Transcript Aucun titre de diapositive

RADIO-MOBILE:
APPROCHE
METIER
SOMMAIRE
L’ingénierie Radio
Notion de propagation Radio
Les étapes du déploiement Radio
Paramétrage Radio
L’ingénierie Transmission
Les faisceaux hertziens / La propagation en transmission
Supports physiques en transmission
Le métier d’ingénieur Transmission
L’ingénierie Performance / Optimisation
Optimisation de couverture
Qualité de service Voix /Data
Paramétrage
L’ingénierie Architecture BSS
Les équipements BSS
Dimensionnement Voix et Data – La conception du réseau
L’INGENIERIE RADIO
NOTION DE PROPAGATION RADIO
LES PHENEMONES DE PROPAGATION

Atténuation d’espace libre :
 λ 
Pr  Pe 

4πd 
2
A e.l. = 32,4 + 20 log f(MHz) + 20 log d(km)
LES PHENOMENES DE PROPAGATION

Phénomènes de fading :
 Evanouissements lents (fading de Rice - Loi log normale)
Réflexions sur obstacles lointains (effets de masque) :
tous les 40 , atténuation de 3 à 6 dB.
 Evanouissements rapides (fading de Rayleigh)
Dus aux multi-trajets et à la vitesse du mobile ou des objets qui
l’entourent (effet Doppler) :
• tous les /2, atténuation jusqu’à 30 à 40 dB
• dépend du type d’environnement :
- rural :
9 dB
- suburbain :
18 dB
- urbain :
30 à 40 dB
• écart type variant peu avec la fréquence ( 6 dB)
MODELISATION DE LA PROPAGATION

Statistiques :
 Okumura-Hata (fonction des fréquences et hauteur d’antenne).
Cos 231
 Avantages : Rapidité de traitement.
 Inconvénient : Performances moyennes

Physiques :
 Méthode de modélisation de la diffraction (simplification du
milieu urbain).

Mixtes (statistiques & physiques) :
 Avantages : plus de précision.
 Inconvénient : temps de calcul, précision des BDD.
Pr = PIRE + Gant – AFFAIBLISSEMENT
PIRE Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente
Gant Gain de l’antenne
PERTES DUES A LA DIFFRACTION

Calculées le long du profil BTS-mobile.

Modélisation de l’obstacle par une arête diffractante
sans épaisseur.

Différentes méthodes :
 Epstein-Peterson (nombre d’obstacle < 2) : contribution de chaque
obstacle entre chaque arête prise en compte.
 Bullington (nombre d’obstacle > 3) : premier et dernier obstacle
pris en compte : masque fictif.
 Deygout : arête la plus diffractante + série de masques gauche/droit
intermédiaire.
 Giovaneli : modification des hauteurs de la BTS et du mobile.
ETAPES DE CALCUL

PIRE, position, hauteur BTS.

Lecture du profil de terrain (BDG, MNT).

Recherche des masques de diffraction.

Calcul de la diffraction.

Addition des affaiblissements dus à l’espace libre.
MODELES DE PROPAGATION
A calibrer suivant les domaines d’utilisation et la Base
de Données Géographiques (BDG):

Moyenne nulle.

Ecart type le plus faible possible.

Coefficient de corrélation le plus proche de 1.
NOTION DE BDG

Précisions.

Vecteurs (routes, contours de communes, côtes).

Hauteurs.

Clutters (type d’environnement, type de matériau,
par hauteur de bâti et forêt).
UTILITE D’UNE BDG
BDG
BDD sites
Outil de
planification
radio
Modèles de
propagation
Simulation
de la couverture
radio
Diagramme de
rayonnement
des antennes
 Notion de prédiction
COMMENT FAIRE UNE BDG

Cartes IGN.

Relevés radar.

Clichés satellites.
LES ETAPES DU DEPLOIEMENT RADIO
Un exemple de process
PLAN CELLULAIRE
Contraintes techniques
Objectifs marketing
(Puissance, antennes)
(Taille ville, village, comptage routier)
Simulations
Visite terrain
Validation technique et financière
Non OK
OK
PLAN CELLULAIRE



Le nombre de sites nécessaires
La position théorique des sites
L’ingénierie théorique des sites: Azimuts, Types d’antennes…
RECHERCHE DE CANDIDATS
OBJECTIF :
Identifier des implantations physiques rattachées à un site
théorique
(château d’eau, pylônes existants, terrain nu, immeubles …)
INTERVENANTS :
L’ingénieur radio, le maître d’œuvre
NB : Le responsable déploiement supervise cette étape dans
le cadre du suivi du déploiement
PREQUALIFICATION
OBJECTIF :
Déterminer le potentiel
RADIO des sites
Site sensible
candidats
CANDIDAT
Simulations
Pas fiable
LA « PREQUALIF »
VALIDE UN
EMPLACEMENT
PHYSIQUE
Fiable
Retour
étape 2
Mesures analogiques
Visite terrain
Conforme à l’objectif
OUI
Candidat
préqualifié
NON
Quasiment
Candidat
«pool»
Rejet du
candidat
VISITE TECHNIQUE
OBJECTIF :
Se rendre physiquement sur le site candidat « préqualifié »
pour définir l’ingénierie du site :
 Hauteur et position des antennes
 Type d ’antenne
 Position des armoires techniques
 Pré-identification de raccordement Transmission au réseau
en fonction des contraintes techniques.
INTERVENANTS :
L’ingénieur radio, le maître d ’œuvre
UN RAPPORT ECRIT DE VISITE TECHNIQUE EST PRODUIT
QUALIFICATION
OBJECTIF :
 Synthétiser l’ensemble des informations acquises durant les
étapes 2, 3 et 4 (constitution du classeur technique)
 Valider le contenu du classeur (antennes radio, FH, plans…)
INTERVENANTS :
L’ingénieur radio, le Resp. déploiement de l’agence
LA QUALIFICATION synthétise LES DONNEES TECHNIQUES
NEGOCIATION
OBJECTIF :
Au sens strict du terme, il s’agit de négocier un bail ou une
convention qui nous autorise à installer un émetteur radio
INTERLOCUTEURS :
En face de nous, plusieurs bailleurs :






