Cet ouvrage présente l'ensemble des méthodes d'analyse qui permettent d'assurer l'écoulement du trafic et la qualité de service des réseaux de télécommunications. Pour cela, il propose une méthodologie appliquée à toutes les phases de vie, de la conception à l'exploitation des systèmes. Cet ouvrage décrit ainsi les architectures et fonctions du point de vue des performances. Il définit ensuite les concepts de base (télétrafic, qualité de service, normalisation), puis les outils (théorie et loi des probabilités, statistiques) et les méthodes d'évaluation (fiabilité, sûreté de fonctionnement, files d'attente). Ces notions sont concrétisées par des modèles et des outils de simulation. Enfin, la mise en oeuvre de l'ensemble de ces techniques grâce à une méthodologie industrielle permet d'atteindre le maximum d'efficacité tout en respectant les contraintes de l'industrie et du marché. Introduction. Réseaux de télécommunications et trafic. Qualité de service et performance. Probabilités. Lois de probabilité. Statistiques. Fiabilité. Théorie des files d'attente. Simulation. Modèles. Méthodologie des performances. Conclusion. Annexes. Mathématiques. Tables. Bibliographie. Index .
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Extrait
INTRODUCTION
Ce livre est né du souhait de pérenniser une certaine expertise dans létude des performances des systèmes de télécommunication. Il est bien sûr impossible de traduire en un seul ouvrage toutes les facettes dune activité qui a couvert de nombreux systèmes, et des domaines aussi variés que la normalisation, la modélisation, les mesures, les essais, le suivi opérationnel, et ce, pendant de nombreuses années et dans différents pays du monde. Néanmoins, très vite, sest imposée une évidence : létude des performances est un métier. Et ce métier aux multiples facettes mérite quon lui consacre un ouvrage qui soit en quelque sorte la synthèse des connaissances et techniques de base essentielles à son bon exercice.
Cet ouvrage se veut donc à la fois un outil de formation au « métier dingénieur en performance », et un guide pour la mise en uvre des études de performance, dans un environnement de laboratoire détudes ou dans un environnement industriel.
Le domaine de la recherche est exigeant, celui de lindustrie tout autant. Lingénieur en performances devra jongler aussi bien avec les équations quavec les maquettes de laboratoire et les équipements en exploitation. Son souci permanent defficacité, et sa capacité à manipuler les outils de mesure et les approximations les plus simples, ne lempêcheront pas de maîtriser les modèles mathématiques les plus complexes. En fait, cest la maîtrise de lensemble des techniques et méthodes danalyse, et leur application à toutes les phases de vie dun système (de la conception à lexploitation), qui lui permettront
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datteindre le maximum defficacité, en rendant possible les synthèses nécessaires exigées par les contraintes de lindustrie et du marché.
Ainsi dans cet ouvrage nous nhésiterons pas à traiter au même niveau les calculs élémentaires de capacité de traitement dun processeur, et ceux, plus difficiles, nécessaires au dimensionnement des multiplexeurs de trafics sporadiques. De la même façon, nous utiliserons les règles élémentaires de probabilité, mais aussi des méthodes plus complexes, comme celle de Pollaczek, pour la résolution des problèmes de files dattente, en passant par les solutions classiques des processus de Markov. Enfin, toujours dans le souci defficacité, nous garderons toujours en vue les conditions réelles dapplication ainsi que les ordres de grandeur des valeurs des paramètres, ce qui nous permettra bien souvent de simplifier les modèles.
Outil de formation et ouvrage daccompagnement pour le métier dingénieur en performances, ce livre sadresse aussi bien à létudiant qui veut sinitier aux systèmes de télécommunication, aux théories de probabilité, de files dattente, etc., quà lingénieur ou au chercheur qui veut approfondir son domaine de compétence, ou lélargir à dautres sujets comme la fiabilité, les statistiques, la qualité de service et les normes, et la méthodologie.
Plusieurs lectures de louvrage sont possibles. Chaque chapitre, relativement indépendant des autres, traite dun sujet de manière aussi progressive que possible.
Les chapitres sont cependant organisés selon une logique, motivée par cet objectif essentiel qui est d « apprendre un métier », celui dingénieur en performances. Cette logique est la suivante.
Un premier chapitre présente les caractéristiques principales des architectures et fonctions des grandsréseaux de télécommunications. Ce sont ces systèmes que nous allons étudier du point de vue de la performance et cest à partir deux que nous définissons aussi dans ce chapitre les concepts de base dutélétrafic.
Dans un deuxième chapitre, nous développons les différents aspects de la notion dequalité de service(QoS), et nous passons en revue les
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aspects génériques des paramètres de performances tels que spécifiés dans les organismes internationaux denormalisation.
Avec ces deux chapitres, nous avons ainsi planté le décor : le sujet (les systèmes et les réseaux), et les raisons de nos préoccupations (lécoulement du trafic et la QoS). Nous traitons ensuite des outils de base.
Le troisième chapitre présente la théorie desprobabilités et introduit les outils, tels que les transformées, qui nous permettront de résoudre les problèmes probabilistes auxquels nous serons confrontés.
Le quatrième chapitre présente les grandeslois de probabilité, que nous utiliserons par la suite dans plusieurs domaines (statistique, fiabilité, files dattente...).
Le cinquième chapitre, comme pour la théorie des probabilités, introduit la théorie desstatistiques, car nous devrons souvent pratiquer lestimation avec la notion de risque qui y est associée.
Les outils de base étant acquis, nous abordons alors leur application à différents domaines détude des performances. Nous introduisons ainsi les techniques dévaluation :
Le sixième chapitre présente la théorie de lafiabilité, plus généralement désignée sous le terme de « sûreté de fonctionnement ». En effet, les performances des systèmes doivent aussi être évaluées en termes de disponibilité, de charge de maintenance, etc.
Le septième chapitre présente la théorie desfiles dattente. Il sagit bien sûr dévaluer les performances des systèmes en termes de délai de transfert de linformation, de temps détablissement, etc.
Le huitième chapitre concrétise lapplication précédentes en un ensemble demodèles.
des
techniques
Le neuvième chapitre introduit les techniques desimulation, qui bien sûr restent un complément indispensable aux études et modèles analytiques.
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Disposant de ces techniques et modèles, nous pouvons désormais aborder laspectméthodologie, méthodologie nécessaire au succès de toute activité dans un contexte compétitif. Nous présentons ainsi ce que peut être une méthodologie des performances dans le cadre dun projet de laboratoire, ou industriel.
Le lecteur soucieux de parfaire ses connaissances dans lun ou lautre domaine trouvera à la fin de louvrage une sélection de publications que nous lui conseillons de consulter.
Nous tenons à remercier particulièrement Bernard Depouilly et Jean-Claude Pennanech, ainsi que les lecteurs attentifs quont été Daniel Lardy, Daniel Le Corguillé, Claude Le Palud, Christophe Perraudeau, Thierry Sabourin.
Cet ouvrage a été soutenu par Alcatel et édité dans le cadre de la Collection technique et scientifique des télécommunications. Nous les en remercions vivement.