Long Term Evolution (LTE)
Le réseau LTE
La norme LTE (Long Term Evolution) connue comme la 4G est une nouvelle norme pour le sans fil. La différence de cette norme par rapport à la norme UMTS joue au niveau de débit, de fréquence de transmission, des types de modulations et des techniques de multiplexages. Le temps de latence est encore plus réduit rendant ainsi la transmission hyper rapide par rapport à celle de l’UMTS. On a encore un réseau à très haut débit avec une vitesse de transmission qui va de 100 Mégabits par seconde et voir beaucoup au-delà avec un débit théorique fixer à 1000 Mbps ou 1 Gbps. Le LTE ne s’est pas limité là. On a ses évolutions comme LTE-Advanced, LTE-Advanced+. Chaque évolution permet aux opérateurs de téléphonies de bénéficier des avantages et de faire progresser leurs systèmes.
L’architecture du réseau LTE
Le réseau LTE est composé du réseau EUTRAN et du Réseau Cœur.
Le réseau eUTRAN
Il contient des eNodeB (élément principal de la partie radio), d’antennes locales ou distantes, de liaisons en fibres optiques vers les antennes distantes (liens CPRI) et des liaisons IP reliant les eNode B entre eux (liens X2) et avec le cœur de réseau (liens S1) via un réseau de backhaul.
Le réseau Cœur « EPC »
(Evolved Packet Core) contient de:
Les MME (Mobility Manager Entity) qui gèrent la signalisation (plan de contrôle) et donnent l’accès aux bases de données (HSS / HLR) contenant
les identifiants et les droits des abonnés;
Les SGW Serving Gateways qui transportent le trafic de données et concentrent le trafic de plusieurs eNodeB;
Les PGW servent de passerelles vers le réseau Internet et attribuent les adresses IP aux terminaux LTE.
Remarque : Une Station de Base est un ensemble d’émetteurs et de récepteurs (antennes émettrices et réceptrices) placée en un lieu pour les communications.
En comparant de façon générale, la partie Radio du GSM est composée de BTS (Station de Base), de BSS (contrôleur des BTS). Pour la partie Cœur, on a le MSC
(Mobile Switching Center), le HLR (Home Location Register) et le VLR (Visitor Location Register).
La partie Radio de l’UMTS est composée de Node B (Station de Base), de RNC Radio Network Controller (équipement intelligent et responsable de la gestion des ressources radio).
Pour le cœur réseau, on a le SSGN et GGSN (switching de paquets).
La partie Radio de LTE est composée d’eNB ou eNodeB (station de base), de PGW (Packet GateWay) et SGW (Serving GateWay:
qui acheminement des données entre terminaux). Pour la partie Cœur, on a HSS Home Subscriber Server et MME Mobility Management Entity (équipements de contrôle du réseau cœur).
Le HSS (Home Subscriber Server) est une base de données qui échange la signalisation et les données avec d’autres équipements.
L'architecture du réseau cœur du LTE est composée de 3 principaux éléments :
1 - MME (Mobility Manager Entity)
C’est un contrôleur de mobilité dont le rôle est :
D’authentifier les utilisateurs du réseau ;
Déterminer à tout moment la position et l’état (connecté, éteint) d’un abonné ;
D’impliquer dans le transfert intercellulaire (handover) ;
Gérer les mécanismes de dialogue liés à l’accès au réseau, la sécurité et la mobilité pour les terminaux présents dans sa zone ;
Stocker les profils et ses données de sécurité ;
Dialoguer avec le HSS pour récupérer le profil et les données de sécurité des abonnés présents dans la zone qu’il gère ;
Dialoguer avec un ensemble de stations de base typiquement d’une même région (voire d’un même pays).
2 - SGW (Serving Gateway)
Il est responsable du transfert d'un relais à un autre. SGW transmet les données entrantes de l'entité PGW à l'entité eNB et les données
sortantes de l'entité eNB à l'entité PGW. Le SGW peut également être intégré avec des éléments 2G / 3G, tels que le nœud de support
GPRS de service (SGSN) et le nœud de support GPRS de passerelle (GGSN). Cette intégration est essentielle à l'interfonctionnement
de la mobilité et de la gestion des sessions entre les réseaux mobiles 2G / 3G et 4G.
3 - PGW - PDN Gateway (Packet Data Network GateWay)
C'est la passerelle vers les réseaux externes à l'opérateur.
Il est responsable du routage et permet aussi de remplir la fonction de part-feu.
Le LTE et ses évolutions
LTE : Long Term Evolution (Evolution à Long Terme)
Débit moyen est de 35 Mbps
Fréquences utilisées : 700, 800, 1800 et 2600 MHz
LTE-Advanced : Long Term Evolution advenced (Evolution à Long Terme Avancée)
Débit moyen est de 100 Mbps
Fréquences utilisées : 700, 800, 1800 et 2600 MHz
Types de modulation : QPSK, 16 QAM, 64 QAM et 256 QAM
Techniques de multiplexage : OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing
LTE-Advanced + (4G+ + UHD Ultra Haut Débit) : Long Term Evolution advenced +UHD (Evolution à Long Terme Avancée – UHD)
Débit moyen est de 1 Gbps
Fréquences utilisées : 700, 800, 1800 et 2600 MHz
Types de modulation : QPSK, 16 QAM, 64 QAM et 256 QAM
Techniques de multiplexage : SC-FDMA, OFDMA Orthogonal Frequency Division Multiplexing. OFDMA est assimilable à plusieurs transmissions en parallèle sur des porteuses différentes.