Auteur Sujet: Photos d'équipements du réseau 4G de Bouygues Telecom  (Lu 51812 fois)

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eruditus

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Photos d'équipements du réseau 4G de Bouygues Telecom
« le: 09 décembre 2013 à 15:31:12 »
En préambule, je ne suis pas salarié de BT, ni un spécialiste de l'architecture du matériel Ericsson et mes propos n'engagent que moi. Toute remarque ou question afin d'améliorer/corriger cette présentation est bien entendu la bienvenue.

C'est donc à la demande de Vivien que je vais tenter de commenter aux mieux les photos prises par lui-même. Elles ont été prises lors d'une visite dans les locaux de Bouygues Telecom,  qui nous a ouvert ses portes pour nous présenter certains équipements utilisés sur son infrastructure réseau mobile.

« Modifié: 09 décembre 2013 à 15:52:29 par eruditus »

eruditus

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Photos d'équipements du réseau 4G de Bouygues Telecom
« Réponse #1 le: 09 décembre 2013 à 15:31:30 »
Tout d'abord, un petit historique afin d'illustrer la stratégie qui a conduit au "refarming 1800 MHz". C'est principalement un concours de circonstances pas toujours favorables, qui a conduit à ce pari gagnant : offrir à ses clients une couverture LTE nationale très rapidement.

- Bouygues Telecom est le troisième entrant sur le marché mobile français. A cette époque, il eut le désavantage, en plus d'une entrée tardive sur le marché (plus de 4 ans), d'exploiter les fréquences 1800 MHz. Le maillage de son réseau en zone urbaine fut donc dès le début bien plus dense que celui de ses concurrents.

- Bouygues Telecom a très longtemps été mono-fournisseur (Nortel). Celui-ci ayant rencontré de grandes difficultés en 2009, jusqu'à la faillite et la revente de ses activités par appartement. L'activité GSM aux USA fut revendue à Ericsson, l'activité GSM et GSM-R à Klapsch, l'activité 3G à Alcatel-Lucent. Face à cela, il fallait bien entendu que BT cherche une solution à l'obsolescence rapide à venir de tous ses équipements.

- A la même époque (disons 2007/2009) du côté des fournisseurs d'infrastructure, afin de répondre à la problématique de leurs clients, des solutions dites multi-standards, GSM et UMTS dans un premier temps, puis incluant le LTE (en fin de normalisation) sont apparues dans les roadmap de ses industriels.

- l'UE afin d'harmoniser son marché, a décidé que le déploiement de la 4G se fasse initialement en 800 MHz et 2600 MHz. Sous la pression de plusieurs pays, entre autre, l'Allemagne, le refarming de la bande des 1800 MHz fut adoptée en 2009 et encouragée par la commission. Tout opérateur européen qui en ferait la demande à son autorité régulatrice ne pouvait donc plus se voir refuser celui-ci.

- la norme LTE est conçue de base pour être le plus agnostique possible vis à vis de la porteuse et des largeurs de bande. Il existe ainsi plus de 40 bandes différentes dans le monde, ce qui n'est pas s'en poser quelques soucis pour les fabricants de smartphone.

Toutes ces circonstances font que Bouygues Telecom choisit donc une architecture multi-standard pour remplacer la totalité du matériel de son fournisseur défaillant, 2 fournisseurs Ericsson et Huawei. Bouygues Telecom ayant 2 fois moins de clients qu'Orange et SFR, possédant le plus gros patrimoine fréquentiel dans cette bande, en dédier une partie à la 4G (10 MHz) ne posait pas de problème.
Les avantages de cette bande par rapport au 2600 seul sont multiples (meilleure couverture, meilleure pénétration indoor, maillage des sites déjà existant). Pouvoir proposer le premier une couverture nationale pour cette nouvelle technologie doit lui permettre de se différentier fortement et d'envisager une politique de conquête de nouveaux clients par cette innovation.
De nombreux opérateurs dans le monde ont tenté ce pari à travers le monde. Le plus proche de nous étant Everything Everywhere (co-entreprise T-Mobile/Orange en Grande Bretagne) qui ont suivi quasiment la même démarche.

Il ne restait plus qu'à faire la demande à son autorité régulatrice afin que celle-ci fixe un calendrier et redéfinisse le patrimoine dans cette bande pour chacun des opérateurs,

Ce poster de présentation résume le chemin de migration suivit par BT et illustre certains des propos tenus ci-dessus.


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« Réponse #2 le: 09 décembre 2013 à 15:31:44 »
Ce poster rappelle le patrimoine fréquentiel détenu par Bouygues Telecom et les débits maximum théoriques, ainsi que la latence moyenne en 3G pour ses évolutions successives et en 4G.


