Le blog reprend vie

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Bonne année à tous, et bonne nouvelle avec l’écriture de nouveaux articles sur le blog.

Pourquoi un si long silence?

Je devais préparer plusieurs nouvelles formations et le contenu est maintenant finalisé (enfin presque). Ces formations sont les suivantes :

  • Asterisk et FreePBX : Les services avancées en téléphonie, mise en place de Trunk SIP entre Asterisk et avec le MiVoice 5000 (Anciennement Aastra 5000) et mise en place de l’outil SipP pour tester les communications
  • La fibre Optique et son déploiement. Du Schéma Directeur Territorial d’Aménagement Numérique à la FFTH. Mise en place d’une colonne montante dans un immeuble, les supports en FO.
  • Finalisation du cours sur la 4G avec Travaux Pratiques via le drive Test NEMO
  • IMS et test de la plate-forme OPENIMS (en cours).

Je vous propose de vous livrer mon cours sur la 4G découpé en différents articles. Je vais donc détailler les protocoles et l’architecture 4G, en m’appuyant sur des mesures de traces et en explicitant avec des calls-flows les différents interactions entre les équipements du réseau cellulaires.

Sur ce, bonne année 2015, et bonne lecture

 

Panne chez SFR – Rappel d’une autre panne en 2012

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Le 6 juillet 2012, Orange était affecté par une panne nationale, l’équioement en défaut avait été identifié : le HLR/HSS  lors de la mise à jour de ce dernier via Alcatel Lucent. Se référer à l’article : http://4glte.over-blog.com/article-panne-chez-orange-107869233.htm

Dans cet article, un ensemble d’hypothèse avait été faite pour lancer des pistes sur les pannes possible.

Aujourd’hui, jeudi 24 juillet, SFR fait façe à une panne nationale, les résultats de l’enquète incrime à nouveau la mise à jour du (d’un?) HLR par Alcatel Lucent,.

On peut alors se poser la question sur les procédures de mises à jour du HLR et pourquoi l’équipe Alcatel-Lucent est prise à défaut 2 ans près sur la mise à jour du HLR, d’autant plus  que chaque HLR dispose d’un système de backup comme solution de secours. C’est ce qui avait d’ailleurs été fait en 2012 par Orange : Le logiciel NG HLR (Lew Generation HLR) avait été mis à jour la veille. Vers 17h30, le réseau a rebasculer sur des bases non mises à jour mais sans effet et pourtant, il s’agissait bien de l’équipement défectueux. Le NG-HLR contient une base de données définissant le type d’abonnement de tous les clients de l’opérateur et qui contient aussi la localisation des abonnés. Ces éléments sont stockés dans la partie Back End du NG-HLR et mise à jour chaque fois qu’un client se déplace dans une nouvelle zone de localisation (LAC). La mémoire de cette base de données était saturée. Pour résoudre ce problème, il a néanmoins fallu d’un grande concertation entre Orange et Alcatal Lucentet un travail remarquable de toutes les équipes.

Malgré l’analogie entre ces deux pannes, est ce la même panne?

Orange avait publié une vidéo didactique présentant la panne : http://www.dailymotion.com/video/xs4bs8_resolution-de-l-incident-reseau-le-deroule-en-details_tech

A priori il y a deux ans la panne touchait tous les abonnés, hors l’opérateur possède plusieurs HLR. Pour SFR, un ensemble de clients sont affectés (les nouveaux clients 3G et 4G). Un HLR peut on être incriminé par contre en 2012, un seul HLR ne pouvait pas être responsable de la panne des 26 millions de clients. Une autre hypothèse était de supposer que le HLR en question était le V-HLR, un HLR virtualisé jouant le rôle d’administration et d’interconnexion des HLR. Mais, cela n’a pas été évoqué ni par Orange, ni par Alcatel.

Pour anecdote, le site Presse-citron terminait l’article en relatant la vidéo par cette conclusion « Reste à savoir si Orange et ses concurrents sauront tirer toutes les conséquences de ce dysfonctionnement pour faire en sorte que cela n’arrive plus. »

 

LTE-Advanced (4G+) sera prochainement commercialisé

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LTE-Advanced

Le LTE-Advanced, dénommé aussi LTE-A, a été défini dans la R10 (démarré en octobre 2009) et prévoyait une augmentation du débit en utilisant plusieurs porteuses (agrégation de porteuses). En 2013, les équipementiers expérimentaient les premiers smartphones (cf article S4-LTE-A) et depuis quelques mois les opérateurs Français (notamment Bouygues, Orange et Free) expérimente le LTE-A.

