré six (6) mois il nous a
été confié un projet dont le thème est «
Optimisation du réseau de signalisation SS7 core de Moov-ci
». Le projet consistait à analyser le réseau de
signalisation core existant afin de pouvoir proposer une solution
d'optimisation pour ce réseau.
Pour atteindre cet objectif nous avons procédé,
dans une première approche, à une étude sur le
réseau de signalisation en général avant d'aboutir sur
celui construit dans le coeur du réseau de Moov. Cette étude nous
a permis de connaitre les différents protocoles de signalisation, les
liens de signalisation ainsi que les technologies qui régissent ces
protocoles dans le réseau de signalisation SS7 core de l'entreprise. A
la suite de cette étude nous avons procédé à un
diagnostic de ce réseau en revenant sur le dimensionnement
réalisé par son équipementier ERICSSON. Ceci nous a permis
de constater que le réseau de signalisation actuel de Moov est
surchargé par endroit d'où la nécessité de
l'optimiser. Alors il nous reviendrait en tant que élève
ingénieur de proposer une solution d'optimisation qui soit à
même de répondre aux attentes technologiques, à
l'entreprise afin de garantir à ses abonnés un réseau de
qualité. Vu le constat fait sur l'existant c'est est à dire les
problèmes de congestion que subissait le réseau et
l'avènement de la 3G en Cote d'Ivoire nous avons proposé à
Moov d'utiliser la technologie IP/MPLS, qui est une technologie en vogue pour
la 3G afin de mieux optimiser son réseau de signalisation. Nous avons
montré effectivement au cours de ce projet que l'utilisation de IP
permettra à l'entreprise de gagner non seulement en ressources tout en
réduisant leur coût d'exploitation mais aussi d'accroitre
aisément ses services dans un environnement IP très convivial.
Au regard du cahier des charges qui nous a été
confié nous estimons que l'essentiel du travail a été
réalisé bien que nous ayons rencontré certaines
difficultés liées au manque de données sur la performance
des équipements HUAWEI.
De ce stage nous sortons très rompu car il nous a
permis d'accroître considérablement notre compréhension sur
plusieurs éléments dans le domaine des réseaux et
télécoms. Grâce à ce stage, nous avons
découvert le travail en entreprise avec la pression et l'organisation
qu'il demande. Nous augurons enfin que notre solution sera prise en
considération par l'entreprise.
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REFERENCES BIBLIOGRAPHIQUES
DOCUMENTS
[1] AGNIN YAO JULES, 2011, Etude et Dimensionnement de
l'interface Nb du Core Network de Moov Côte d'Ivoire, «
Mémoire de fin d'étude », ESI, Yamoussoukro, 101 pages
[2] EZA ECRAH JULES, 2010, Etude de l'optimisation du
réseau core voix de Moov Côte d'Ivoire, « Mémoire de
fin d'étude », ESI, Yamoussoukro, 68 pages
[3] Signaling in the Core Network, LZT 123 4734 R7B ERICSSON
2006, 609p
[4] Alex, Support technique de ERICSSON
WEBOGRAPHIES
[5]
www.efort.com/r
tutoriels/SIGTRAN EFORT.pdf, consulté
le 12 Octobre 2012
[6] SIGTRAN - Wikipedia,
en.wikipedia.org/wiki/SIGTRAN
, consulté le 5 Octobre 2012
[7]
http://www.efort.com/r
tutoriels/SCTP EFORT.pdf , consulté le 25 Septembre 2012
[8]
www.efort.com/r
tutoriels/SS7 EFORT.pdf, Consulté le 27
Août 2012
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ANNEXE 1 : STRUCTURE DES TRAMES ATM
1. Présentation du protocole ATM
ATM (Asynchronous Transfer Mode) est une technologie de
transfert asynchrone destinée à multiplexer de l'information
hétérogène sur une infrastructure commune: données,
voix, vidéo, etc. Trois groupes interviennent dans la définition
et l'adoption des normes autour d'ATM à savoir l'IUT, l'ATM Forum et
l'IETF. Il est important de signifier que le backbone du réseau de
signalisation actuel de Moov est établi sur la technologie ATM.