Mairie
Propriétaire unique
Conseil Général
Copropriété
État (service des domaines)
Entreprises publiques (OPHLM, ASF, …)
INTERVENANTS :
Maître d’œuvre : négociation directe
Relations extérieures : négociation indirecte au travers des relations
nouées et des actions lancées au fil de l’eau
C’EST LE NERF DE LA GUERRE
VALIDATION
OBJECTIF :
La validation consiste à vérifier la cohérence du prix du projet.
Cela peut conduire à annuler le projet ou à le redéfinir.
INTERVENANTS :
Le responsable déploiement et le chef d’agence
LA VALIDATION FIGE LES DONNEES TECHNIQUES et LE COUT
CONSTRUCTIBILITE
OBJECTIF :
La négociation d’un bail n’est pas une condition suffisante. Le
statut de «constructibilité» sanctionne l’obtention d’une DT ou
d’un PC, mais aussi de diverses autorisations administratives
(ABF, DIREN, DDAF, ANFR…)
INTERVENANTS :
Les relations extérieures, le maître d’œuvre, le Resp. déploiement
LE PROJET EST MAINTENANT FINALISE
TRAVAUX
OBJECTIF :
 Réaliser les travaux d’aménagement (dalle et massif
béton, renforcements de structures ...).

Installer les différentes infrastructures (pylônes, baies,
coffrets FH, énergie …).
Cette phase dure de 2 à 4 semaines en fonction de la complexité
des structures.
INTERVENANTS :
L’ordre d’engagement travaux est pris par le DR voire le DN.
Ensuite le suivi est réalisé par le responsable déploiement de
l’agence et le maître d’œuvre d’exécution
RECETTES
OBJECTIF :
Valider la qualité des travaux réalisés :
 Recette travaux
 Recette radio (défauts antennes, câbles, LNA, …)
 Recette Transmission (pertes, puissances reçues FH…)
Les PV de recettes sont rédigés par le maître d’œuvre d’exécution
et vérifiés par Bytel.
INTERVENANTS :
Le responsable mise en réseau de l’agence, le maître d’œuvre
d’exécution, les ingénieurs radio (antennes Radio) et transmission (FH)
CHAQUE ACTION CONTRIBUE A LA QUALITE DU RESEAU
INTEGRATION
OBJECTIF :
Il s’agit de vérifier que les différents éléments du site sont
opérationnels :
 Tests locaux : Mise sous tension des équipements.
 Tests lignes : vérification du dialogue BTS-BSC au
travers du lien de transmission.
INTERVENANTS :
Le fournisseur, Le maître d’œuvre d’exécution,
l’ingénieur mise en réseau, la maintenance
A ce stade, le site est capable d’émettre et de recevoir. Reste à
passer à l’étape du service commercial
MISE EN SERVICE
OBJECTIF :
C’est l’étape ultime qui permet aux clients d’utiliser le site pour
passer des appels.
La mise en service est faite si :
 Le site est intégré
 L’avis ANFR est positif (Obtention du droit d’émission)
INTERVENANTS :
Ingénieur Optimisation, DOR (Direction des Opérations Réseau)
LE SITE VA ECOULER SES PREMIERES COMMUNICATIONS...
BUT
FOURNIR LE MAXIMUM
DE COUVERTURE
(nombre de barrettes)
en garantissant une
qualité de service optimale
SUR QUOI AGIR ?
1. Puissances des émetteurs / systèmes de couplage
2. Choix des antennes Radio et du type de
raccordement FH / LL
3. Diversité
4. Type et longueur des câbles
5. Nombres de secteurs et azimut des antennes
6. Position du site (X, Y, Hma)
7. Équilibre de la communication
8. Bibandisation (GSM étendu)
RAPPEL
PdBm (PW) =
PW
10 log
1mW
Conclusion :
Si PW = 1 W, alors PdBm = 30 dBm
PUISSANCE
Puissance : PA (Power Amplifier)
PA d’1 BTS S 8000 (Nortel) = 30 W soit 44,7 dBm
PA d’1 BTS S 4000 (Nortel) = 20 W soit 43 dBm
PA d’1 BTS S 2000 (Nortel) =
2 W soit 33 dBm
COUPLAGE
Un coupleur permet de relier plusieurs DRX
à une même antenne
coupleur
?
DRX DRX
Attention : Un coupleur provoque un affaiblissement du signal
PUISSANCE ET COUPLAGE
H4D
H2D
Le couplage influe sur le rayon et
le niveau de couverture d’un
émetteur
D
LES ANTENNES RADIO
Qu’est ce que c’est ?
Elles sont constituées :




D’un cadre arrière
D’un ensemble de dipôles rayonnants
D’un capot de protection (radôme)
D’un accès hyperfréquences
A quoi ça sert ?
 Convertir les signaux électriques générés par les
équipements en champ magnétique
 A amplifier des signaux émis ou reçus : c’est un
concentrateur d’énergie
Installation
 Fixation sur mât tubulaire
 Orientation préférentielle
LES ANTENNES RADIO
Elles sont caractérisées par :
 Une ouverture horizontale (OH) : 33°, 65°, 85° ou 120°
 Une ouverture verticale (OV) : 5° à 15°
 Un gain (GA) qui varie de 6 à 18 dBi
 Leur encombrement et leur poids
H :
L :
P :
Pd :
1
15
3
6