C'est le seul opérateur qui utilise actuellement les 3 bandes de fréquence possible en 4G à l'heure actuelle.
Suite à un processus d'enchères, ce patrimoine a nécessité le paiement d'une redevance à l'état en une fois de :
- 683 millions d'euro pour la bande 800 et 10 MHz de largeur de bande.
- 228 millions d'euro pour la bande 2600 et 15 MHz de largeur de bande.
ainsi qu'une redevance annuelle fixe et un % du CA pour l'utilisation de la bande 1800 en LTE. En ces heures de disette budgétaire, le prix a globalement été multiplié par 5 par rapport à son utilisation en GSM.

Les débits maximum possibles en 4G sont essentiellement du à la largeur de bande utilisée et au multiplexage spatial Mimo 2x2. Actuellement, cela donne pour BT :
- en 800 et 1800, un débit Max théoriques de 75 mbit/s
- en 2600, un débit Max théoriques de 115 mbit/s

Début 2016, à la fin du processus de refarming de la bande 1800, BT disposera de 20 MHz de largeur de bande. Je ne connais pas leurs intentions, mais on peut imaginer qu'à terme, comme EE en Grande Bretagne, 5 MHz supplèmentaire ou la totalité de la bande 1800 soit dédiée à la 4G, sur quelques zones géographiques ou sur tout le territoire de la métropole. Ces zones profiteront alors d'un débit Max théorique de 115 mbit/s ou 150 mbit/s juste en changeant les paramètres radio des cellules concernées.


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« Réponse #3 le: 09 décembre 2013 à 15:31:52 »
Ce poster met en avant les gains supposés pour un client si il adopte la 4G. Je confirme, tout est plus rapide, les téléchargements, l'upload de document sur le cloud, l'affichage de page web etc... Mais par dessus tout, ce que j'apprécie, c'est de disposer bien plus souvent qu'en 3G de débits et faible latence nécessaires à mes usages, même en condition radio dégradée.


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« Réponse #4 le: 09 décembre 2013 à 15:32:06 »
Passons maintenant à une présentation plus technique avec ce poster.
Il résume les divers équipements du réseau d'accès mobile 4G et du cœur de réseau 4G. Le cœur de réseau lui aussi vit une révolution.

La liste des équipements du cœur de réseau 4G appelé ePC (evolved Packet Core) :
- le MME : gère les messages de signalisation du réseau d'accès et du mobile, établit les connexions qu'il faut pour le trafic, gère la mobilité et la sécurité au réseau d'accès, et est responsable du suivi de la localisation du mobile afin que l'abonné puisse être joint.
- le HSS : Une base de donnée qui conserve toutes les informations utilisateurs relatives à sa souscription, sa localisation courante et l'authentification initiale du client
- le SGW : gère et route le trafic IP entre le mobile et le ePC.
- le P-GW : gère et route le traffic IP entre le ePC et les réseaux externes.
- le PCRF : gère et contrôle en temps réel une session data et offre une interface de paiement et de facturation

L'ePC est connecté d'un côté à l'IMS et/ou au réseau Internet, et de l'autre à l'eUTRAN (evolved Universal Terrestrial Radio Access Network) ou autrement dit en français, le réseau d'accès radio.
L'IMS (IP Multimédia Subsystem) est l'évolution normalisée du cœur de réseau qui doit permettre à un opérateur telecom de fournir des services multimédia fixe et mobile de manière indifférenciée quelque soit la génération de matériel concernée.

Le cœur de réseau 4G est bien plus simple puisque tout IP et sans aucune distinction sur un quelconque domaine voix ou donnée comme en 2G/3G.

Le réseau d'accès radio lui aussi se simplifie en adoptant une architecture dite "plate" puisque le contrôleur (la BSC en 2G et le RNC en 3G) disparaît totalement. Il ne subsiste maintenant que des milliers d'eNodeB interconnectés via le réseau de transport avec le core network (au niveau du MME et du S-GW) ainsi qu'avec ses eNodebs voisins afin de pouvoir assurer la mobilité du mobile entre eux.

L'eNodeB lui même peut être scindé en deux fonctions logiques :
- la BBU qui gère le trafic utilisateur et les messages de contrôles entre mobile et/ou le core network.
- la RRU qui assure la conversion numérique/analogique et l'émission/réception radio entre le mobile et l'eNodeB.

Une liaison numérique haut débit permet l'échange des échantillons numériques entre la BBU et la RRU. Cela a pour avantage de pouvoir, si nécessaire et/ou si cela est possible, de placer le RRU au plus près de l'antenne et d'éviter les pertes dans un coaxial de grandes longueurs.
Les eNodeBs se retrouvent généralement sous 2 formes principales : outdoor et indoor.