1.1.La cellule ATM
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Payload ATM sur 48 octets
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En-tête ATM sur 5
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L'idée du protocole ATM est de procéder à
une réservation de ressources, et permettre de faire transiter sur ces
ressources n'importe quel type d'information (voix, données,
vidéo etc). ATM est donc un service sur lequel une connexion virtuelle
(PCI/VCI) va être établie, et des petits paquets dits cellules (53
octets) vont évoluer. Cinq de ces octets contiennent l'en-tête
ATM, tandis que les 48 octets restant sont utilisés pour le transport du
Payload ATM c'est-à-dire le ATM Service Data Unit(SDU). Le numéro
du circuit virtuel est contenu dans la cellule ATM.
53 octets
Figure 36 : Format de la cellule ATM
1.2.La pile protocolaire
La pile protocolaire ATM utilisée pour le transport des
messages utilisateur SS7 est représentée à la figure 37.
Elle est basée sur une architecture à large bande. La technologie
à bande étroite (TDM) est incluse pour la comparaison.
Partie Utilisateur SS7
MTP-3
MTP-2
Physique : E1/2Mbps
MTP3-b
SAAL-NNI : AAL5, SSCS
ATM
Physique :
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Pile protocolaire à bande étroite Pile protocolaire
à large bande
Figure 37 : Piles protocolaires
à bande étroite et à large bande
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1.2.1 La couche physique
La technologie ATM peut être implémentée
sur plusieurs couches physiques, de type électrique ou optique et pour
des distances limitées ou étendues. Au niveau des réseaux
locaux, on notera la hiérarchie numérique synchrone SDH
(Synchronous Digital Hierarchy) permettant des débits allant de 155Mbps
jusqu'a 2,4Gbps. SDH a été normalisé pour la transmission
sur fibre optique. On trouve également la norme 4B/5B (TAXI) sur fibre
optique ainsi que des normes pour câble à paires torsadées
non-blinde (UTP), a 25Mbps, 51Mbps ou 155Mbps. Dans le réseau de Moov on
utilise des STM-1 de 155Mbps
1.2.2. La couche ATM
La signalisation ATM permet l'établissement dynamique
de circuits virtuels ATM mais aussi et surtout la négociation de
paramètres associés au circuit virtuel, tels que la couche
d'adaptation utilisée, la taille de paquets maximum sur les
équipements de bord et la qualité de service souhaitée par
les équipements de bord. A ce niveau le SP n'a rien à calculer
(pas de routage). Il va tout simplement regarder le numéro de circuit
virtuel dans l'en-tête ATM, et le commuter vers un des VCI pour Virtual
Channel Identifier qu'il a ouvert avec un autre SP. 1.2.3. La couche
SAAL-NNI
Le SAAL-NNI est constitué de deux sous protocoles (SSCS
: Service Specific Convergence Sublayer et AAL5 : ATM Adaptation Layer type 5)
qui permettent de faire l'encapsulation du message de signalisation afin de
l'adapter à la couche ATM conformément à la conception
standard de ATM. Il est chargé du transport fiable du trafic entre deux
SPs, et de faire aussi le contrôle de flux.
1 .2.4. La couche MTP-3b
Cette couche est l'équivalent à bande large
(Broadband) de MTP3, exécutant des fonctions de couche réseau
dans l'architecture à bande large. La couche MTP-3b permet de faire le
routage des codes définis au niveau des points de signalisation suivant
une table de routage.