2m
30 cm
10 cm
30 kg
LES ANTENNES RADIO
Diagramme de rayonnement
-3
-3
85°
85°
-3
Antenne à
ouverture
horizontale
Angle à 85°
-3
L’ouverture d’une antenne est définie à - 3 dB de son gain
maximum
LES ANTENNES RADIO
Diagramme de rayonnement
10°
-3
Antenne à
ouverture
verticale
Angle à 10°
-3
L’ouverture d’une antenne est définie à - 3 dB de son gain
maximum
LES ANTENNES SECTORIELLES
Tiltage de 2° à 5°
Lobe arrière
Lobe avant
LA DIVERSITE
OBJECTIF :
Améliorer la réception de la BTS en utilisant plusieurs points
de réception ou les différentes polarisations des antennes
Il existe deux types de diversité :
 diversité spatiale : Elle se caractérise par
l’installation de 2 antennes sur un même secteur, soit
2 points de réception, donc amélioration du niveau
de signal reçu par la BTS.
 diversité de polarisation : une même antenne
LES CÂBLES
 Ils relient les antennes à la baie.
 Ils provoquent une forte dissipation d’énergie.
Leur longueur et leur diamètre jouent donc un rôle primordial.
REGLE
Perte autorisée = 3 dB
soit 50% de puissance perdue dans le câble.
Si la perte est supérieure à 6 dB, c’est 75% de la
puissance émise qui sera perdue.
LES CÂBLES
ATTENTION :
La mise en place d ’un connecteur entraîne une perte
supplémentaire de 0,5 dB, soit 1 dB pour un raccordement
bretelle - feeder.
AUTRES RISQUES :
Cisaillement, rayon de courbure (fonction du diamètre).
POSITION
Outre les points évoqués précédemment, la qualité de la
couverture d’un site dépend bien évidemment de sa position
BIEN
PAS BIEN
PARAMETRAGE RADIO
Déclaration de voisinage
Planification de fréquence
LA DECLARATION DE VOISINES

Nombre de voisines maximum pour une cellule (32
pour Nortel).

Assurer les HO.

Réciproque.

Minimum : cellule du même site.
PLANIFICATION FREQUENCES RADIO

Indicateurs de qualité d’un plan de fréquence :
 Taux de coupure.
 Taux de coupure sur HO.
 Pourcentage d’échec d’assignation TCH.
 Pourcentage HO intracell / qualité DL.
PLANIFICATEUR FREQUENCES RADIO
OBJECTIF
Assurer une qualité de service pour le réseau en :

Utilisant la ressource spectrale allouée.

Assurant une évolutivité du réseau (nouveaux
sites BTS, ajouts de TRX).

Dimensionnant les couches BCCH-TCH en
fonction d’un état à l’instant « t » du réseau.

Prenant en compte les voisinages alloués pour
assurer la couverture radio.

Respectant deux canaux d’écart entre voisines
pour le BCCH.
ROLE OUTIL
PLANIFICATION CELLULAIRE

Gestion des bases de données.

Propagation radio : aide à la décision de choix radio
d’un site BTS.

Dimensionnement du réseau :
 Modèles de trafic.
 Modélisation d’interférences.
 Réalisation d’un plan de voisinage.
 Réalisation d’un plan de fréquence et BSIC.
OUTIL DE PLANIFICATION : PLANET
Diagramme de
rayonnement
des antennes
BDD SITES
BDG
Modèles de
propagation
PREDICTIONS
Trafic/commune
Poids/Clutter
CARTE DE COUVERTURE
Seuils C/I, C/A
acceptables
Trafic/BTS
Liste de voisinages
Matrice
d’interférences
Fréquences
disponibles
Exceptions
Plan de fréquence
BCCH + TCH
Plan BSIC
ALGORITHME DE PLANIFICATION
automatique de fréquence
Points essentiels avant l’utilisation d’outil de simulation

Connaissance des limites de modèles de
propagation sur la zone étudiée.

Connaissance terrain des sites (dégagement radio
et interférences) : exceptions.

Audit sur les voisinages déclarés (contraintes).

Déterminer l’évolutivité et le dimensionnement des
fréquences adopté sur la zone.
ALGORITHME DE PLANIFICATION
automatique de fréquence
Principes des algorithmes

Modélisation en problème mathématique.

Recherche de coût minimum.

Efficacité des outils dépendant de l’algorithme
utilisé.

Notions de pénalités (viol de contraintes : relations
de voisinages, exceptions, sites, fréquences
illégales, seuils d’interférences).
UTILISATION SAUT DE FREQUENCE

Quand ? Lorsque le réseau, mature, est arrivé en
limite de capacité.

Les apports : minimisation des interférences TCH
pour améliorer la qualité de service.

Les inconvénients : Perte de visibilité sur le suivi
 Augmentation des HO qualité.
 Qui brouille quoi ?
PARAMETRES SAUT DE FREQUENCE

Motifs 1x1 / 1x3 principalement.

Séquences de saut (MA list): à rendre pseudo
orthogonales / longueur N.

HSN (Hopping Sequence Number) : définition de la
liste de saut. HSN  [0,63]. Utilisation : 1 HSN/site.

