Archives mensuelles : février 2014

Gestion de l’itinérance (Part 2) : la mobilité des UE

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Part 2 : Gestion de la mobilité

II-1) – La signalisation


Le réseau GSM et 3G s’appuie sur l’architecture traditionnelle de la téléphonie commuté et exploite le protocole de signalisation SS7 (cf. http://mooc-ipad-formation.eu).
Ainsi, la gestion de la mobilité, la gestion de la localisation et de l’authentification étaient pris en charge par le protocole MAP (Mobile Application Part).

Ce protocole décrit les messages transmis entre les différents équipements du réseau de l’opérateur Home (HPLMN) et l’opérateur visité (VPLMN). Lors d’une première phase de migration vers l’IP, la signalisation SS7 initialement transportée sur des liens traditionnels TDM comme le E1/T1 est dorénavant encapsulée sur l’IP via le protocole SIGTRAN.

Mais, le réseau LTE n’utilise pas le protocole de signalisation SS7 : Diameter a été préféré et remplace le protocole MAP en supportant toutes ses fonctionnalités.

Le protocole DIAMETER a été adapté pour le LTE afin de gérer la gestion de mobilité des UE au sein du LTE mais le protocole doit également assurer l’interconnexion entre le LTE et les réseaux 2G/3G (DIAMETER to MAP). Pour échanger des données de signalisation, DIAMETER utilise des AVPs (Attribute Variable Pair) afin d’encapsuler les données en provenance d’applications reconnues.

Sur le tableau suivant, en guise d’exemple, nous donnons la traduction des messages MAP/DIAMETER.

diameter_map

II-2) L’architecture du réseau LTE

Pour comprendre la gestion de la mobilité sur le réseau LTE, il est nécessaire de revenir sur l’architecture du réseau en insistant (en rouge) sur la partie roaming (cf. article précédent).

LTE_roamingLes interfaces en rouges sont exploitées lors du roaming, nous allons les détailler pour plus de clarté :

  • Gestion de la mobilité :

L’interface S6a permet de transférer des données d’authentification et de localisation entre le MME et le HSS via Diameter afin d’autoriser ou non l’accès d’un utilisateur au réseau LTE.
En général, l’authentification est réalisée en respectant le protocole AAA lequel réalise trois fonctions : l’authentification, l’autorisation, et la traçabilité (en anglais : Authentication, Authorization, Accounting/Auditing)
L’interface S6d autorise les échanges d’informations relatives au protocole AAA entre le SGSN et HSS sur (over) DIAMETER.

  • Policy Control and Charging

L’interface S9 transfère la politique de contrôle de la QoS et les informations de taxation entre le HPCRF (Home Policy and Charging Rules Functionality) et le PCRF (Policy and Charging Rules Function) du V-PLMN toujours sur Diameter (cf. architecture SAE/LTE)
Le PCRF supervise les flux sur le réseau LTE : Il peut détecter les types de flux et de services (DPI : Deep packet Inspector) et met en relation la taxation adaptée (abonnement, calendrier) sur ce type de flux.

  • GTP Traffic

Le flux de données est transporté via un tunnel entre le SGW et le PGW sur l’interface S8. On retrouve le même fonctionnement en 2G et 3G, entre le SGSN et le GGSN.

II-3) Mise à jour de la localisation

Lorsqu’un utilisateur authentifié est en déplacement, le premier message reçu par le cœur de réseau est un message de Mise à Jour de la localisation (Location Update), quel que soit le protocole MAP ou DIAMETER utilisé.

Cependant, dans le cas

  • GSM MAP; le message ISD (Insert Subscriber Data) transporte le profil complet de l’abonné et si l’information complète ne peut être transmise dans un seul message ISD, le V_PLMN demande la transmission des informations complémentaires via d’autres messages ISD.

En 2G/3G, le protocole INAP/CAMEL est utilisé chaque fois qu’un utilisateur est en itinérance sur un autre réseau. LTE ne supporte pas le protocole CAMEL, il n’existe pas de traduction de message INAP vers le protocole DIAMETER

  • Pour DIAMETER, le LUA (Location Update Answer) transporte le profil de l’abonné. Ainsi, le DIAMETER ISD n’est utilisé que lorsque le H-PLMN demande un changement dans le profil de l’abonné.