Sur ce poster est représenté visiblement une version outdoor, avec au pied du mat la BBU (ainsi que l'électronique nécessaire au transport et les alimentation 48v) dans un petit chassis, et en hauteur, près des antennes, des boîtiers qui contiennent les RRU.
La collecte du site se fait soit par fibre optique ou comme sur ce schéma par faisceaux hertziens (symbolisé par un équipement rond sous les antennes panneaux) jusqu'à un autre site, qui lui aura une collecte fibre.


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« Réponse #5 le: 09 décembre 2013 à 15:32:12 »
Les photos suivantes montrent une version indoor d'un eNodeB Ericsson de référence RBS 6201.

Pour une vue d'ensemble de cet eNodeB, c'est l'équipement à gauche des posters de la première photo de ce sujet. Bien entendu, puisqu'il s'agit d'un équipement indoor nul besoin qu'il soit étanche !

N'ayant aucune connaissance particulière de cet équipement, mes commentaires s'inspirent directement de cette présentation Ericsson.


(cliquez sur la miniature ci-dessous - le document est au format PDF)


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« Réponse #6 le: 09 décembre 2013 à 15:32:25 »
Une vue de l'ensemble du RBS 6201 porte ouverte :


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« Réponse #7 le: 09 décembre 2013 à 15:32:31 »
Sur la porte est collé un poster expliquant les grandes fonctions de chaque partie de cet eNodeB . Dans une configuration complète tel que présentée par les schémas, cet équipement doit permettre visiblement à BT :
- de gérer 3 cellules LTE 1800 et 3 cellules GSM 1800 (partie RUS02)
- de gérer 3 cellules UMTS 900 et 3 cellules GSM 900 (partie RUS01)

Un eNodeB multi standard Ericsson, va donc consister principalement en un châssis permettant d'accueillir diverses cartes numériques et analogiques permettant de "construire", selon les besoins de l'opérateur, des configurations mixant divers composants communs ou non aux différentes technologies 2G/3G/4G.

Voyons maintenant les divers élèments :

- la carte numérique DUW destinée à gérer le réseau d'accès UMTS (3 variantes différentes pour gérer des capacités différentes.
- la carte numérique DUG destinée à gérer le réseau d'accès GSM
- la carte numérique DUL destinée à gérer le réseau d'accès LTE

Ces trois cartes, différentes pour chacune des technologies, font partie de la fonction logique BBU.

- la carte numérique/analogique RUS
Ce module radio est multi-standard, d'une puissance de 60 W et d'une largeur de bande maximale de 20 MHz. Pour supporter le mimo 2x2,  Il suffit de combiner 2 modules par secteur. Par contre, ce module se décline suivant la bande souhaitée, RUS01 est la référence de ce module pour le 900 MHz, RUS02 celle pour la bande 1800 MHz.

Il existe également des RU spécifiques pour chaque technologie (2 RU différents pour le GSM, 1 RU pour l'UMTS et 1 RU pour le LTE).

Ces diverses modules radio font partie de la fonction logique RRU.

La partie haute (au dessus de la zone RUS02) contient la partie alimentation 48volt de l'équipement.
La partie basse (en dessous de la zone RUS01) contient la partie réseau de transport.


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« Réponse #8 le: 09 décembre 2013 à 15:32:37 »
Un gros plan sur la partie RUS02. De gauche à droite, les cartes :

- DUG - carte numérique GSM
- DUL - carte numérique LTE
- RUS
- RUS
- RUS
- RUS
- RUS
- RUS

Chaque module RUS est connecté à la carte numérique DUL par une fibre optique. Aucune fibre optique n'est connectée à la carte DUG. Comme il n'y a aucune autre connexion visible en face avant entre la carte DUL et DUG, soit le multiplexage des échantillons numérique se fait sur la carte DUL et est transmis via un fond de panier, soit le câblage n'est pas complet (il semble y avoir 2 ports optiques sur le RUS).


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« Réponse #9 le: 09 décembre 2013 à 15:32:48 »
Un gros plan sur la partie RUS01. De gauche à droite, les cartes :

- DUG - carte numérique GSM
- cache
- RUS
- cache
- RUS
- cache
- RUS
- cache

Cette partie est visiblement non complète et ne permet pour l'instant que de gérer 3 cellules GSM 900. Cette fois ci, les RUS sont connectés en fibre optique à la carte DUG.


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« Réponse #10 le: 09 décembre 2013 à 15:32:54 »
Un gros plan sur la partie réseau de transport, de haut en bas :
- le SIU, fonction routeur de l'équipement
- ?? Je crois lire E1/T3 peut être un équipement pour connecter des liens E1
- ?? Un switch ethernet ??


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« Réponse #11 le: 09 décembre 2013 à 15:33:00 »
Le dessus de l'équipement avec visible les ventilateurs responsables de l'extraction de la chaleur situé directement au dessus de la zone d'alimentation 48 volts.


 

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