MAIO (Mobile Allocation Index Offset) : index
permettant un décalage sur la position du canal
d’émission dans la MA list.
MAIO  [0 ; HSN - 1].
1 MAIO par TRX.
L’INGENIERIE
TRANSMISSION
LA TRANSMISSION - HISTORIQUE
1888 : Première transmission par faisceau hertzien (Hertz - 1 000 MHz).
1930 : Première transmission et réception d’hyperfréquences
(France - 1,7 GHz).
1931 : Transmission Douvres - Calais (40 km à 1,7 GHz.  Antenne de 3 m).
1934 : Premier FH commercial en service (Douvres - Calais - aéroports).
1936 : Premier FH multivoies (9).
1947 : Liaison Boston-New York à 4 GHz, 100 voies.
1953 : Première liaison mobile Paris-Lille-Strasbourg
(3 canaux, 240 voies).
2001 : Premiers FH en MAQ 16.
HISTORIQUE
LA TRANSMISSION - HISTORIQUE
1888 : Première transmission par faisceau hertzien (Hertz - 1 000 MHz).
1930 : Première transmission et réception d’hyperfréquences
(France - 1,7 GHz).
1931 : Transmission Douvres - Calais (40 km à 1,7 GHz.  Antenne de 3 m).
1934 : Premier FH commercial en service (Douvres - Calais - aéroports).
1936 : Premier FH multivoies (9).
1947 : Liaison Boston-New York à 4 GHz, 100 voies.
1953 : Première liaison mobile Paris-Lille-Strasbourg
(3 canaux, 240 voies).
2001 : Premiers FH en MAQ 16.
LA TRANSMISSION - HISTORIQUE
1888 : Première transmission par faisceau hertzien (Hertz - 1 000 MHz).
1930 : Première transmission et réception d’hyperfréquences
(France - 1,7 GHz).
1931 : Transmission Douvres - Calais (40 km à 1,7 GHz.  Antenne de 3 m).
1934 : Premier FH commercial en service (Douvres - Calais - aéroports).
1936 : Premier FH multivoies (9).
1947 : Liaison Boston-New York à 4 GHz, 100 voies.
1953 : Première liaison mobile Paris-Lille-Strasbourg
(3 canaux, 240 voies).
2001 : Premiers FH en MAQ 16.
LES FAISCEAUX HERTZIENS
NOTIONS DE FH

Ondes radio : 2 à 40 GHz

Antennes très directives.

IDU / ODU / Antenne
LES FAISCEAUX HERTZIENS
Phénomènes relatifs aux FH
Zone de Fresnel
 Plus la fréquence est grande et plus les pertes par kilomètre
exprimées en dB/Km sont élevées.
 En fonction de la fréquence utilisée, les FH sont plus ou moins
sensibles aux hydrométéors.
 Tout obstacle se trouvant dans la zone de Fresnel occasionne
une perte très importante sur le niveau reçu.
LES FAISCEAUX HERTZIENS
Différentes étapes dans leur conception
 Etudier le profil
 Faire la ligne de vue (repérage terrain, prestataires).
 Calculer le bilan de liaison pour connaître l'indisponibilité
et la qualité de la liaison.
 Dimensionner le lien FH et vérifier les autorisations
administratives.
 Demander éventuellement la coordination du FH à l'ART-
ANF.
 Recetter le lien FH.
LES FAISCEAUX HERTZIENS
Profil de terrain :
1800
1700
1600
Elev atio n (m eters)
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
P at h Lengt h (47.30 km)
Sit e #1
Latitude
Longitude
Azimuth
Elevation
Antenna CL
1600 m ASL
30.0 m AGL
Frequency = 500.0 MHz
K = 10000
%F1 = 60.00
Sit e #2
Latitude
Longitude
Azimuth
Elevation
Antenna CL
Date 01-14-98
prof2.pl3
851 m ASL
30.0 m AGL
LA PROPAGATION EN TRANSMISSION
Elle dépend :


De l’espace libre 1/d².
Des obstacles : visibilité directe + 1er ellipsoïde de Fresnel
dégagé.
A
B
C
Zone de Fresnel
AC + CB = AB + /2
LA PROPAGATION EN TRANSMISSION
Elle dépend :

De la stratification de l’atmosphère (incurvé vers le sol
suite aux différences de pression et d’humidité) :
 Augmentation du rayon terrestre de 4/3 en moyenne.
 k < 1 (périodes d’infraréfraction).
- Notion de kmin (fonction de la distance)
* 20 km kmin = 0,56
* 50 km kmin = 0,8
- Dégagement partiel (affaiblissement de 6 dB)
 Notion de conduit (disparition de la notion d’horizon). Conduit
d’évaporation (été sur mer matin + soir).
LA PROPAGATION EN TRANSMISSION
Elle dépend :

Des trajets multiples créés par la troposphère :
 Evanouissements (nuits, premières heures de la matinée en
été, eau).

Des trajets multiples créés par la réflexion sur le sol :
 Mer, lac, terrain humide.
 longueur courte.
 Evanouissements
A
B
F1
F2
C
Zone de Fresnel
Quand la réflexion se produit
sur un plan tangent à F2 :
AC + CB = AB +

LA PROPAGATION EN TRANSMISSION
SOLUTIONS pour éviter les trajets multiples par réflexion sur
le sol :
1 - Hauteurs d’antennes différentes (point de réflexion non
présent à la surface du sol réfléchissant).
MER
LA PROPAGATION EN TRANSMISSION
SOLUTIONS pour éviter les trajets multiples par réflexion sur
le sol :
2 - Protection d’une des antennes par un obstacle naturel.
MER
3 - Diversité d’espace.
LA PROPAGATION EN TRANSMISSION
Elle dépend aussi de :

Hydrométéores :
 Neige, gel, brouillard

f > 10 GHz
Gaz de l’atmosphère :
 Vapeur d’eau, oxygène
f > 15 GHz.
MOYENS D’EVALUATION PROPAGATION

LOS Line Of Sight (vérification des
pré-requis). Ligne de Vue.

Cartes.

Etude de trajets.

Moyens de localisation.

MNT.

Outils de propagation radio-électrique

Comptages.
NOTION QUALITE & DISPONIBILITE
Qualité et disponibilité dépendent de deux facteurs :

La performance des équipements (mesures possibles) :
 pannes, instabilités, alimentations, connectique...
(mesurable)

Les effets de la propagation (statistiques)
OBJECTIFS QUALITE & DISPONIBILITE

Les objectifs en terme de qualité et de disponibilité
sont définis par des organismes internationaux de
normalisation.