Sur les figures ci-dessous, nous illustrons la partie Location Update via le protocole MAP (figure de gauche) et via le protocole Diameter (figure de droite)

Loc_Update_MAP_Diameter

II-4) Contrôle de la politique de QoS et facturation en temps réel

Dans le précédent article, nous avions vu deux techniques de routage de trafic, soit via le P-GW du réseau visité (Local Breakout) soit via le P-GW du réseau home (Home Routing).

Dans le premier cas, il est nécessaire de définir un accord pour échanger les informations de contrôle d’appel via l’interface Gy entre les deux PLMN. Ainsi, le PDN du V-PLMN peut interagir directement avec le système de tarification (charging system) du H-PLMN.

II-4.1) Home Routing

Basons-nous sur l’architecture du LTE, en focalisant notre attention sur les équipements impliqués lors du roaming. Sur la figure suivante, le V-PCRF communique avec le H-PCRF via l’interface S9 mais la facturation en temps réel (Real Time Charging) n’est pas transmise sur l’interface S9, mais via l’interface Gy selon le protocole DIAMETER RFC 3588.

Chaging_system_HPLMN

Concernant le roaming 2G/3G vers la 4G (on parle de roaming INTER-RAT), il faut savoir que le PCEF n’est pas pris en charge sur le réseau 2G/3G, ce qui pose un souci de QoS lors d’un roaming inter-RAT. En effet, dans le cas du réseau 2G ou 3G, le GGSN était dédié aux données et la QoS était spécifiée par la création d’un PDP context, la téléphonie était géré par le MSC, les SMS par le SMSC, et les services avancés par CAMEL.

II-4.2) Local Breakout

La procédure est légèrement différente, puisque c’est le PCEF du réseau visité qui transmet les informations de facturation en temps réel au H-PLMN. Les mêmes interfaces que précédemment sont utilisées.

Chaging_system_PLMNs

Gratuité de l’itinérance (Part 1): Bouygues dégaine en premier

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Architecture du Roaming LTE

En début d’année, les opérateurs (Free, suivi de Bouygues puis Orange) avaient annoncé la gratuité du Roaming (itinérance) sur l’ensemble de l’Europe ou dans certains pays (Italie, Portugal pour Free), et/ou réservé à quelques abonnements. Ainsi, par exemple Bouygues avait annoncé le 22 janvier l’itinérance gratuite en Europe sur ses forfaits Sensation à partir du 24 février.

Nous allons montrer dans cet article comment la gratuité peut être effective sur le réseau 4G. Mais, comme l’objectif de toute entreprise, c’est de gagner de l’argent, nous aborderons donc dans cet article la partie facturation (billing) et le chargement d’information de tarification sur le type de service (charging).

Dans un premier temps, il faut revenir sur le concept de routage pour la LTE, le fonctionnement du LTE se diffère à ce niveau par rapport à la téléphonie 2G/3G. En effet, il existe deux méthodes de routage, le Home Routing et le Local breakout. A chaque méthode est associée des processus de tarification qui différent par conséquent par rapport à la 2G et 3G).

Nous allons donc naturellement commencer cet article par l’architecture de Roaming du LTE

I-1) Roaming LTE

Un réseau mobile déployé par un opérateur dans un pays se nomme PLMN (Public Land Mobile Network). Chaque utilisateur ayant souscrit à un opérateur utilise de préférence le réseau de cet opérateur, on parle de H-PLMN (Home PLMN). L’itinérance (roaming) permet à cet utilisateur de se déplacer en dehors du réseau de son opérateur et d’utiliser les ressources d’un autre opérateur (concurrent ou complémentaire). Cet opérateur est appelé V-PLMN (Visited PLMN).