L’idée à déjà été exploitée en 3G avec la dénomination Dual Carrier et s’appuie sur le fait que le débit dépend de la bande de fréquence utilisée : Plus la bande est importante, plus le débit est élevé.

Concernant le LTE, celui-ci exploite une bande de 20 MHz au maximum ce qui permet d’avoir un débit de 150 Mbit/s. En agrégeant 5 porteuses, la bande totale atteint 100 MHz, le débit peut donc être 5 fois plus élevé. En augmentant le nombre d’antennes (MIMO) au niveau de l’émetteur et du récepteur et en améliorant la modulation radio (jusqu’à 256 QAM) lorsque les conditions radios sont excellentes (smartphone proche de l’antenne), le débit peut dépasser le Gbps.

Le LTE-A est défini pour atteindre des débits descendants de 1 Gbps. Son successeur, Le LTE-B, selon Huawei pourrait atteindre plusieurs dizaines de Gbps.

Figure 1

Expérimentation en France de la 4G+

En février, Bouygues dégainait en annonçant le réseau 4G sur Bordeaux et Lyon à partir de Juin 2014 en profitant du re-farming pour avoir la bande suffisante. Orange répliquait en annonçant l’expérimentation du LTE-A sur Bordeaux (pour un débit de 300 Mbps et une bande de 2*20 MHz).

Pour profiter du LTE-A, il faudra un nouvel abonnement (en augmentant la volumétrie de votre abonnement) mais également un smartphone compatible (évolution logicielle)

Free a utilisé un drone pour expérimenter la couverture en 4G+. Cela rappelle l’expérimentation Globalstar et Iridium avec des satellites en basses altitudes (LEO), enfin lisez bien la note du bas d’article (et regardez la date de publication).

Image

Après ce coup de buzz de ZDnet (qui publie de très bons articles), retenez l’arrivée de la 4G+ pour Bouygues et Orange en Juin 2014, et SFR à partir de septembre.

Technologie de transport de la voix en 4G : CSFB (part 2)

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Gestion de la mobilité entre le réeau 2G/3G et LTE

Comme nous l’avons entrevu dans le précédent article, un réseau doit en permanence savoir localiser un mobile afin de fournir les services à l’ayant droit. La procédure de localisation se nomme « Mobility Management », c’est-à-dire Gestion de la mobilité.

Pour terminer un appel via la fonction CS Fallback, le domain CS doit connaitre la position du mobile en se référant à la localisation fournie par le réseau LTE, c’est-à-dire en se basant sur l’aire d’enregistrement du mobile indiquée par le MME. Le MME a donc la charge d’informer la VLR de la zone de localisation du mobile sur le réseau 4G.

Le cœur de réseau 3G possède déjà la fonction permettant de gérer simultanément la mobilité sur le réseau en commutation de circuit (CS) et en commutation de paquets(PS), chaque mobile étant géré sur une zone nommée LA (Location Area) pour la partie CS et RA (Routage Area) pour la partie PS.

Afin de réduire le trafic de signalisation sur les réseaux mobiles 2G/3G et 4G, l’enregistrement de localisation du mobile sur le réseau SGSN par la VLR est ré-utilisé par la technologie CS FallBack : Concernant les informations de localisation du mobile sur le réseau 4G (TA : Tracking Area), le MSC/VLR exploite donc la même logique que pour le réseau PS en 3G, c’est-à-dire la VLR demande les données d’enregistrement du mobile sur le réseau 4G et les exploite de manière identiques aux données d’enregistrement de localisation fournies par les requêtes venant du SGSN.

 DoCoMo_MME1_database

Cela permet d’une part d’éviter une mise à jour trop fastidieuse des MSC pour prendre en compte les requêtes de localisation sur le réseau 4G pour la voix.

