IV.1.2 - Les causes liées à la perte de
synchronisation
Dans le réseau de la SONATEL, on constate qu'il
se passe parfois des phénomènes de glissements d'horloge, ou
gigue, qui peuvent entrainer à la longue des pertes de données
car les équipements perdent leur référence d'horloge de
synchronisation. Au niveau de la supervision par exemple, les alarmes
liées au problème de synchronisation viennent assez souvent, du
fait que les Node B perdent leur référence d'horloge et cela est
lié à plusieurs facteurs tels des cartes
détériorées contenues au sein des équipements, des
connecteurs défaillants entre autres. Mais parmi les causes les plus
fréquentes, nous avons des détériorations sur les paires
torsadées au niveau de la boucle locale ainsi qu'un souci de
Gestion des instabilités Iub et qualité de
service sur l'accès 3G de la SONATEL
Mémoire de fin de cycle - Master 2
Chapitre IV
Mamadou Lamine NDIAYE Instabilités de
l'interface Iub et QoS dans l'UTRAN de la SONATEL
régénération du signal d'horloge dans le
réseau de synchronisation. Nous tenterons de voir les solutions viables
aux pertes de synchronisation du réseau 3G de la SONATEL.
IV.2 - Solutions à la perte de synchronisation
du réseau 3G IV.2.1 - Section des paires de cuivre
Mis à part les défaillances techniques
évoquées précédemment, la plupart du temps, les
pertes de synchronisation ne sont qu'une conséquence des
défaillances physiques au niveau des paires torsadées sur la
partie SHDSL. En effet, le SHDSL utilise la boucle locale comme support
physique, dans laquelle la paire torsadée est utilisée du
répartiteur au Node B en passant par les sous-répartiteurs et les
points de concentration. La figure qui suit illustre la boucle locale dans
laquelle la paire torsadée est utilisée jusqu'aux Node B.
Figure 35: Boucle locale du réseau
d'accès.
La paire torsadée de la boucle locale est
composée d'une paire de cuivre de diamètre de 0.4 mm, 0.6 mm et
0.8 mm, et sont communément exprimées en dixième de
millimètres. La paire de cuivre 4/10ème est couramment
utilisée sur les tronçons de la boucle locale de la SONATEL.
Parmi les différentes paires de cuivre de la boucle locale, celles en
4/10ème sont beaucoup plus sujettes aux défaillances
physiques, du fait qu'elles sont beaucoup plus
66
Gestion des instabilités Iub et qualité de
service sur l'accès 3G de la SONATEL
|
Mémoire de fin de cycle - Master
2
|
Chapitre IV
|
Mamadou Lamine NDIAYE Instabilités de
l'interface Iub et QoS dans l'UTRAN de la SONATEL
exposées aux détériorations et
aux coupures dans le long terme que les autres paires de cuivre de
diamètres supérieures. En effet plus le câble est gros,
plus il est cher mais meilleure est sa qualité. De plus, la formule
physique sur la résistivité12 du fil
montre que, plus le diamètre du fil de cuivre est grand, et plus sa
capacité à s'opposer à la circulation du signal
électrique diminue. En d'autres termes, à longueur égale,
l'affaiblissement est moindre dans un câble de grosse
section. De ce fait, quand bien même elles sont plus coûteuses,
l'utilisation des paires de cuivre 8/10ème
prime sur celles de diamètres
inférieures pour une meilleure qualité de service sur le
long terme.
IV.2.2 - Régénération du
signal d'horloge
Il faudrait aussi se pencher sur le réseau de
synchronisation, car même si toutes les liaisons de la boucle locale sont
faites avec des paires de cuivre de type 8/10ème,
les pertes de synchronisation persisteront toujours. Le réseau
de synchronisation est essentiel pour éviter les pertes
de synchronisation au niveau des Node B, et ces pertes de synchronisation
peuvent aussi être causées par le manque d'équipements
régénérateurs d'horloge de synchronisation. En effet,
lorsque le nombre d'équipements traversés est important, une
dégradation du signal d'horloge peut avoir lieu et les
équipements ne seront ainsi plus synchronisés. Pour pallier
à cette dégradation, l'horloge doit être
régulièrement régénérée à
partir d'une source plus précise appelée SSU (Synchronisation
Supply Unit). Dans le cas du réseau de la SONATEL, où la
synchronisation est faire sur le réseau SDH, il faudrait s'assurer que
les informations de synchronisation du PRC soient acheminées avec
précision à tous les noeuds du réseau via une
chaîne de référence définie dans la
spécification de l'IUT G.803, illustrée sur la figure
36.