2. Adressage des trames ATM
L'adressage des trames de signalisation de message (MSU)
s'effectue au niveau 3. Le champ SIF contenu dans les MSU permet d'adresser les
trames grâce aux sous champs OPC et DPC que nous avons déjà
abordé précédemment. En plus de ces deux champs, il y a le
champ Information contenant les informations utilisateur, le champs CIC
(Circuit Identification Code) qui détermine le canal emprunté par
la voix utile correspondante. Et pour finir, le champ SLS (Signaling Link
Selection) qui permet d'indiquer le canal de signalisation utilisé entre
les SPs. Il permet également le partage de charge entre les
différents canaux de signalisation. Ce champ de 4 bits, limite donc
à 16 le nombre de canaux de signalisation entre deux SPs. Voilà
l'une des seules limites de la SS7, qui a été résolue par
le passage de la SS7 sur le réseau IP. La figure permet de bien
comprendre les champs utilisés pour l'adressage des trames MSU au niveau
3.
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Flag
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BSN
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BIB
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FSN
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FIB
|
LI
|
SPARE
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SIO
|
SI
|
CRC
|
|
8bits
|
7bits
|
1bit
|
7bits
|
1 bit
|
6bit s
|
2bits
|
|
F
|
16bit s
|
|
SIO
|
|
CIC
|
SLS
|
OPC
|
DPC
|
|
8bits
|
INFORMATION
|
14
|
4bit
|
14bits
|
14bit
|
|
|
bits
|
s
|
|
s
|
Couches Supérieures
Figure 38 : Message Signal Unit
Flag (fanion)
Afin de pouvoir délimiter, chaque trame de
signalisation qui n'ont pas toute la même longueur, chacune d'elles
commence et se termine par un Flag (fanion). Normalement le fanion de fermeture
d'une trame de signalisation constitue également le fanion d'ouverture
de la trame de signalisation suivante. La valeur binaire du fanion est de
01111110. En cas de surcharge du canal de signalisation, il est possible
d'émettre successivement plusieurs fanions. Avant de transmettre la
trame le MTP de niveau 2 va insérer un '0' à l'intérieur
du message lorsque cinq '1' se suivent. Ceci afin d'éviter que 6 bits
à '1' à l'intérieur du message, ne soit interpréter
comme un Flag, sans pour autant en être un. A la réception du
message, les '0' insérés précédemment seront
supprimés, toujours par la MTP level 2.
BSN (Backward Sequence Number)
Ce champ de "numéro de séquence vers
l'arrière" sert d'accusé de réception dans le cadre du
traitement des erreurs. C'est grâce à ce champ que le SP pourra
confirmer la réception des messages précédemment
reçus par un autre SP. Le SP en question pourra soit confirmer chaque
message reçu en envoyant comme valeur du BSN celle se trouvant dans le
champ FSN du message reçu. Soit confirmer une séquence de trames
en confirmant toujours de la même façon uniquement la
dernière trame.
BIB (Backward Indicator Bit)
Le "bit indicateur vers l'arrière" est utilisé
dans la méthode de correction d'erreur de base. Ce bit sert à
demander la répétition des trames de signalisations
erronées pour la correction des erreurs.
FSN (Forward Sequence Number)
Le "numéro de séquence vers l'avant" est
attribué à chaque trame de signalisation à émettre.
Il sert, côté réception, à surveiller l'ordre de
séquence des trames et à se prémunir contre les
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erreurs de transmission. Les valeurs de ce champ de 7 bits
peuvent être comprises entre 0 et
127, tout comme le champ BSN.
FIB (Forward Indicator Bit).
Le "bit indicateur vers l'avant" est utilisé dans la
méthode de correction d'erreurs de bases. Il
indique si une trame sémaphore est envoyée pour la
première fois ou s'il s'agit d'une
répétition.
LI (Length Indicator)
"L'indicateur de longueur" permet de distinguer les trois types
de trames sémaphores.
0 = trame sémaphore de remplissage
ou 2 = trame sémaphore d'état du canal
sémaphore
ou 3 à 63 = trame sémaphore de message
SIO (Service Information Octet)
"L'octet de service" ne se trouve que dans les trames MSU. Ce
champ est formé de quatre bits pour l'indicateur de réseau et
quatre pour l'indicateur de service.
