V-1-3 Le système SMC CDMA de CAMTEL
a- Présentation
Les SMCs (Short Message Center) utilisé dans le
réseau CAMTEL sont de marque INtess-CSMAXII développé par
Huawei Technologies (Compagnie chinoise). Ce système est conçu
avec le processus de séparation de services. Il peut être
divisé en trois couches telles que présentées à la
Figure V-18: service switching layer, service supporting layer
et le service implementing layer, comme présenté sur la figure
suivante.
Figure V-18: Digramme de la structure logique du
SMC
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La couche du service de commutation ou service
switching layer assure les fonctions de commutation et conversion des
signaux SS7 en signaux IP, et vice versa. Elle implémente l'accès
au service de contrôle des taches et offre ses services à la
couche supérieure.
La couche du support de service ou service supporting
layer, est la couche de support des services spécifiques. Elle
prend en compte les contraintes des services spécifiques aux courts
messages et les soumet à la couche de service de commutation.
La couche du service d'implémentation, service
implementing layer, implémente les applications de gestion des
courts messages.
b- Architecture du système SMC CDMA
Le système INtess-CSMAXII CDMA SMC est divisé en
plusieurs parties avec des différentes fonctions [12].
Figure V-19 : Architecture du système SMC
Signaling Gateway (TELLIN-USAU)
La passerelle de signalisation est localisée entre la
partie du réseau qui utilise la signalisation SS7 et le module des
processus internes du SMC utilisant le protocole TCP /IP. Elle
implémente et accomplie les processus nécessaires pour
l'interaction de signalisation entre le SMC et le MSC-HLR.
CTI (Computer and Telecommunication Integration)
Server
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Le serveur CTI (Computer and Telecommunication Integration)
transfert les messages entre la TELLIN-USAU et le MAP Server. Pour garantir la
régularité de la communication, le système peut adopter
deux CTI Servers.
MT (Maintenance Terminal) Server
Ce module est le centre d'authentification, de la gestion des
comptes et d'opérations de maintenance et de test du SMC (ce à
travers l'interface utilisateur MT Server Console). Il sert également
d'interfaçage entre la couche MAP et la couche TCAP de la signalisation
SS7.
MAP (Mobile Application Part) Server
Il convertit la signalisation MAP en un message du format
interne, et achemine ensuite le message vers le SMSC. Il est connecté au
serveur MT comme un client et traite la signalisation MAP comme une couche
supérieure du serveur MT. En même temps, il se connecte avec le
SMSC comme serveur concernant les courts messages. Il est directement
connecté au CTI Server comme un client, et exécute la
signalisation CDMA MAP sur la passerelle de signalisation. Le SMSC et le MAP
Server sont les composantes clés du système.
SMSC (Short Message Scheduling Center)
Il constitue le coeur du SMS. Il est responsable de l'envoi,
de la réception de l'acheminement et du stockage des courts messages. Il
se connecte à un autre système de SMS via le protocole Short
Message Peer-to-Peer protocol (SMPP) ou à un autre protocole interne au
réseau pour l'implémentation des services étendus.
infoX Integrated Gateway (Figure V-28)
C'est la passerelle qui va permettre de connecter le SMC de
CAMTEL au système de messagerie de MTN. Il sera détaillé
plus loin dans ce travail.
V-1-4 SMSC (Short Message Scheduling Center) a-
Définition du SMSC
Le SMSC est le « bureau de poste » du SMC. Il
fonctionne comme une plateforme d'enregistrement et de transfert (store and
forward platform) [12]. Il reçoit les messages venant des utilisateurs,
les analyse, les garde localement, et les fournit à leur destination
d'une façon sécurisée. Le SMSC utilise le protocole GSM/
IS-41MAP pour communiquer avec les
MSCs et les HLRs dans le réseau mobile. Typiquement, le
SMSC offre une variété de protocoles d'interfaces qui permettent
aux entités non mobiles d'envoyer des messages aux mobiles. Ceux-ci
incluent les protocoles du courrier électronique et d'Internet tels que
le SMTP (Simple Management Transfert Protocole) et le HTTP (Hyper-Text
Transfert Protocol) pour les interfaces E-mail et Web. Ils fournissent
également des protocoles des entités/applications externes des
messages courts comme le « Short Message Peer-to-Peer » (SMPP) et le
« External Machine Interface » (EMI) pour l'interfaçage et
l'interaction.