Ils dépendent :
 des évanouissements dont la durée dépasse 10 secondes.
 des erreurs humaines.
 des pannes.
AMELIORATION DE LA DISPONIBILITE

Diversité de fréquence, liaison 1 + 1 (commutation
de la chaîne, canal de secours, HSB).

Diversité d’espace.

Limitation des interférences lors de l’étape de
conception :
 Diagrammes d’antennes, minimisation des lobes secondaires et
arrières.
 Bilan de liaison : définition des puissances d’émission.
 Plan de fréquence, croisement de polarisation.
 Minimisation des phénomènes de perturbation (réflexion, conduit,
perturbateurs externes : Météo France, radars…).
QUELQUES PRINCIPES
 Les liaisons BTS - DN sont en majorité en FH 38
GHz, distance maximum 5 km
 Si la distance est plus longue (5 à 10 km) la liaison
se fera à 23 GHz
 Si la distance est supérieure à 10 km on peut
envisager une fréquence plus basse
PLUS LA FREQUENCE EST ELEVEE PLUS LES
BONDS SONT COURTS
FREQUENCES UTILISEES
Fréquences utilisées pour le réseau BTS / BSC
(capillaire) :
 Utilisation des bandes 23 et 38 GHz
 Liaisons jusqu'à 5 km pour le 38 GHz
 Liaisons jusqu'à 15 km pour le 23 GHz
 Débits : 4x2 Mbit/s, 5x2 Mbit/s
 Canaux attribués pour toute la France
 Ingénierie faite par les équipes régionales de transmission.
FAISCEAUX HERTZIENS
Diamètre
Antenne
38
Distance Max
(en Km)
30 cm
5
60 cm
7
30 cm
10
60 cm
15
75 cm
17
120 cm
20
FH
23
FREQUENCES TRANSMISSION
Nb de canaux
6 GHz
7 GHz
13 G Hz
18 G Hz
23 G Hz
26 G Hz
38 G Hz
8
8
2 --> 8
1 1 S D H / 2 2 1 6 x2
6
6 P D H /3 S D H
8
1 6 x2 --> 4 x2
1 6 x2 --> 8 x2
4 x2
1 6 x2
4 x2
PDH
X
SDH
X
X
X

23 GHz : radioastronomie
! 6 GHz : météo




2x2 : canal de 3,5 MHz
4x2 : canal de 7 MHz
16x2 : canal de 28 MHz (14 MHZ 16 QAM)
SDH : canal de 20 à 40 MHz
FREQUENCES TRANSMISSION
Occupation des bandes (en %) :
960 M Hz - 10 G Hz
10 G Hz - 65 G Hz
AR T
35
36
DEFENSE
43
31
CSA
2
4
CNES
6
20
A V IA T IO N C IV IL E
9
2
P H A R E S /B A L IS E S
3

M ETEO
2
1
TRANSMISSION & RESEAU CELLULAIRE
BSC
Qu'est ce que la transmission
dans un réseau cellulaire ?
BTS
MSC
C'est relier les différents éléments de réseau :





Relier les BTS aux BSC
Relier les BSC aux MSC
Relier les MSC aux Réseaux commutés
Relier les MSCs entre eux
Relier d'autres éléments de réseaux tel que les systèmes de
gestion, de facturation, les HLR, VLR.... VMS
ELEMENTS DU RESEAU
Le réseau : transmission ou tuyauterie ?
 C'est une histoire de tuyau
 Les abonnés ont besoin de flux de données numériques
 Le plombier calcule les différents diamètres des tuyaux
 Quand les flux sont plus gros, les tuyaux doivent être
suffisamment bien dimensionnés pour faire passer les
données, et prévus pour l'accroissement futur des débits.
ELEMENTS DU RESEAU
Comment relier les éléments du réseau ?
 Par une Ligne Louée (France Télécom)
 Par un câble HF ou coaxial
 Par fibre optique
 Par Faisceau Hertzien
 Par combinaison de plusieurs solutions
LES FAISCEAUX HERTZIENS
Pourquoi ne raccorde-t-on pas une BTS directement à
son BSC associé ?
BSC
 Problème d'interférences
 Problème de distance
 Problème de négociations (nombre
d'antennes négociées)
 Problème de vue directe
Utilisation d’un DN (relais Transmission)
Distribution Node : noeud de distribution
DIFFERENTES CONNECTIONS
Différentes façons de connecter une BTS
DN
BSC
BSC
DIVISION RESEAU EN 3 CATEGORIES
Réseau Backbone
• Relier les MSC aux réseaux commutés
• Relier les MSC entre eux
HLR
• Relier les MSC aux BSC
Réseau Capillaire
VLR
• Relier les BTS aux BSC
Réseau de données (Signalisation)
• Relier d'autres éléments de réseaux tel que le systèmes de gestions, de
facturation, les HLR, VLR...
ARCHITECTURE DE RESEAU
Liens
nationaux
Liens de
distribution
Backbone
(sites THS)
Distribution
(sites DN)
Capillaire
(sites BTS)
Liens
capillaires
PLAN DE TRANSMISSION
ANALYSE PLAN CELLULAIRE
ANALYSE PLAN ARCHITECTURE BSC PCU
SCHEMA DIRECTEUR TRANSMISSION
ANALYSE PLAN OPERATIONNEL ARCHITECTURE
PLAN OPERATIONNEL TRANSMISSION
PLAN DN
Positionnement sites, définition du phasage
Impact à 3 ans sur les équipements
BTS, BSC, PCU et liens ABIS, ATER,
AGPRS et Gb
 Evolution Trafic, Nvx sites BSC-PCU
 Nbre MIC, hypothèses technos
Impact à 3 ans sur le réseau transmission
 Nbre LL/FH
 Nbre DN
 Nbre FH PDH / SDH par débit et type
Besoins sur 1 an en terme d’équipements BSS
Besoins sur 1 an en terme d’équipements
Transmission
Identification des besoins DN, ZR, ROI,
Visites terrain, LOS
ELEMENTS DU RESEAU
La problématique : les éléments du réseau
à raccorder
MSC
BTS
BTS
MSC
BTS
BSC
BTS
BSC
BTS
BTS
BTS : Base Transceiver Station.
BSC : Base Station Controller.
MSC : Mobile-Services Switching Centre.
BTS
ELEMENTS DU RESEAU
Chaînage
BTS
MSC
BTS
SDH / FO
FH PDH
BTS
MSC
FH PDH
FH SDH
BSC
BTS
BSC
LL
BTS
BTS
LL
Drop
BTS : Base Transceiver Station.
BSC : Base Station Controller.
MSC : Mobile-Services Switching Centre.
BTS
DIFFERENCES RADIO / TRANSMISSION
RADIO
TRANSMISSION
Sites "bas"
confiner le rayonnement
Sites placés en hauteur
"faisceaux hertziens"
Diffusion : rayonnement large
Pinceau étroit
Se cacher des autres :
éviter les interférences
Etre vu et voir : en ligne directe
Adaptation :
plaque de cellules, qualité radio
Une certaine stabilité :
calcul de flux, dimensionnement
Se joue des obstacles, les utilise
Doit éviter tout obstacle et disposer
d'une ligne de vue
Utilise la réflexion
Surtout pas de trajets multiples
Une part d'aléatoire, optimisation
Une certaine stabilité :
calcul de flux, dimensionnement
Mise en place de "plaques"
Mise en place d'un maillage
SUPPORTS PHYSIQUES
EN TRANSMISSION
FIBRE OPTIQUE