L'indicateur de réseau indique s'il s'agit de trafic
national ou international et indique la priorité du message (0..3 avec 3
qui est la plus haute priorité). La priorité des messages n'est
considérée que lors de surcharge du réseau. Alors que
l'indicateur de service permet de déterminer le type du
sous-système de transport de messages.
Voici les valeurs de l'indicateur de service :
0 = Signaling Network Management Message
(SNM)
1 = Maintenance Regular Message (MTN)
2 = Maintenance Special Message (MTNS)
3 = Signaling Connection Control Part (SCCP)
4 = Telephone User Part (TUP)
5 = ISDN User Part (ISUP)
6 = Data User Part (call and circuit-related
messages)
7 = Data User Part (facility registration/cancellation
messages)
SIF (Signaling Information Field)
Le "domaine d'information de signalisation" existe uniquement
dans les trames MSU. Ce dernier contient le message utilisateur proprement dit,
ainsi que l'adresse du destinataire auquel il doit être transmis.
CRC (Cyclic Redundancy Check)
Les "bits de contrôle" du champ CRC sont utilisés
pour détecter et pour les erreurs de transmissions. La valeur des bits
est engendrée côté émission à partir du
contenu de la trame. Du côté réception, la valeur de ce
champ sera recalculée et comparée à celle transmise.
Si les valeurs sont identiques, la transmission a
été effectuée sans erreur. Dans le cas contraire, une
erreur a eu lieu et la trame doit être retransmise.
2.1.Gestion du réseau de signalisation
La fonction du niveau 3 est donc d'assurer le bon acheminement
des messages de signalisation. Naturellement le réseau n'est pas exempt
de défaillance. C'est également le niveau 3 qui va donc
également s'occuper de la gestion du réseau. Il doit donc
restaurer le réseau en situation de défaillance, mais
également s'occuper de la gestion du trafc en situation
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de congestion. Des défaillances peuvent survenir sur
tous les éléments (SPs, SSP, STP, SCP) constituant le
réseau de signalisation et également sur les canaux de
signalisation. En cas de panne de l'un de ces éléments, toute la
route de signalisation constituée par l'un de ces éléments
est indisponible. Il faut alors détourner le trafic vers d'autres
routes. Lorsqu'il y a, par contre, congestion d'une partie du réseau de
signalisation, il s'agit simplement de réduire temporairement le trafic
de l'élément encombré. La gestion du réseau de
signalisation est décomposée en trois fonctions.
2.2. Gestion du trafic de signalisation
Cette fonction permet de détourné le trafic vers
un canal disponible, lorsque à la suite d'une défaillance d'un
point de signalisation une route dévient indisponible. Ceci est
identique lorsque c'est une route vers une destination qui devient
indisponible. En effet, il faut alors détourner le trafic vers la
destination sur d'autres routes. De plus en cas de désactivation d'un
canal ou d'une route de signalisation, le redéploiement du trafic est
aussi exigé. En cas d'encombrement d'un point de signalisation, le
trafic vers ce point doit être ralenti provisoirement.
En résumé, la gestion du trafic de signalisation
fournit donc un ensemble de procédures de détournement de trafic
de signalisation suite à l'indisponibilité/disponibilité
de canal, de route et de point de signalisation.
2.3.Gestion des canaux de signalisation
Cette fonction fournit les procédures
nécessaires à la gestion des canaux de signalisation
rattachés à un point de signalisation donné : activation,
rétablissement, désactivation. En outre la gestion des canaux
commande l'alignement initial et le réalignement automatique des canaux
après défaillance ou après des pertes d'alignement. Les
canaux sont contrôlés individuellement. Le chapitre 15 permet de
mieux comprendre quels messages sont échangés lorsqu'une coupure
intervient sur un canal de signalisation
Gestion des routes de signalisation
Cette fonction assure la disponibilité et la
fiabilité des routes entre les différents points de
signalisation. Cette fonction coopère avec la gestion du trafic de
signalisation afin de mettre en oeuvre les mesures nécessaires pour le
maintient de la signalisation vers l'ensemble des points de signalisation.