b- Architecture du SMSC
Le SMSC peut être relié à
différentes entités externes, ces liens
s'illustrent à la Figure V20. Il est relié au
réseau mobile à travers l'interface de l'unité de
signalisation SIU (Signaling Interface Unit) SS7 où est
implémenté le GMSC (Gateway MSC). Il peut utiliser trois types de
protocoles pour se connecter à l'entité externe des messages
courts (External Short Messaging Entity - ESME):
- Short Message Peer to Peer (SMPP), comme nous l'avons vu au
II-2;
- External Machine Interface (EMI) ;
- SEMA ou Open Interface Specifications (OIS).
Chaque interface utilise un émetteur pour transmettre
des messages et un récepteur pour recevoir des messages du SMSC. Tous
les deux peuvent être sur la même connexion (transceiver) ou chacun
utilise une connexion différente (émetteur et/ou
récepteur).Ils peuvent utiliser soit le protocole TCP/IP soit le
protocole X25 comme porteur.
Le SMSC se relie également aux systèmes
suivants:
- Système de facturation.
- Systèmes d'opération, d'administration et de
maintenance (OAM). - Système prépayé.
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Figure V-20 : Le contexte du SMSC
c- Les interfaces
- L'interface de l'unité de signalisation
(SIU)
Le SMSC communique avec le reste du réseau mobile en
utilisant le protocole GSM ou IS-41 « Mobile Application Part » (MAP)
à travers la signalisation SS7.
- Le système OAM
Il est formé d'un certain nombre d'interfaces qui
gèrent les systèmes d'opération, d'administration, et de
maintenance (OAM). Elles permettent à un opérateur de lancer,
configurer, et surveiller le SMSC en service dans un réseau
réel.
- Le système de facturation
Le SMSC fournit une interface de facturation qui aide
l'opérateur à charger ses abonnés pour l'utilisation du
service de message court.
d- Entité Externe des Messages courts « ESME
»
Les interfaces ESME permettent à des applications externes
non mobiles de se connecter avec le SMSC. Les opérateurs et les
fournisseurs de service utilisent les connections de l'entité externe
des messages courts pour fournir aux abonnés mobiles une
variété de services,
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tels qu'envoyer des mises à jour de nouvelles, des e-mails
de notification, des logos, des sonneries, etc.
- Le serveur récepteur ESME
Le récepteur manipule tout le trafic des messages
venant du SMSC vers le ESME. L'administrateur de SMSC définit une
adresse virtuelle de centre de service, et/ou une gamme des adresses qui
identifient le ESME. Le SMSC route tous les messages et les notifications
reçus selon l'adresse indiquée vers le ESME convenable à
travers la base de données, comme représenté sur la figure
ci-dessous:
Figure V-21 : Réception d'un SMS par un client
ESME
- Le serveur émetteur ESME
Le serveur émetteur ESME reçoit tous les messages
à diffuser du client ESME et les envoie au SMSC, comme le montre la
figure suivante :
Figure V-22: Emission d'un SMS par un client
ESME
- Les files d'attente du ESME
Le SMSC peut supporter 2 méthodes pour faire passer les
messages au récepteur ESME :
La base de données
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Cette méthode assure qu'aucun message n'est perdu en
cas de problèmes : les messages sont stockés dans la base de
données pour être délivrés au récepteur ESME
correspondant. Ceci est convenable dans le cas des applications à bas
trafic.