Il faut également se rappeler qu’un terminal sur le réseau 4G ne peut être sur le réseau 2G/3G en même temps. Ceci implique que le MME, qui contient la zone d’enregistrement du mobile sur le réseau LTE (TA) doit être en mesure d’identifier vers quel VLR il doit envoyer ses messages de gestion de mobilité. Le MME contient donc une base de données de localisation permettant d’avoir la correspondance entre la zone de localisation du réseau 4G (TA) avec la zone de localisation du mobile sur la VLR (LA). Cette base de données permet donc de déterminer quel MSC/VLR doit être contacté pour l’enregistrement de la localisation du mobile.

La figure 2 détaille l’échange d’information entre le MME et la VLR : La VLR a identifié le MME sur lequel était géré le mobile et le MME connait la VLR et le LA associé à la position du mobile si ce dernier est sur le réseau 3G CS. A l’inverse, la VLR connait l’équipement MME associé.

 

DoCoMo_MME_database

Figure 2 : Mise à jour des données de localization sur la VLR et le MME

 

Si nous reprenons la figure précédente, le call flow est le suivant :

  1. L’UE envoie une requête Tracking Area Update (TAU) vers le MME indiquant la position actuelle (TA) du mobile
  2. Le MME accomplie la mise à jour de la position du mobile vers le HSS via une procédure Location Update
  3. Le MME exploite la base de correspondance TA/LA pour identifier d’une part la zone de localisation LA du mobile correspondant au réseau de CS 2G/3G et la VLR correspondant, c’est-à-dire celui qui gère cette zone (LA). Via l’interface SGs, le MME envoie une requête LAU (Location Area Update) au MSC/VLR avec la valeur du LA correspondante.
  4. La VLR qui reçoit la demande de mise à jour de localisation enregistre la correspondance de l’identité du MME ayant fait la requête de mise à jour (comme c’est le cas avec le SGSN) et l’identité unique du mobile (IMSI). Cela permet au VLR de savoir sur quel MME (comme c’est le cas avec le SGSN) le UE est actuellement connecté, ce qui est nécessaire pour un appel à destination d’un mobile connecté sur le réseau 4G.
  5. La VLR lance une procédure d’enregistrement vers le HSS permettant à ce dernier de savoir sur quel VLR est maintenant enregistré le UE, et informe le MME du numéro TMSI affecté au mobile (Temporary Mobile Subscriber Identity).
  6. Le MME informe le mobile de son identité TMSI et de sa localisation LA.

Technologie de transport de la voix en 4G : CSFB

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CSFB : Circuit Switched FallBack

Le réseau cœur déployé pour la 4G (nommé EPC : Evolved Packet Core) a été conçu pour s’interconnecter aux réseaux IP comme le LAN, la 3G, et évidemment le LTE.

Le principe du CS FallBack est assez simple : Lorsqu’un terminal mobile reçoit un appel téléphonique (Voix), il est informé via le message de Paging que le réseau auquel il doit accéder est le réseau de Commutation de Circuit (CS). Par conséquent, si le mobile était attaché sur le réseau 4G, il bascule vers le réseau 3G, et le mobile envoie une réponse d’acquittement vers le cœur de réseau en commutation de circuit (CS-Core). A partir de ce moment, toute la signalisation pour la session d’appel téléphonique est prise en charge par le réseau 3G. La figure 1 rappelle l’architecture des deux réseaux : CS sur le réseau 3G et PS sur le réseau 4G (EPC)

CSFB_DoCoMO

Figure 1 : Coeur Réseau 2G/3G et 4G

Pour que le Coeur de réseau 4G (EPC : Evolved Packet Core) soit compatible avec la technologie CSFB, il est nécessaire que ce dernier puisse communiquer avec le cœur de réseau en commutation de circuit CS-Core du réseau 2G/3G. En effet, le MME (mobility Management Entity) doit pouvoir contacter le MSC (Mobile Switch Center) et la VLR afin de donner procuration au réseau 2G/3G de la gestion de la mobilité. L’interface utilisée se nomme SG, et fait référence, en reprenant son rôle, à l’interface Gs existante entre le SGSN et le MSC dans le réseau 3G.

Lorsque l’appel est accepté, la technologie CSFB utilise à nouveau l’interface SG pour informer le réseau LTE de l’acceptation de l’appel. L’acquittement est donc transmis par le réseau en Commutation de Circuit (CS) vers le réseau LTE en empruntant l’interface SG.