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ANNEXE 3 : SCENARIO M3UA
M3UA (MTP3 User Adaptation) permet le transport des couches
clientes MTP3 (e.g., (SCCP, ISUP) sur IP. M3UA fournit l'ensemble des
primitives offertes par MTP3. M3UA peut être utilisé en mode
asymétrique entre un SG et un AS (e.g., MGC) ou en mode
symétrique
entre deux IP SPs. M3UA permet le routage du trafic sur la
base de DPC/OPC/SI. Tous ces paramètres ou un sous-ensemble contenant au
moins le DPC peuvent être considérés. Ainsi le SG peut
adresser 1 parmi N MGCs En mode asymétrique, la couche MTP3 dans le SG
ne sait pas que la couche ISUP ou SCCP est localisée à distance.
De même, la couche ISUP ou SCCP du MGC ne sait pas qu'elle n'est pas
servie par la couche MTP3 locale mais par celle distante (i.e., celle du SG).
Cette architecture est adaptée lorsque les canaux SS7 sont accessibles
sur un point donné, le STP. Le mode SS7 est donc le mode
quasi-associé. Chaque SG a une couche MTP3 et dispose donc d'un point
code (PC).
Figure 39 : Transport de la signalisation ISUP/MTP3 par
M3UA
Le mode symétrique permet à deux IP SPs de
dialoguer directement en utilisant le transport SIGTRAN. Les protocoles de
signalisation téléphonique pourront ainsi être
supportés par des adaptations SIGTRAN pouvant opérer en mode
symétrique (e.g., M2PA, M3UA, SUA). Dans l'exemple suivant, le MSC
Server et le HLR utilisent le protocole MAP sur un transport SIGTRAN, i.e.,
M3UA/SCTP/IP. L'architecture de l'exemple à la figure 40 utilise
M3UA/SCTP en mode symétrique avec des liens directs (équivalent
au mode associé SS7) ;
Figure 40 : M3UA en mode symétrique
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Ce mode de fonctionnement n'est pas approprié pour de
grands réseaux car :
· Elle nécessite un grand nombre d'associations
SCTP.
· Il est nécessaire que chaque entité du
réseau mobile (e.g., HLR, SMSC, SCP, MSC Server) dispose de la table de
traduction des GTs (Global Title).
Notion de Global Title Translation
La Global Title Translation (GTT) est une notion très
importante pour le routage des messages dans le réseau de signalisation.
Bien que chaque point de signalisation possède une adresse SPC de niveau
3, ces derniers ne possèdent pas dans leur table de routage l'adresse
SPC de l'ensemble des SPs du réseau de signalisation. C'est donc pour
cela que le protocole SCCP possède la fonction de GTT. Cette
dernière permet d'effectuer un routage au niveau 4. La GTT est un
mécanisme de traduction d'une GT (appellation Globale) en une adresse
SPC. La GT peut être un numéro de téléphone fixe ou
mobile, mais aussi un numéro appartenant à un autre plan de
numérotation. Cela permet donc à chaque SP, en recherchant dans
leurs table de routage, de savoir en direction de quel SP voisin transmettre le
message pour finalement atteindre le STP de l'opérateur où se
trouve le destinataire. Leur table de routage ne contenant en effet que les
adresses SPC des SPs voisins. Ils choisiront alors la bonne en fonction du
numéro de téléphone correspondant au STP à
atteindre. Ces messages sont donc router entre les SPs au niveau 3, mais entre
STP des opérateurs grâce à la GTT et donc au niveau 4.
Naturellement une fois le réseau en question atteint, la GTT n'est plus
utilisée et uniquement les adresses SPC le sont.
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