Les Files d'attente
Cette méthode s'est avérée utile pour des
applications en temps réel (comme les applications vote), où un
nombre énorme de messages devraient être manipulés dans une
période très courte. Elle est rapide et elle allège le
système de la charge inutile sur la base de données.
e- Gestion de messages
Ce document définit un message en tant qu'un des
événements suivants :Message court d'origine mobile (MO),
envoyé vers le SMSC ou Message court vers un destinataire mobile (MT)
envoyé par le SMSC.
- Les messages MO (Mobile Originating)
Le mobile d'origine écrit le SMS et l'envoie vers le
mobile destinataire. Le GMSC reçoit le message envoyé et le
transmet au SMSC. Celui-ci enregistre le SMS dans sa base de données
pour l'envoyer après au mobile destinataire. Un acquittement peut
être créé pour informer le mobile d'origine que le message
est reçu par le SMSC. Dans ce cas, si le MO ne reçoit
l'acquittement avant six secondes, le mobile affiche une erreur de transmission
par défaut.
Figure V-23: Message du MO vers le
SMSC
- Les messages MT (Mobile Terminating)
Le SMSC, ayant stocké le message reçu dans sa base
de données, commence l'opération
de transmission vers le destinataire. L'émetteur envoie le
message vers le GMSC, qui, à son
tour, l'envoie vers le mobile destinataire à travers
les canaux de signalisation. Alors le mobile récepteur envoie un
acquittement vers le SMSC pour confirmer qu'il a bien reçu le message.
Ayant reçu l'acquittement, le SMSC efface le message de sa base de
données.
Figure V-24 : Message du SMSC vers MT
f- Suivi et acquittement
Il est possible de demander à être
informé de la remise correcte ou de la non- remise d'un SMS par un
mécanisme d'acquittements. Le réseau peut ainsi délivrer
des acquittements permettant de suivre le cheminement du SMS
expédié :
- Acquittement de réception par le réseau :
message en transit.
- Acquittement de remise au destinataire : message reçu
par le mobile destinataire.
- Avis d'erreur lorsque le SMS n'a pu être transmis au
destinataire lors d'un essai du réseau : message en erreur, sera
réexpédié.
- Avis de non remise définitif à la fin du cycle
de tentatives d'expédition ou à l'expiration de la durée
de vie du SMS : message non remis.
g- Les transactions
Le SMSC contient plusieurs processus et des dizaines de files
d'attente qui entrent en jeu lors de la transmission de chaque message. La
figure ci-après illustre l'acheminement du message de l'émetteur
jusqu'au destinataire. Lors de son départ vers le mobile destinataire,
le message subit l'une des transactions suivantes :
-MO - MT
-MO - MO-ack -MT - MT-ack
-MO--MT
Le message envoyé du MO vers MT subit
consécutivement les actions suivantes (voir la Figure V-25)
:
1. Le mobile envoie le message court vers le GMSC.
2. Le GMSC capte le message et l'envoie vers le SMSC.
3. Le « SMSC RX Process » reçoit le SM et le
stocke dans la première file d'attente « RX MO Queue ».
4. Le message attend son tour dans la queue des messages
reçus. La discipline de service de cette file d'attente est FIFO (First
In First Out), c'est-à-dire les messages accèdent au service dans
l'ordre de leurs arrivées.
5. Le « SMSC RX MO Process » lit le SM de sa queue,
l'analyse et le remet dans une deuxième file d'attente « Messages
Queue ».
6. Il attend son tour de nouveau dans cette dernière file
où la discipline est toujours FIFO.
7. Le processus principal « SMSC Main Process » lit le
SM, le décompose de nouveau pour le mettre après dans une
dernière file d'attente « TX Queue ».
8. Stocké dans la dernière file d'attente, le
message subit une attente finale dans la queue d'émetteur.
9. L'émetteur prend le message de sa queue et l'envoie
vers le GMSC. L'émetteur est muni d'un régulateur configurable de
trafic qui peut régler le nombre des messages envoyés vers le
GMSC.