AVANTAGES :
 Débit : 200 Gbit/s.
 Très faible atténuation (< 1 dB/km).
 Encombrement minimum.
 Bande passante.

INCONVENIENT :
 Coût.
FIBRE OPTIQUE
Croissance exponentielle de la capacité des réseaux FO
TDM : Multiplexage par répartition dans le temps (même support
physique)
Signal d’entrée à synchroniser (multiplexeur électrique)
WDM : Multiplexage par répartition en longueur d’onde (plusieurs
supports physiques – λ différentes – dans un même support)
Pas de contrainte de synchronisation (transpondeur optique)
160 λ max par fibre (le plus courant = 10 λ)
DWDM (Dense WDM): Plus faible atténuation [1460;1595 nm]
FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE
1850 : Premier câble télégraphique transatlantique (Douvres
Calais)
1960 : Premières fibres optiques (atténuation 1 000 dB/km).
1975 : Fibres optiques (atténuation 20 dB/km).
1981 : Fibres optiques (atténuation 0,2 dB/km).
1987 : Concept de multiplexage en longueur d’onde (WDM).
Espacement  : 200 GHz / 100 GHz.
1989 : Premiers câbles transatlantiques à ampli à fibres
répéteurs : 50 km.
FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE
1864 : Premier câble télégraphique transatlantique 1 canal.
1960 : Premières fibres optiques (atténuation 1 000 dB/km).
1975 : Fibres optiques (atténuation 20 dB/km).
1981 : Fibres optiques (atténuation 0,2 dB/km).
1987 : Concept de multiplexage en longueur d’onde (WDM).
Espacement  : 200 GHz / 100 GHz.
1989 : Premiers câbles transatlantiques à ampli à fibres
répéteurs : 50 km.
FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE
1864 : Premier câble télégraphique transatlantique 1 canal
(Douvres / Calais)
1960 : Premières fibres optiques (atténuation 1 000 dB/km).
1975 : Fibres optiques (atténuation 20 dB/km).
1981 : Fibres optiques (atténuation 0,2 dB/km).
1987 : Concept de multiplexage en longueur d’onde (WDM).
Espacement  : 200 GHz / 100 GHz.
1989 : Premiers câbles transatlantiques à ampli à fibres
répéteurs : 50 km.
FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE
1850 : Premier câble télégraphique transatlantique (Douvres
Calais)
1960 : Premières fibres optiques (atténuation 1 000 dB/km).
1975 : Fibres optiques (atténuation 20 dB/km).
1981 : Fibres optiques (atténuation 0,2 dB/km).
1987 : Concept de multiplexage en longueur d’onde (WDM).
Espacement  : 200 GHz / 100 GHz.
1989 : Premiers câbles transatlantiques à ampli à fibres
répéteurs : 50 km.
FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE
1850 : Premier câble télégraphique transatlantique (Douvres
Calais)
1960 : Premières fibres optiques (atténuation 1 000 dB/km).
1975 : Fibres optiques (atténuation 20 dB/km).
1981 : Fibres optiques (atténuation 0,2 dB/km).
1987 : Concept de multiplexage en longueur d’onde (WDM).
Espacement  : 200 GHz / 100 GHz.
1989 : Premiers câbles transatlantiques à ampli à fibres
répéteurs : 50 km.
FIBRE OPTIQUE - HISTORIQUE
1850 : Premier câble télégraphique transatlantique (Douvres
Calais)
1960 : Premières fibres optiques (atténuation 1 000 dB/km).
1975 : Fibres optiques (atténuation 20 dB/km).
1981 : Fibres optiques (atténuation 0,2 dB/km).
1987 : Concept de multiplexage en longueur d’onde (WDM).
Espacement  : 200 GHz / 100 GHz.
1989 : Premiers câbles transatlantiques à ampli à fibres
répéteurs : 50 km.
PDH (Plesiochronous Digital Hierarchy)

Multiplexage / démultiplexage à chaque niveau
(surdébit variable): permet de gérer des signaux #)

Débits de base :
 2.048
 8.448
 34.368
 139.264
Ces débits sont utilisés en Europe.
Ils sont différents au Japon et aux USA

Utilisation : 4x2 / 16x2 / 5x2 / 10x2 / 40x2 (Bas et
Moyen Débit)

Limites :
 Contrôle de qualité (pas de gestion / supervision centralisée)
 Capacité max à 56 Mic
SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

1988 (Corée).