Gestion de l’itinérance (Part 4) : VoLTE

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Roaming LTE

VOLTE (prononce volti:) fait référence à plusieurs technologies pour délivrer des communications en temps réels par paquets IP. Le VOLTE permet de fournir des services existants comme la voix et les SMS sur le réseau LTE. Le standard IR.92 proposé par le GSMA s’appuie sur une partie de l’architecture IMS. L’IMS, pour résumer, est une plate-forme standardisée pour délivrer des services multimédias sur un support IP.

L’itinérance sur le réseau IMS (IMS Roaming) est spécifiée dans le document GSMA IR.65, faisant lui-même référence au document 3GPP 32 221. Nous allons utiliser ces documents pour écrire cet article.

Dans le cas du roaming LTE, on suppose l’interconnexion entre deux opérateurs assurées par un réseau de transport qualifié IPX.

La signalisation (par exemple TAU : Location Update du terminal par le protocole Diameter) et le roaming de données (Applications IP encapsulées dans un tunnel GTP) sont échangées entre l’opérateur A (Home – Opérateur nominal) vers l’opérateur B (Visited) via IPX.

IPX_2

Figure 1 : Roaming entre 2 réseaux LTE via un fournisseur de service IPX

Le fournisseur de service IP, nommé IPX est connecté aux réseaux des opérateurs LTE via une passerelle de bordure (BG). Dans la norme GSMA (IR.65), l’IPX se nomme InterService Provider.

Dans le cadre du VoLTE, la téléphonie est prise en charge par le réseau IMS (IP Multimédia Subsystem).  Pour un UE, dans son réseau nominal ou un réseau visité, il y a trois possibilité de se connecter à un serveur IMS comme le présente la figure 2

Volte_roaming_IP_domain

Figure 2 :Domaines d’adressages IP vers le réseau PS et IMS

Un UE souhaitant accéder au sous-système IMS nécessite une adresse IP. Une fois l’adresse octroyée, il est possible de connecter le P-GW/GGSN du réseau visité ou du réseau nominal au serveur IMS. Lorsque l’UE est sur un réseau visité, pour des raisons d’efficacité (lien direct notamment en roaming) il peut être préférable de connecter l’UE au réseau IMS du réseau visité comme le montre la figure 1 ou de passer par le réseau IMS du réseau nominal (Figure 2).

Il faut bien noter que l’accès au réseau visité IMS (l’accès au Proxy du réseau IMS, nommé P-CSCF) est directement connecté au PGW du réseau visité.

Volte_roaming1

Figure 3 : L’UE accède au réseau IMS du réseau visité via le PGW du réseau visité

Dans le cas ou l’IMS exploité est dans le réseau de l’opérateur nominal, l’UE a une connectivité IP sur le réseau visité mais toutes les fonctionnalités IMS sont fournies par l’opérateur nominal (Home Network).

Volte_roaming_IMS_Home_PGW_visite

Figure 4: L’UE accède au réseau IMS du réseau nominal via le PGW du réseau visité

La différence est la suivante, l’UE est virtuellement présent sur le réseau de l’opérateur nominal . Il faut bien noter que l’accès au réseau IMS du réseau home (l’accès au Proxy du réseau IMS, nommé P-CSCF) est directement connecté au PGW du réseau visité.

Enfin, dans le troisième cas de figure (figure 5), le réseau IMS utilisé est celui de l’opérateur nominal, comme c’était le cas précédemment sur la figure 4, mais en passant par le PGW du réseau nominal

Volte_roaming_IP_IMS_home_PGW_home

Figure 5 : L’UE accède au réseau IMS du réseau visité via le PGW du réseau visité

Pour bien comprendre la différence, il est nécessaire de décrire le réseau IMS, et les équipements de la couche de contrôle (CSCF).

Pour simplifier et finir cet article sur le roaming, nous allons illustrer le roaming LTE par la figure 6 ci-dessous qui montre les différents types de roaming qui est une autre représentation de la figure 2.

Volte_roaming

Figure 6 :Domaines d’adressages IP vers le réseau PS et IMS

Cette figure suppose un réseau Full IMS avec la gestion de la QoS via un opérateur tiers.

Or, le déploiement du VoLTE est une finalité en soi, en réalité à ce jour différentes techniques sont mises en œuvre pour contourner la VoIP sur le réseau LTE.