10. Ce dernier utilise les canaux de signalisation de nouveau
pour délivrer le message au destinataire.
Durant tout son trajet, le SMS subit 3 attentes
consécutives dans 3 types de files d'attente dans le SMSC : 1. « RX
MO Queue », 2. « Messages Queue »et 3. « TX Queue »
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FigureV-25 : - MO MT livraison réussie avec la
première tentative
- MO - MO-ack
Comme déjà expliqué, le mobile d'origine
doit obligatoirement recevoir un acquittement de son message durant un temps
bien déterminé pour ne pas afficher une erreur de transmission.
Les actions suivantes seront concernées par ce type de transaction.
1. Le mobile envoie le message court vers le GMSC.
2. Le GMSC capte le message et l'envoie vers le SMSC.
3. Le « SMSC RX Process » reçoit le SM et le
stocke dans la première file d'attente « RX MO Queue ».
4. Le message attend son tour dans la queue des messages
reçus. La discipline de service de cette file d'attente est FIFO,
c'est-à-dire les messages accèdent au service dans l'ordre de
leurs arrivées.
5. Le « SMSC RX MO Process » lit le SM de sa queue,
l'analyse et le remet dans une deuxième file d'attente spécifique
pour les acquittements« MO Ack Queue »
6. L'acquittement attend son tour dans cette dernière
file où la discipline est toujours FIFO.
7. L'émetteur prend le message de sa queue et l'envoie
vers le GMSC. Il n'y a aucune contrainte sur le taux d'acquittements
envoyés par l'émetteur puisque ce genre de message a une grande
priorité sur d'autres types de messages. Mais la capacité des
liens sera prise en considération dans ce cas là. Un simple
calcul nous donne le taux maximal que peut supporter l'émetteur.
8.
Le GMSC, à son tour, l'envoie vers le mobile
d'origine.
Dans ce cas, le message passe par 2 files d'attente :
1. « RX MO Queue »
2. « MO Ack Queue »
- MT - MT-ack
Le SMSC doit recevoir un acquittement de la part du mobile
destinataire pour pouvoir effacer le message de sa base de données et
laisser par suite de la place pour d'autres messages. Les actions suivantes
seront le sujet ce type de messages.
1. Ayant reçu le message, le destinataire crée
l'acquittement MT-ack et l'envoie vers le GMSC.
2. Le GMSC capte le message et l'envoie vers le SMSC.
3. Le « SMSC RX Process » reçoit le SM et le
stocke dans la seule file d'attente pour ce type de message « RX MT Queue
».
4. L'acquittement attend son tour dans cette file où la
discipline de service est FIFO.
5. Et Finalement, le « SMSC RX MT Process » le prend,
le vérifie et efface le SMS correspondant de sa base de
données.
L'acquittement MT-ack passe par une seule file d'attente qui est
la « RX MT Queue ».
L'analyse de ce type de message est très important afin
d'améliorer la performance du SMSC, car le SMS ne sera jamais
effacé de la base de données avant la réception du MTack.
Par suite le système ne peut pas le remplacer par un nouveau message.
h- Mécanisme de contrôle de
surcharge
- Anti-spamming
Pour diminuer la charge du trafic, le SMSC est muni d'un
système « anti-spammning ». Ce système connu dans le
monde des courriers électroniques, limite le nombre des messages
envoyés à un seul destinataire et bloque ainsi tous les messages
qui excèdent cette limite.
- Régulation de la sortie
Le SMSC est muni d'un régulateur de sortie qui
empêche de surcharger les liens de signalisation. Cette régulation
dépend du type de message envoyé : les acquittements auront une
priorité sur d'autres types de messages.
- La protection de l'entrée
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S'il y a un trafic de MO que le SMSC ne peut pas manipuler,
les messages sont stockés dans une file d'attente jusqu'à une
certaine limite. Quand la file d'attente se remplit, les messages
supplémentaires entrants sont rejetés. Ceci assure que le SMSC
fonctionne à sa capacité maximale.
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