Compatibilité avec PDH par encapsulation

Ensemble de conteneurs (Cn).

Surdébit (10% Path OverHead POH) pour besoin
exploitation => Supervision centralisée (VCn)

Localisation des VCn à travers des pointeurs
(Affluent)
=>Extraction et intégration de signaux de débits
différents
SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

Débit de base STM (Synchronous Transport Module):
155 (STM1), STM4, STM 16, 64, 256.

Moyenne capacité > STM16/64. FO ?.

Disponibilité élevée (architectures reconfigurables) :
protection de conduit dans un réseau en anneau.

Utilisation : liens entre les BSC, raccordement
« gros » DN, Backbone national.
Les matériels disponibles
- Différents débits: 4,5,8,10,16,20,32,40,64 Mic
- Différentes fréquences: 6, 13, 18, 23, 38 GHz
- Différents supports physiques:
Hertziens
Lignes louées
Fibres optiques
- Différentes antennes: Plates, Cornet, paraboles (30,
60, 90, 120, 180, 300 cm)…
- Différentes techniques: guides d’ondes (Odu
déportés ou Sdh, coaxiaux…), diversité
- Différentes modulations (4Qam/16Qam)
Le métier d’ingénieur Transmission

Conception des actions à réaliser (études technicoéconomiques):

Etude Outils de simulation

Lancement de Los

Mutations de liens (LL/FH, FH/FH, LL/LL)
Upgrade de FH (4 mic vers 8/10 Mic ou 16/20 Mic, 16
Mic vers 32 Mic ou 40 Mic ou Sdh)



Nouveaux sites DN/BSC
Définition d’un programme d’activité (EB / PO)
Le métier d’ingénieur Transmission

Suivi des opérations avec les agences

Validation des plans (Etape de Validation)

Constructibilité du projet :
- commande des équipements (LL ou FH)
- réalisation du bilan de liaison (si FH)
Plan de fréquence
Définition des paramètres des FH

Mise en service du lien :
- Mutation du trafic (routage)
- Ajout de Mic ou dédropage
Le métier d’ingénieur Transmission

Suivi de la qualité de service des liens transmission:
Faisceaux Hertziens Pdh
 Lignes Louées (France Telecom)


Lancement d’actions préventives ou curatives (service
Exploitation) :
 Audits
de FH
 Actions vis-à-vis de FT
 Demandes d’interventions maintenance (TT)
 Changements d’architecture
La Transmission
Un enjeu technique et économique
pour les réseaux Haut Débit
L’INGENIERIE
PERFORMANCE
OPTIMISATION DE RESEAU
Trois activités principales

Optimisation de couverture.

Etude et amélioration des performances du
réseau.

Paramétrage du réseau.
OPTIMISATION DE COUVERTURE

Quand ? Lorsque le site est intégré.

Comment ?
 BASE : des mesures numériques de couverture et de QoS.
 VERIFICATION DE LA CONCEPTION : couverture (niveaux
de champs), voisinages (handover), fréquences (brouillage).
 OPTIMISATION : antennes, tilts, paramètres (voisinages et
fréquences/BSIC).
QUALITE DE SERVICE DU RESEAU

Quand ? Lorsque le site est optimisé.

Base : indicateurs dans le temps.
 Trafic.
 Signalisation.
 HO.
 Coupures de communications.
 Assignation de canaux.
QOS Voix + Data

Plaintes Client
NOTIONS D’ALERTEUR

Analyses.

Actions.
 Paramètres.
 Systèmes physiques.
 Intervention maintenance (TT).
PARAMETRAGE
Pour être effective, toute action effectuée sur un réseau
GSM doit être paramétrée à l’OMC-R

Actions possibles sur le réseau :
 Mise en service de sites.
 Ajout de capacité (TRX, baies d’extension, changement de coupleurs).
 Intervention maintenance (TT).
 Modifications d’architecture (reparentages BTS, BSC, LAC…).
 Changement de fréquences...

Objectif : fournir l’ensemble des données compréhensibles par
l’OMC-R (fonction du constructeur) adaptées à l’opération.
 Gestion de données d’un réseau GSM
La Performance
Un enjeu qualitatif pour les clients
et les nouvelles technologies
L’INGENIERIE
ARCHITECTURE
BSS
LA BTS
1 - CARACTERISTIQUES

Traitement de signal :
 Modulation/démodulation, égalisation, codage/décodage,
entrelacement/désentrelacement, chiffrement/déchiffrement.

Saut de fréquence

Système de couplage - diversité d’espace.

Traitement radio pour décision par BSC :
 Mesures radio.
 Handover.
 Contrôle de puissance.
LA BTS
2 - ARCHITECTURE FONCTIONNELLE
Antenne
Système de couplage
Mobile
TRX
BSC
BCF
BCF (Base Common Function): management de l’interface Abis / gestion
du temps GSM.
 TRX : gestion du TDMA + amplification.
 Système de couplage : couplage des émetteurs/récepteurs (duplexeur, hybride).

LA BTS
3 - CONFIGURATION DES LIENS BTS / BSC

Configuration en
étoile (directe) :
BSC
Abis
BTS
BTS

Configuration à
chaînage / drop :
BSC
BTS
BTS
LE BSC
1 - RÔLES

Gestion des ressources radio (décision des HO,
contrôle de puissance, allocation de canaux) et
traitement de l’appel.