Figure 36: Chaîne de référence
du réseau de synchronisation SDH.
Comme l'illustre la figure 36, le nombre maximum de
noeuds traversés avant de régénérer l'horloge
à l'aide d'un SSU ne doit pas excéder 20 ; le nombre de SSU
maximum derrière un
12 Loi d'Ohm sur la
résistance
67
Gestion des instabilités Iub et qualité de
service sur l'accès 3G de la SONATEL
Mémoire de fin de cycle - Master 2
Chapitre IV
Mamadou Lamine NDIAYE Instabilités de
l'interface Iub et QoS dans l'UTRAN de la SONATEL
PRC doit être égal à 10 et en tout
état de cause aucun noeud ne doit être séparé de
plus de 60 équipements du PRC. Les éléments de la
chaîne de référence sont entre autres :
· PRC : Le Primary Reference Clock représente
l'horloge maîtresse du réseau. Elle peut être une horloge
atomique ou un dispositif extrayant la synchronisation d'un signal GPS depuis
des satellites, du fait que les satellites disposent d'horloges atomique
embarquées. Sa précision est de 10-11 suivant la
spécification de l'IUT G.811.
· SSU : Le Synchronization Supply Unit se charge
d'assurer la régénération de l'horloge en éliminant
la gigue accumulée et le dérapage de l'horloge
conformément aux valeurs limites13, en vue de fournir ainsi
une distribution fiable de synchronisation aux noeuds du réseau. Le SSU
a été défini dans la spécification de l'IUT G.812
et dispose d'une précision de l'ordre de la nanoseconde.
· SEC : Le SDH Equipment Clock se charge de
récupérer l'horloge incidente sur un des ses accès et le
propage aux noeuds suivants à partir de son horloge locale. Sa
précision ne doit être inférieure à 10-7
telle qu'elle a été définie dans la spécification
de l'IUT G.813.
Pour une bonne synchronisation du réseau SDH et
éviter au mieux les pertes de synchronisation, l'horloge PRC de plus
fort niveau doit être doublée par une horloge secondaire SRC
(Secondary Reference Clock).
Cependant, l'architecture du réseau SDH de la SONATEL
est telle que chaque noeud du réseau reçoit au moins deux
circuits d'horloge, du fait que le réseau SDH est de type bidirectionnel
en anneau. Ainsi la référence primaire sera injectée sur
la 1ère fibre tandis que la référence
secondaire se chargera de diffuser sur la 2ème fibre, la
fibre de secours. L'horloge secondaire sera utilisée en cas de rupture
du circuit normal ou en cas d'annonce du noeud N1 d'une perte du rythme de
référence, ainsi l'horloge du SRC sera considérée
comme nouvelle source de référence pour la synchronisation. Il
est cependant essentiel de souligner que sur chaque fibre (normal comme
secours) il faudrait qu'il y ait des SSU communs aux deux fibres qui se
chargeront de régénérer l'horloge qui subira une
dégradation après avoir traversé un certain nombre de
noeuds. La figure ci-dessous illustre la distribution de l'horloge sur un
réseau SDH en anneau bidirectionnel.
13 Les limites
de la tolérance de la gigue du réseau de synchronisation SDH sont
spécifiées dans le G.823 IUT.
68
Gestion des instabilités Iub et qualité de
service sur l'accès 3G de la SONATEL
Mémoire de fin de cycle - Master
2
|
Chapitre IV
|
Mamadou Lamine NDIAYE
|
Instabilités de l'interface Iub et QoS dans
l'UTRAN de la SONATEL
|
|
Figure 37: Distribution des signaux d'horloge dans
un réseau SDH.
