2009/03/18

Réseaux GSM : chapitre I

Salut a tous !

Alors voila , j'ai décider de me lancer dans une nouvelle aventure : l'univers des réseaux de télécommunication mobile ou GSM (Global System for Mobile communications) .

Voici donc une première approche afin de comprendre un peu mieux les bases de ce monde pour ma part encore trop peu exploré jusqu'alors , et pourtant incontournable et qui plus est , en pleine expansion !

Pré-requis

Zone cellulaire : Zone couverte
Les cellules sont plus ou moins grandes en fonction du nombre potentiel d’abonnés qu’elles doivent gérer .
Ainsi , les zones de couverture des cellules voient leur taille diminuer ( + d'abonnés == cellules plus petites ) pour garantir une large bande passante aux
utilisateurs.

Routage: Construction d’un chemin de communication entre deux téléphones mobiles.


[+] Architecture d'un Réseau GSM


1) Le MS :

Dans réseau GSM, le terminal mobile MS (Mobile Segment)a trois aspects :

* Le téléphone de voiture

* Le portable d'une puissance de 8 W

* Le portatif (terminal de poche), d'un poids compris entre 150 et 350 grammes et d'une puissance d'environ 2W


Le terminal est scindé en deux parties :

* Le combiné téléphonique identifié par un numéro unique : l'IMEI (International Mobile Equipement Identity) qui est l'identité internationale spécifique à chaque combiné.
En pratique ce numéro n'est que peu utilisé


* La carte SIM (Subscriber Identity Module) et qui contient les informations suivantes :

o- Le numéro d'identification temporaire attribué par le réseau qui permet la localisation et qui est utilisé sur les canaux radio (TMSI Temporary Station Identity)
o- La liste des fréquences à écouter pour identifier la meilleure Station de Base (BTS)
o- Les algorithmes de chiffrement

Cette liste n'est pas exhaustive. D'autres informations sont stockées sur cette carte, tel que le code permettant de la débloquer :

une carte SIM se bloque automatiquement après un certain nombre d'erreurs sur le code entré par l'utilisateur.


Cet ensemble permet d'accéder aux services d'un PLMN GSM.

Cette découpe permet à l'usager d'utiliser n'importe que terminal GSM car son identification complète est portée par la carte SIM.
L'établissement d'une communication commence toujours par une phase d'authentification durant laquelle le réseau dialogue avec la carte SIM.


Le terminal mobile a pour seule interface les équipements de type BTS et ses fonctionnalités sont :

* La gestion de la liaison de données avec le BTS (protocole LAPDm)

* La surveillance périodique de l'environnement par des séries de mesure stockées sur la carte SIM

* La restitution des données vocales ou non (messagerie) destinées à l'abonné

* Les opérations de chiffrement





2)Le BSS (Base Station sub System) comprend :


*BTS ( Base Transceiver Station)
Les stations de base (BTS) assurent la couverture de l’aire de service :
Chaque cellule dispose d’une BTS et d’une seule,une BTS gère la transmission radio.

-Une BTS est reliée à un contrôleur de station de base BSC (BSC, base station controller).



*BSC (Base Station Controller)
Un BSC est lui-même relié à un commutateur de service mobile (MSC, mobiles services switching center).

( 1 seule BTS par cellule mais un BSC gère un ensemble de BTS )

Le BSC organise la supervision, l’allocation et la relâche des canaux radios (routage), conformément aux demandes reçues du MSC.




3) Le NSS comprend : des bases de données (HLR) et des commutateurs (MSC)


*HLR (Home Location Register)

Un HLR est une base de données de localisation et de caractérisation des abonnés .

A l’aide du numéro appelé (appel entrant), on en déduit la localisation du destinataire grâce à l’enregistreur de localisation nominal (HLR).

Le HLR fournit l’adresse du MSC, BSC, et BTS couvrant l’aire dans laquelle se trouve le destinataire.




*MSC (Mobile-services Switching Center)

Les MSC sont des commutateurs mobiles associés en général aux bases de données VLR (Visitor Location Register) .
Le MSC gère l’établissement d’appel, la relâche d’appel, et tout ce qui est lié aux identités des abonnés




*VLR (Visitor Location Register)

C'est la base de données qui gère les abonnés présents dans une certaine zone géographique.
Ces informations sont une copie de l'original conservé dans le HLR.

*AuC (Authentication Center)

Il mémorise pour chaque abonné une clé secrète utilisée pour authentifier les demandes de services et pour le chiffrement des communications. Un AuC est en général associé à chaque HLR.



[+] Schéma simplifié d'un réseau GSM ( topologie de type "Arbre")



4) Les interfaces :

a)L’interface Um
C’est l’interface entre les deux sous systèmes MS (Mobile Station) et le BSS (Base Station Sub-system. On la nomme couramment « interface radio » ou « interface air ».

b)L’interface Abis
C’est l’interface entre les deux composants du sous système BSS : la BTS (Base Station Transceiver) et le BSC (Base Station Controler).

c)L’interface A
C’est l’interface entre les deux sous systèmes BSS (Base Station Sub System) et le NSS (Network Sub System).

Voila pour l'introduction , j'espère que cet article vous aura permis d'apprendre deux trois choses concernant les réseaux de téléphonie mobile .

Rendez-vous sous peu pour la suite .

Have Fun !

4 commentaires:

Geo a dit…

Très instructif. Bonne chance pour la suite ! :)

Geo'

m_101 a dit…

Salut kmkz!

Tu te mets au GSM? :)

Pour ceux qui cherchent de l'infos :
- http://wiki.thc.org/gsm
- Faites des recherches sur les algorithmes A5/1 et A5/2 ;) .

kmkz a dit…

Yep all ,

m_101 : tu va trop vite !
La sécuritédes réseaux GSM sera traitée au prochain article.

Cependant je tiens a préciser que les Algo A5 sont utiliser dans le cadre de la confidentialité des communications (chiffrement des trames) .

L'algo A3 && le A8 quand a eux ..ben on verra ça dans le prochain article non mais .. :-P

shp a dit…

yeah kmkz ça rox les gsm, je pense que je vais pas tarder à m'y pencher, parce qu'avec les portables on peut faire so many things. Du côté du bluetooth c'est fun aussi. Enfin voilà j'attends avec impatience tes prochains articles avec j'espère de la sécurité =)
shp