Formation – Architectures et plateformes de services
SE28 – Comprendre le déploiement de la 5G M2M pour les cas d’usages mMTC
Avec le déploiement du cœur de réseau 5GC, trois grandes catégories d’usages ont été définies par l’UIT (sous le terme IMT- 2020). Il s’agit des modèles de services suivant :
- eMBB
- URLLC
- mMTC
Chaque catégorie est spécifiée avec des exigences respectives. Le cas d’usage mMTC, en train d’émerger, permettrait de répondre aux besoins de l’IoT avec 3,5 milliards de connexion IoT cellulaires en 2030 soit 40% selon les estimations de Strategy Analytics.
Même si les connexions 5G mMTC ne seront pas significatives avant 2026 (la 4G restant la technologie dominante avec les standards LPWAN comme le NB-IoT et LTE-M), le cœur de réseau 5G peut gérer les terminaux via une interface 4G.
Objectifs :
A l’issue de la formation, vous :
- aurez une vision du marché des objets connectés (IoT) et des solutions technologiques associées
- pourrez expliquer l’évolution de l’architecture du réseau LPWAN 4G/5G ainsi que le Network Slicing 5G pour gérer les contraintes et besoins de l’IoT
- pourrez comprendre les évolutions radio de la 4G/LTE (NB-IoT/LTE-M) vers la 5G
- appréhenderez l’architecture du cœur de réseau 4G et 5G
- pourrez expliquer les évolutions du cœur de réseau et les optimisations pour l’IoT
- comprendrez les procédures de communication optimisées pour l’IoT
- appréhendez l’évolution vers la 5G-IoT et l’IIoT
Introduction au marché B2B M2M/IoT
- Un marché à fort potentiel
- Les domaines d’application des objets connectés (Smart Grid, Smart Industry, Smart Health, Smart City, Agriculture, …)
- Le domaine de l’entreprise du future (IIoT/CPS) et les véhicules connectés (V2X)
Les solutions technologiques LPWAN
- Les performances des terminaux dédiés à l’IoT
- Les solutions existantes :
- Unabiz(SIGFOX)/QoWiSIO
- LoRa
- LTE-M et NB-IoT
Rappels de l’architecture 4G
- Les entités : eNodeB, MME, SGW, PGW
- Les protocoles de signalisation : NAS (EMM et ESM), RRC, S1-AP, GTP-C, X2-AP
- Le tunnel IP – le protocole GTP-U
- Les supports (bearers), la qualité de service
- Les architectures de roaming : home routed & local breakout
L’évolution des fonctions EPC pour les communications 4G/M2M (MTC) R.10 à R.13
- Les spécificités de la 4G pour l’IoT
- L’évolution du cœur de réseau :
- Les entités SCS, MTC-IWF, SCEF, IWK-SCEF et les interfaces
- L’optimisation du réseau : EPS Optimization (Control Plane, User Plane, NIDD)
- Les mécanismes :
- Device Triggering
- Les évènements de surveillance
- Le contrôle de la Congestion
- La gestion de la priorité des dispositifs (LAPI)
Les procédures
- La procédure d’attachement et le mode PSM
- La mise à jour de la localisation
- La procédure de déclenchement
- La configuration des évènements de surveillance
- L’établissement d’une session :
- Le transfert de données NIDD
- Le transfert de données par groupe
- Le mode MICO
Présentation de l’architecture 5G
- Les spécificités de la 5G pour l’IoT
- Le Network Slicing
- Les fonctions du cœur de réseau AMF/SMF/NEF/AUSF/PCF/UDM/USDF
- Les fonctions de gestion de ressources réseaux : NRF/NSSF/NDWAP
- Les fonctions de signalisation : SCP/BSF/SEPP
- Les sessions PDU et la QoS
L’accès radioélectrique pour le cas d’usage de l’IoT
- La pile protocolaire radio 4G et 5G: SDAP, RRC, PDCP, RLC, MAC et PHY
- L’interface radio LTE-M
- L’interface radio NB-IoT
- La structure de la trame :4G et 5G
- La numérologie 5G
- L’allocation des ressources LTE, LTE-M et NB-IoT
- La synchronisation et le canal balise (PSS, SSS, BCH, Cell ID, RSS)
- L’état RRC Suspend/Resume :
- 4G : Etats RRC Connected/ Idle
- 5G : Etats RRC Connected/Idle/Inactive
- Les fonctionnalités radio-électrique :
- DRX, eDRX
- L’extension de couverture EC-Class A, EC-Class B
- La congestion de l’eNB/gNB
- Le mode WUR
- Les bandes de fréquence et débits :
- Les terminaux Cat 1, Cat M1, Cat M2 pour l’interface LTE-M
- Les terminaux CAT NB1, CAT NB2 pour l’interface NB-IoT
- Les terminaux NR-Light (RedCap) pour l’interface 5G-NR
Les procédures d’optimisation du cœur de réseau R.14 à aujourd’hui
- CP Optimization EPS/UP Optimization EPS
- CP Optimization 5GS/UP Optimization 5GS
- La transmission de messages SDT
- Préconfiguration EDT PUR et CG-SDT
- La fonction Release Assistance Indication RAI
- La procédure d’accès aléatoire à 2 états : 2 Step RA