Concentration de MIC
LE BSC
2 - ARCHITECTURE GENERALE
CPU
BTS
Contrôleur
de MIC
Contrôleur
x 25
Matrice de
commutation
Contrôleur
de MIC
OMC-R
TCU/MS
LE BSC
3 - DIMENSIONS

Dimensions (BSC 2G):
 Hauteur :
 Largeur :
 Profondeur :
 Poids :

2m
80 cm
60 cm
250 kg
Différents types : 6000, 12000, E3...
LE TRAU
BSC
MSC
Int.
Ater
TRAU
Int.
A

Réduire le nombre de MIC nécessaires pour
transporter la voix et les données.

Convertir quatre canaux à 16 kbit/s dans un canal
PCM à 64 kbit/s.
 Localisés sur le MSC
SYSTEME NSS

HLR (enregistreur de localisation nominale :
Base de données qui gère les abonnés d’un PLMN donné
ainsi que le VLR où le mobile est enregistré.
 IMSI
 MSISDN
 Profil de l’abonnement

MSC :
Etablissement des canaux de trafic et commutation vers des
PLMN autres.

VLR (enregistreur de localisation d’accueil) :
Base de données qui mémorise les données d’abonnement
des clients présents dans une zone géographique. Dialogue
MSC-VLR pour la gestion de mobilité.
PROCEDURES DE DIMENSIONNEMENT
BTS
INT ABIS
BSC
INT ATER
INT AGPRS
TCU
INT A
PCU
MSC
INT Gb
SGSN
VLR
HLR
DIMENSIONNEMENT BTS




Nombre de TRX (dimensionnement SDCCH/TCH).
Nombre de MIC Abis.
Configuration BTS en cartes.
Nombre et types de coupleurs H2D/H4D et types
d’antennes.
 1 TS SDCCH
= 8 canaux SDCCH.
 1 TRX
= 8TS
= 2 IT MIC ABIS.
 1 IT MIC LAPD = 8 TRX max.
 1 MIC ABIS
= 14 TRX
DIMENSIONNEMENT BTS

Cartes : MIC + LAPD
Modèle de trafic
- Clients
- Activité
- Signalisation
Nombre de TCH
Nombre de SDCCH
TCH / SDCCH / TS
Nombre de TRX
Nombre de LAPD
Nombre de cartes
Nombre de MIC ABIS
DIMENSIONNEMENT BTS
5 % congestion
1 TRX : capacité max 2.96 E
2 TRX : capacité max 9.73 E
3 TRX : capacité max 16.19 E
4 TRX : capacité max 23.83 E
5 TRX : capacité max 30.66 E
6 TRX : capacité max 38.56 E
MODIFICATION DIMENSIONNEMENT BTS

Changement de coupleur : délai 1 mois.

Ajouts TRX/ABIS : délai 1 mois
 Curatif (seuil de congestion) pour effet ponctuel, pannes, ...
 Par anticipation (effet saisonnier)
! Impact sur les liens de transmission


La capacité des BTS en TRX est fonction du nombre
de baies implantées :
 1 baie =
 2 baies =
 3 baies =
8 TRX
16 TRX
24 TRX
DIMENSIONNEMENT BSC

Limites d’un BSC :
 configurables (plusieurs capacités)
 64 à 128 Mic
 600 à 3000 E (dépend du modèle d’abonné, des locations update,
du nombre de HO).

Nombre de BSC

Nombre de cartes (Trafic, Connectique: Abis, Ater,
Agprs)

Parentages BTS.

Définition des LA et RA

Définition du meilleur emplacement.
! Délai d’ajout de BSC : 5 mois minimum

DIMENSIONNEMENT ATER

Trafic BH BSC  nombre d’ATERS
Nombre
d'Aters
Trafic
maximal (E)
2
3
4
5
6
7
8
211
326
442
561
676
795
900
! Délai d’ajout d’ATERS : 3 mois

DIMENSIONNEMENT PCU

Limites d’un PCU:
 Nombre de liens Agprs (6,12,24)

Fort impact de la technologie Edge

Agprs dynamique
! Délai d’ajout de PCU : 5 mois minimum

DIMENSIONNEMENT AGPRS et Gb

Nombre de cellules

Configuration TS GPRS

Trafic Data

nombre d’AGPRS / Gb
! Délai d’ajout d’AGPRS : 3 mois

DIMENSIONNEMENT TCU & INT A


1 baie TCU 2G = 4 alvéoles TCU = 4 ATERS
1 baie TCU 3G = jusqu’à 2x16 ATERS
4 x 16 = 64 kbit/s
16 kbit/s
16 kbit/s
MIC ATER
16 kbit/s
TRAU
(TCU 2G)
16 kbit/s
16 kbit/s
MIC A
! Délai d’ajout de TCU : 3 mois min

DIMENSIONNEMENT MSC / SGSN

Capacité mémoire (VLR).

Trafic admissible (Voix / Data)

Nombre de cartes de connexion ATERS /
Gb

Places TCU (MSC)
! Délai d’ajout de MSC / SGSN: Entre 1 an 1/2 et 2 ans

ACTIVITE DE DIMENSIONNEMENT

Maîtrise de trafic (évolution, prévisionnel)

Anticipation du trafic (ajout de baies, BSC, MSC)
par extrapolation.

Notions de plan d’Architecture (BSC-PCU), de
reparentages BTS, de coefficient estival.

Sur Méditerranée : effet hivernal, effet estival,
festival de Cannes, grand prix de Monaco...


Conception du réseau Nouvelles Technologies
Fort lien avec Ingénierie Transmission
L’Architecture
Construction des réseaux Haut Débits
Ingénierie des réseaux Radio Mobiles
- Radio
- Transmission
- Performance / Optimisation / Qualité de fonctionnement
- L’Architecture BSS
+ La Commutation : gestion des MSC
+ La validation des équipements