Réseau Numérique à Intégration de Services

Le réseau téléphonique est, sans conteste, le plus grand réseau mondial. Toutefois, il n'a été conçu que pour le transport de la voix et sa modernisation incluant la transmission du son numérisé devait aussi étendre le champ des médias transportés, voix mais aussi données informatiques, images fixes et animées, vidéo numériques, documents multimédias,... Telles sont les raisons qui ont influé en faveur d'un réseau numérique "universel", le Réseau Numérique à Intégration de Services (RNIS en français, ISDN = Integrated Services Digital Network en anglais). L'objectif était aussi de simplifier la vie des usagers en lui proposant un mode de connexion unique pour le téléphone, l'ordinateur et la télévision.

Ces objectifs n'ont pas été atteints, mais un RNIS a vu le jour et s'est développé, particulièrement en France, sous l'impulsion de France Télécom (le nom commercial du RNIS français est Numéris).

L'intégration de services est aussi une idée neuve qui a été surtout mise en oeuvre pour les besoins de la téléphonie seulement. Les services proposés, outre les services de transports (offre d'une infrastructure de transport de données), sont des "téléservices" comme l'audioconférence, la visioconférence, la téléalarme, ou des "compléments de service" comme les fonctions téléphoniques (indication de coûts, double appel et va-et-vient, identification d'appel, transfert d'appel, mini-message, sélection directe à l'arrivée,...)

Le mot "intégration" a aussi une signification précise ; il correspond à une volonté de présenter plusieurs services simultanés sur un même support réseau ; par exemple on peut utiliser simultanément le téléphone, le fax, la transmission de fichiers.

Le réseau mis en place sous le nom de Numéris en France correspond au RNIS-BE (RNIS Bande Etroite) car les débits offerts au public ne sont pas très importants. Le RNIS-LB (RNIS Large Bande) est, quant à lui, basé sur ATM. Nous ne discutons ici que le RNIS BE et les descriptions qui suivent sont relatives à Numéris, le RNIS français.

En ce qui concerne les modes de connexion au RNIS, deux possibilités sont à considérer : le simple usager (à son domicile par exemple) et l'entreprise.

L'usager peut posséder des équipements non compatibles RNIS et des équipements compatibles RNIS. Dans les deux cas, l'équipement de raccordement est une TNR (Terminaison Numérique de Réseau) qui permet d'accéder au réseau par une interface U. Du côté de l'abonné les équipements sont disposés sur un "bus RNIS" (on peut aller jusqu'à 8 équipements reliés) connecté au TNR par une interface S. Les équipements non RNIS peuvent aussi être reliés au bus par un boîtier spécifique TA (Terminal Adapter). Une interface R permet de connecter les équipements non RNIS au TA.

Pour une entreprise, les équipements de communication sont usuellement reliés à un PABX. La partie RNIS de ce PABX est appelée TNA (Terminaison Numérique d'Abonné). Le PABX est interfacé avec le TNR par une interface T lui même relié au réseau par une interface U. Comme dans le cas de l'usager individuel, les équipements sont reliés au TNA par des interfaces S ou un couple R/TA.

accès	canaux	débits	débit total
de base	2B + D	B = 64 Kbits/s ; D = 16 Kbits/s	144 Kbits/s
primaire	30B + D	B = 64 Kbits/s ; D = 64 Kbits/s	1984 Kbits/s

Les canaux B sont destinés au transport de données tandis que les canaux D (canaux "sémaphores") sont principalement dédiés à la signalisation. Le schéma ci-dessous donne une vue logique des accès RNIS :

Il est également prévu des canaux H à 384, 1536, 1920 Kbits/s (non commercialisés par Numéris).

Les canaux sont en fait multiplexés sur le même support par des trames dont la structure différent suivant le type d'accès.

Pour l'accès de base, la trame est d'une durée 250 microsecondes et correspond à la transmission de 48 bits.
Pour l'accès primaire, la trame est du type MIC : durée 125 microsecondes et transmission de 256 bits

Le RNIS se situe aux couches 1, 2, 3 du modèle OSI. Pour les données (canaux B), c'est uniquement la couche 1 qui est concernée. Pour la signalisation (canal D), les trois plus basses couches sont concernées. Le canal D sert à établir la communication et à la libérer.

Sur la couche 1, les données sont envoyées dans les trames indiquées plus haut.

Sur la couche 2, qui ne concerne que le canal D, on utilise les trames de la famille HDLC (trames HDLC-LAP-D).

Le champ adresse du protocole HDLC est renseigné par deux paramètres principaux

C/R identifie s'il s'agit d'une commande (0) ou d'une réponse (1) ; EA (Extension Address Bit) est un bit d'extension (il indique si le champ adresse est de 1 octet ou de 2 octets).

Sur la couche 3, qui ne concerne que le canal D, l'établissement et la libération de la voie et d'une manière générale l'interaction entre l'utilisateur et le réseau, s'effectue avec des messages.

Un appel normalement se conclut par l'établissement d'un canal B point à point entre l'utilisateur et son correspondant.

Sur un message SETUP, la TNR répond en proposant un canal B particulier (SETUP_ACK) ce qui ne confirme pour l'instant que la demande de connexion. Le réseau établit une connexion et prévient le correspondant. Celui-ci répond avec un message ALERT signifiant qu'il est appelé. Le réseau transmet cette information à l'appelant. Puis l'utilisateur B envoie un message signifiant sa connexion. Ce message est répliqué par le réseau vers l'utilisateur A qui répond par un acquittement également relayé par le réseau.

La demande de déconnexion DISCONNECT effectuée par le correspondant A est répliquée par le réseau vers le correspondant B, qui confirme au réseau sa réception. Puis il envoie un message de libération du canal (RELEASE) qui est répliqué par le réseau jusqu'à A. Celui-ci confirme à son tour la libération (RELEASE_COMPLETE), message répliqué également par le réseau vers B.

Un problème se pose cependant si l'on se rappelle que la liaison entre la TNR et l'utilisateur est en fait un bus semblable au bus Ethernet et que plusieurs terminaux y sont connectés. Un terminal qui désire envoyer des informations doit d'abord "écouter" si le bus est occupé ou non. Si le bus n'est pas occupé, alors le terminal envoie sa trame HDLC. Mais il se peut que plusieurs terminaux, constatant que le bus est inoccupé envoie des trames simultanément. C'est pour cette raison que la TNR renvoie sur le canal "E" (canal d'écho), trame identique à celle du canal D mais répliquant les données du canal D, ce que les stations émettent (addition logique de signaux). Si les données du canal D et celles du canal E ne concordent pas, la station doit s'arrêter d'émettre.

On emploie un codage particulier à cet effet, le code AMI (Alternate Mark Inversion). Un "1" est toujours représenté par une tension nulle ; un "0" par une tension de +0,75v ou -0,75v de manière alternée :

Bien entendu, sur le canal E, un "0" masque un "1". Imaginons alors le scénario suivant où 3 stations RNIS sur le même bus souhaitent émettre en même temps.

Durant les deux premiers temps bit, les trois stations envoient les mêmes signaux. Elles continuent d'émettre. Au temps 3, la station B émet un 0 et le canal E lui retourne un 1 : elle s'arrête. Au temps 4, la station C émet un 0 et le canal E retourne un 1 : elle s'arrête. Finalement il ne reste que la station A qui continue d'émettre.