En effet, si l’objectif principal est de promouvoir l’utilisation du réseau de commutation de paquets (réseau IP) pour fournir des services multimédias (communication téléphoniques ou visiophonie) avec la même qualité de service que celle offerte par la commutation de circuit et sans coupure. La difficulté est donc double : le maintien de la QoE (Quality Of Experience), et l’interconnexion pour le service de la voix entre un réseau tout IP (LTE) et un réseau 2G ou 3G (commutation de circuit). Durant cette transition de la 4G, diverses alternatives sont proposées pour la transmission de la voix :

  • CSFB : Circuit Switch FallBack
  • SRVCC : Single Radio Voice Call Continuity  permet l’interconnexion entre le réseau à commutation de paquets (PS) et commutation de circuit (CS) sans incidence sur la QoE
  • VOLTE

Nous verrons également ces procédures dans une autre série d’articles publiés prochainement.

Gestion de l’itinérance (Part 3) : IP eXchange – IPX

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IPX : IP eXchange

Le roaming de Data (et de la VoIP) n’est pas qu’un simple échange de flux entre les différents opérateurs car les opérateurs (V-PLMN et H-PLMN) doivent aussi assurer sur le réseau visité la même qualité  pour les services souscrits par l’abonné par rapport à l’accès aux services sur le réseau nominal (HPLMN), tout en assurant l’intégrité des données et la sécurisation du flux. C’est à ce prix-là que les opérateurs pourront se différencier des OTTs et vendre la plus-value des services proposés (RCS, VOLTE, …)

Le réseau IPX est un réseau IP autorisant une interconnexion entre plusieurs opérateurs mobiles et opérateurs fixes, dont les conditions de raccordements (interconnexion) et surtout de services sont stipulés par des accords entre les opérateurs et les fournisseurs de services. L’objectif est d’assurer la qualité d’expérience du client (QoE) en spécifiant contractuellement les accords entre les différents acteurs et monnayer la plus-value apportée par chaque maillon de la chaine de transport (SLA : Service Level Agreement).

IPX est donc un réseau IP d’interconnexion proposé par les opérateurs afin de garantir une qualité d’échange de données via des accords commerciaux sur des spécifications techniques. Chaque service doit être transmis sur le réseau d’un opérateur selon la spécification de QoS correspondant au service en question : La voix et la Vidéo supposant une demande de QoS élevée doit être transmises  sur des bearers (Canaux de Données) prioritaires alors que les MMS seront transportés sur des bearers de priorités basses. Cela nécessite donc que la facturation pour chaque flux soit contractualisée entre les différents opérateurs pour que la rémunération soit couplée au type de réservation de liens mis en place par les opérateurs.

IPX

L’IPX permet aux opérateurs de définir plusieurs accords afin de garantir les services proposés à ses abonnés ou qu’il soit dans le monde  comme par exemple les services suivants : Rich Communication Suite-enhanced (RCS-e), Near Field Communication (NFC),  Voice over LTE (VoLTE), Mobile Money (paiement par mobile).

L’IPBX doit donc répondre aux points suivants :

  • Un Environnement sécurisé : Le réseau IPX est un réseau IP transparent non accessible depuis Internet.
  • Des services d’interconnexions IP flexibles et ouvert à tout opérateur fixe ou mobile et fournisseur de service (ISP): Un seul contrat pour des accès plus facile et plus rapide aux services « à la carte »
    • Contrat Bilatéral : Le fournisseur de service paye un lien assurant la QoS de bout en bout (comme une demande de lien privé sur différents opérateurs)
    • Contrat Multilatéral : Un seule contrat mais de multiples connexions. Un fournisseur de service peut joindre plusieurs pays.
    • Suivi de la Facturation (Cascading Payments) : Gestion des flux d’informations nécessaire à la mise en place des connexions entre les opérateurs et les fournisseurs de services. Chaque opérateur est responsable des performances des flux sur la partie du réseau qu’il exploite.
    • Qualité d’interconnexion : Le trafic doit être géré en respectant la QoS et les niveaux de services doivent être spécifiés par contrat entre opérateurs (SLA)

SLA

 

Sur ce lien, vous trouverez le communiqué de Presse d’Orange du 2 mai 2012 : « Orange lance son offre Multiservice IP eXchange et propose des services de convergence IP de haute qualité »

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.