Un utilisateur en itinérance est connecté à l’interface E-UTRAN, au MME et au S-GW du réseau LTE visité. Cependant le LTE/SAE permet de router les paquets vers un P-GW lequel appartient soit au réseau de l’opérateur visité (V-PLMN) soit à celui de son propre opérateur (H-PLMN), comme le montre la figure ci-dessous.

roaming

L’avantage du Home Routing est la capacité d’accéder aux services souscrits chez son opérateur (H-PLMN) même si le client (abonné) est sur un réseau visité. Le P-GW dans le réseau visité permet à l’abonné un accès local (Local Breakout) au réseau Internet via le réseau de l’opérateur visité.

L’interface entre le S-GW (Serving Gateway) et la passerelle P-GW permettant d’accéder au réseau de données (PDN : Packet Data Networks) est nommée S5 dans le cas du Local Breakout ou S8 pour le Home Routing.

I-2) LTE roaming Charging

La complexité des nouveaux modèles de taxations pour supporter l’itinérance en 4G sont plus nombreux que pour la 3G

  • Les cartes Pré-payées. Le standard CAMEL, qui permet l’accès par pré-payement aux services 3G n’est pas compatible avec la 4G. Ains, les accès au réseau PDN par des utilsateurs de cartes pré-payées doivent être obligatoirement routées vers le H-PLMN et ne peuvent donc pas être routés via le V-PLMN. Les opérateurs doivent donc mettre en place un flux de taxation spécialement dédié au clients de carte prépayé afin que ces derniers puissent accéder au PDN via leur P-GW
  • Les forfaits : La facturation s’appuie sur les mêmes tickets que le 3G.

Dans le cas de Local breakout, les opérateurs n’ont pas la même visibilité sur les activités des abonnés puisque la connexion de l’abonnée est gérée par le V-PLMN. Cependant, afin que l’opérateur Home puisse avoir des informations en temps réels (nécessaire entre autre pour les forfaits bloqués), il doit établir une interface DIAMETER entre son système de facturation et le P-GW du réseau visité.

Dans le cas d’un Local Breakout sur des services IMS, le réseau visité crée un CDR (Call Detail Records ) en provenance du S-GWS-Gateway(s). Cependant le CDR ne contient pas toutes les informations requises pour créer un TAP selon la version 3.12 pour le service utilisé (évènement ou session). En conséquence de quoi, les opérateurs doivent corréler les CDRs émis par leur proper réseau avec le CDR crée par l’IMS pour constituer un enregistrement TAP.

I-3) TAP 3.12

TAP : Transferred Account Procedure est le mécanisme permettant aux opérateurs d’échanger des informations de facturations des clients en roaming. TAP 3.12 correspond à la version 12 et la release 3, laquelle décrit la syntaxe des fichiers TAP transmis entre les opérateurs depuis le 1er mai 2013.

tap

Le TAP est transmis au HPLMN au plus tard 36 heures après la fin de la session.

MWC 2014 – Petit résumé

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Dans cet article, je vous propose un résumé des annonces faites par les constructeurs au cours du MWC 2014 (http://www.mobileworldcongress.com/. La liste est loin d’être exhaustive, l’absence d’Apple et de Google dans cet article n’est pas un oubli : Ni l’un, ni l’autre ne sont présents au salon. Dans cet article, les constructeurs sont classés par ordre alphabétiques, mais évidemment tout constructeur qui me donne un smartphone, une tablette ou un wearable se trouvera en haut de la liste, avec des couleurs premium – J. Trèves de plaisanterie, voici la liste :

HTC a présenté :

  • Les smartphones HTC Desire 610 et HTC Desire 816 attendus en France fin mars/courant avril dans la version 6 de la surcouche HTC (les améliorations et fonctionnalités de la surcouche n’ont pas encore été dévoilées). Quant au prix, le smartphone HTC Desire 610 sera commercialisé en mai au prix de 300 euros et le HTC Desire 816 sera proposé à partir de 379 euros en avril. Les caractéristiques techniques peuvent être lues sur le site phonandroid.