Il aussi important de souligner qu'entre les noeuds
du réseau des messages d'état de synchronisation SSM (Synchronous
Status Messaging) sont échangés pour identifier le niveau de la
qualité d'horloge transportée et pour spécifier aux noeuds
un critère de sélection de leurs sources de
synchronisation listées ci-dessous par ordre de priorité
:
· Source d'horloge provenant d'un PRC
· Interface STM-N Est (provenant de l'ADM
voisin, qui est synchronisé par la référence secondaire
SRC de secours en cas de panne de la référence
primaire)
· Interface STM-N Ouest (Provenant de la SRC de
secours, par l'autre côté de l'anneau)
· Horloge interne
Ainsi, un message G.811 est inclus dans l'octet S1 de
la trame STM (MSOH) pour spécifier que l'horloge est de «
très bonne qualité » de type PRC ;
G.812 pour une horloge de « bonne qualité » de type
SSU ; G.813 pour une horloge interne d'équipement. Et surtout un
message spécial a été crée : Do
Not Use (DNU). En effet, lorsqu'une horloge est
récupérée sur l'entrée d'un port, le
message DNU accompagne l'horloge dans le sens sortie de ce même
port pour éviter ainsi l'apparition d'une boucle de
synchronisation.
Le message DNU est aussi utilisé pour
spécifier au noeud récepteur qu'il n'y a plus de source de
synchronisation extérieure, dans ce cas le noeud utilise sont horloge
interne et entre ainsi en
mode Free Running.
69
Gestion des instabilités Iub et qualité de
service sur l'accès 3G de la SONATEL
Mémoire de fin de cycle - Master 2
Chapitre IV
Mamadou Lamine NDIAYE Instabilités de
l'interface Iub et QoS dans l'UTRAN de la SONATEL
IV.3 - Perspectives
d'avenir
Quand bien même les solutions évoquées
précédemment représentent de bonnes alternatives pour
pallier à la perte de synchronisation du réseau, il serait aussi
essentiel de se pencher sur d'autres alternatives qui permettront au mieux
d'éviter les pertes de synchronisation dans l'avenir.
IV.3.1 - Synchronous Ethernet (Sync-E)
La migration vers le « Tout-IP » est
d'actualité et les opérateurs tendent à déployer de
plus en plus des réseaux de transport basés sur IP. Cependant,
les réseaux à commutation de paquets, tel le réseau IP est
asynchrone de nature et ne sont pas appropriés au transport d'horloge de
synchronisation du fait qu'il pourrait y avoir des inexactitudes du signal
d'horloge produites par perte des paquets ainsi que la variation du
délai des paquets (PVD) qui peuvent avoir un impact préjudiciable
sur la performance de la synchronisation délivrée. Ainsi la
synchronisation devient un grand défi pour les opérateurs voulant
migrer vers un réseau de transport basé uniquement sur Ethernet
et IP/MPLS.
Le défi de la synchronisation via le réseau IP
affecte surtout les services mobiles, car sans solutions viables de transfert
d'horloge, les opérateurs désirant mettre en place une
infrastructure tout IP surtout au niveau RAN (Radio Access Network), vont
courir le risque d'avoir des interruptions de service liées au manque de
synchronisation des Node B. Ainsi les réseaux à commutation de
paquets, nécessitent donc une distribution d'horloge robuste pour tous
les éléments du réseau tels les Node B, afin d'assurer une
relève précise en temps réel des services voix et
vidéo, ainsi que pour les applications de données.
Pour faire face au caractère asynchrone du
réseau à commutation de paquets et éviter ainsi les PVD,
l'Ethernet Synchrone ou Synchronous Ethernet en anglais, communément
appelé SyncE pour faire court, est une solution viable pour pallier
à ces limitations et assurer la synchronisation. SyncE est une solution
idéale pour le transport de fréquence sur un réseau
basé Ethernet, du fait qu'il supporte une fonction de transport de
synchronisation similaire au réseau SDH. SyncE a été
standardisé par IUT en coopération avec IEEE, et l'IUT a
publié trois recommandations portant sur SyncE, à savoir le
G.8261, G.8262 et le G.8264.
| 