Huawei mise sur la selfie en conservant ses petits prix :

  • Smartphone 4G Ascend G6 à partir de 299 euros disponible dès avril. Ce smartphone fonctionne sous Android Jelly Bean (4.2), la caméra avant de 5 Mpixels et un angle de 88° est pensé pour les applications de type «selfie », d’autant plus qu’une application vocale permet de lancer la photo. Attention, le Smartphone 4G Ascend G6 sera également décliné en version 3G. Le prix évoqué de 249 euros semble être celui du smartphone 3G, et à 299 euros pour la 4G . Plus d’information sur les caractéristiques techniques sur ce site. (Et oui, je vis actuellement en Belgique J)
  • Phablette Mediapad X1 de 7 pouces concurrençant l’IPAD mini au prix de 399 euros
  • Tablette Mediapad M1 de 8 pouces annoncée à 299 euros
  • Wearable : Une montre connectée (TalkBandB) capable de servir d’oreillette Bluetooth à 99 euros
  • Hotspot MiFI E5786

 

Nokia a présente trois versions de son smartphone 3G sous Android  (multi-sim)

  • Nokia X au prix de 119 euros
  • Nokia X+ non vendu  en France
  • Nokia XL commercialisé à partir d’Avril au prix de 149 euros

Une présentation vidéo est disponible sur le site cnetfrance.

Samsung a annoncé :

  • Le Galaxy S5, disponible à partir du 11 avril 2014(en Belgique mais aussi en France) est annoncé au prix de 699 €. Le S5 est compatible 4G de catégorie 4 (150 Mbit/s donc non compatible LTE-A car seuls les smartphones de catégories au moins 5 seront compatibles). Ce smartphone propose un capteur d’empreinte permettant de réaliser des payements sur Paypal (et déverrouiller le téléphone). Je vous propose de visualiser la présentation avec vidéo réalisée par 01net.
  • Wearable : 2 nouvelles montres GEAR sont proposées dénommées Gear 2 et Gear 2 Neo fonctionnant sous Tizen

Sony a dévoilé deux nouveaux smartphones.

  • Le Xperia Z2 (le successeur du Z1) compatible 4G/LTE fonctionne sous Android 4.4 et est proposé au prix de 699 euros. Je vous propose de découvrir ses caractéristiques (« perfect ») et la vidéo sur le site suivant de nowhereelse.
  • Le Xperia M2, un smartphone 4G plus abordable puisqu’il est affiché au prix de 299 euros. Il fonctionne sous Android 4.3

ZTE a annoncé

  • Phablette  Gran Memo II, commercialisée en France à partir du 2ème semestre, son prix  n’est pas encore indiqué mais on doit s’attendre à un prix autour de 350 – 450 euros. Le Gran Memo tourne sur la version Android KitKat (4.4.2).

Pour avoir un descriptif et une comparaison des différents produits, je vous réfère à l’article de Mme Florence Legrand sur le site du magazine LesNumériques.

Concours 4G Radio planning

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La société ATDI lance le concours du meilleur radio planning auprès des étudiants des universités telecom du monde entier pour le déploiement de la 4G en France.

Attention : Attention, les inscriptions sont closes le 28 février

Le radioplanning sera basé sur l’utilisation des Femtocells.

La société mettra à disposition son logiciel ICS designer et la cartographie 3D France en MR (20 m résolution) ainsi que les principales villes de France en HR, la base de données des sites 2G/3G existants.

Les concurrents devront choisir entre deux politiques de déploiement du réseau :

  • . Aménagement du territoire (zones blanches…)
  • . Rentabilité économique (ARPU…)

Chaque projet devra, de plus, comporter une section décrivant les débits maximum attendus en 4G mobile (UL & DL) et dans quelles conditions.

Les prix :

Les lauréats se verront affectés un prix de :

1er prix :

  • 10 000 EUR
  • Une offre d’emploi pour un poste d’ingénieur au siège d’ATDI ou dans une de nos filiales

2nd prix :

  • 4 000 EUR
  • Une offre de stage rémunéré au siège d’ATDI ou dans une de nos filiales au choix

3eme prix :

  • Un ordinateur portable avec le logiciel ICS designer Cloud (1 an)
  • Une offre de stage rémunéré au siège d’ATDI ou dans une de nos filiales au choix

Pour s’inscrire, rendez vous sur le site de l’ATDI, concours 4G.