Wireless

1. Wireless WLAN, MAN, HAN, PAN … Donche S. & Pellegrin T. RICM 3éme année Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

2. Wireless Présentation Fonctionnement du Wireless Les Normes 802.11, Bluetooth, Dect, HomeRF … Comparaisons Les Utilisations Wireless Havi, urban wireless … Conclusion Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

3. Enjeux économiques importants Wireless But : le « tout réseaux » Domaines d’application Wlan, Pan, Han… Secteurs concernés  Entreprises & particuliers Beaucoup de normes en concurrence Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

4. INTERNET Wireless Bref historique des Réseaux lan, wan, man, wlan, pan, han … Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

5. Wireless Les ondes contre « le tout câblé » (1/3) Avantages des câbles Débit important (plus de 1 Gbit/s) Technologie éprouvée Nombreuses installations existantes Inconvénients des câbles Installationdifficile « Tout réseaux » impossible Réseaux difficiles à faire évoluer Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

6. Wireless Les ondes contre « le tout câblé » (2/3) Avantage Wireless Câblage inexistant Rapidité d’installation Inconvénient Wireless Débit plus faible (1Mbit/s-> 54Mbit/s) Interférences De nombreuses normes wireless Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

7. Wireless Les ondes contre « le tout câblé » (3/3) Des alternatives Utilisation du réseau électrique privé Homeplug (150 kbit/s à 10 Mbit/s) EDF… Utilisation des lignes téléphoniques privées HomePNA (10 Mbit/s) Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

8. Infra-rouge (THF ~100 GHz à ~1014 GhZ) Ondes Radios (UHF – SHF ~900 Mhz à ~10 Ghz) • Avantages : • Haut débit • Sécurité transmission • Inconvénients : • - Omnidirectionnelle • Ne passe pas les obstacles • Problèmes à la lumière du jour et liés au temps • Avantages : • Passe les obstacles • Non orienté (Multidirectionnel) • Inconvénients : • Perturbation • Mauvaise sécurité des transmissions Wireless Comparaison Technologies Wireless Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

9. 900MHz 1900MHz 2400 MHz 5 GHz 10 GHz GSM DECT UMTS 802.11b Bluetooth HomeRF Technologies privés 802.11a Hiperlan 1 Hiperlan 2 Wireless Spectre des ondes : Radio Télécommunications (UHF- SHF) Tv : ~ 100 MHz à ~ 1 GHz Radio FM : ~ 80Mhz- ~100 Mhz Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

10. Wireless La bande des 2.4 GHz. Bande de fréquence libre (ISM) Problèmes internationaux Différences de largeur de bande allouée entre pays. (France Espagne et Japon différents du reste du monde). Saturation de la bande des 2.4 GHz Solution utilisation de la bande des 5 GHz Bande ISM :2.4000 GHz à 2.483 GHz Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

11. Wireless Exemple d’applications wireless Mise en oeuvre du tout réseaux - PDA, PocketPC, périphériques externes, … - TV/Video, Hifi, … - Wearable… - Pacemaker… Les réseaux wireless (WLan) La domotique … Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

12. Wireless : Fonctionnement Fonctionnement des normes. Les couches OSI. Les technologies larges bandes. FHSS DSSS OFDM Modulation sur fréquence porteuse. FSK Accès au canal de communication. Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

13. Wireless : Fonctionnement Application Présentation Fonctionnement du wireless Standards basés sur le modèle OSI Spécification des premières couches de ce modèle Session Transport Réseau Logical Link Control (LLC) Donnée Liason Couche Wireless Media Acess Control (MAC) Physique Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

14. Wireless : Fonctionnement Technologies larges bandes Développées par l’armée Partager la bande passante entre plusieurs systèmes Eviter les interférences Techniques : FHSS, DSSS, OFDM … Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

15. Wireless : Fonctionnement Technologies larges bandes : Technologie FHSS (frequency hopping spread spectrum ). Sauts entre les fréquences d’émissions Ex : bluetooth divise la bande des 2.4 GHz en 79 canaux de 1 MHz Sauts selon une règle pseudo-aléatoire. Intérêts : simple, résistance aux interférences, sécurité. Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

16. Fréquence Interférences temps Wireless : Fonctionnement Technologies larges bandes : FHSS Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

17. Signal original : 1 0 Transformé en Symbole Signal étalé : Wireless : Fonctionnement • Technologies larges bandes : • Technologie DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum ) • divise la bande passante en canaux (ex : 802.11b bande des 2.4 GHz séparée en 11 canaux de 8 MHz) • Intérêt : vérifications et correction d’erreurs • Conversion des bits de données en une série de bits redondant (chip) Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

18. Wireless : Fonctionnement • Technologies larges bandes : • Technologie OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) • Divise la bande passante en canaux • Bits de données transmis à différentes fréquences simultanément • Signal reconstitué à partir d’une transformée de Fourier rapide • Utiliser pour les Standards wireless de haut débit (ou encore ADSL) Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

19. Wireless : Fonctionnement Modulation La modulation FSK (Frequency Shift Keying ) But : augmenter le débit de la transmission Des variantes sont utilisées dans les normes wireless utilisant la technique FHSS (GFSK, QFSK …) Modulation de fréquence Faible coût des composants Autres types utilisés PSK , MAQ … (cf : Voir cours DANSOU en TS…) Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

20. Wireless : Fonctionnement Accès au canal de communication : Couche liaison du modèle OSI Partage du canal de communication TDMA, CSMA/CA. Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

21. M1 M2 M3 M4 M1 M2 M3 M4 M1 M2 Temps Wireless : Fonctionnement Accès au canal de communication : TDMA Communications synchrones Espaces de temps alloués à chaque entités Utilités voix et streaming Explications : Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

22. M1 paquet écoute M2 écoute paquet écoute M3 Wireless : Fonctionnement Accès au canal de communication : CSMA / CA Communication asynchrone Mécanisme d’écoute du réseaux et transmissions Similitudes CSMA/CD (Ethernet) (Détection collisions entre paquets) Temps Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

23. M1 paquet écoute M2 écoute RTS paquet écoute M3 CTS Temps Wireless : Fonctionnement Accès au canal de communication : CSMA / CA Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

24. RTS CTS Wireless : Fonctionnement • Accès au canal de communication : • CSMA / CA : les paquets RTS et CTS D A B C Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

25. Wireless : Les normes • Description des standards • DECT • 802.11 • Bluetooth • homeRF • Hiperlan • Comparaison Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

26. Wireless : Les normes • DECT • Lancement en 92 : par l’ETSI (European Telecomunication Standard Institute) Travaux commencés dans les années 80. • But • Développer un standard de téléphonie numérique domestique • Avantages • - Gestion possible de donnée • Conçu pour une interconnexion avec d’autres types de réseaux • - Coût très peu élevé (aujourd’hui Téléphones sous norme DECT 600Fr à Continent) Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

27. Wireless : Les normes • DECT • Technologie • - Bande de fréquence 1,8 Ghz • Utilisation de slots de type TDMA • Débit : 552Kbit/s • Distance 300m pour 100 mW • Bilan et avenir • - A fait ces preuves, technologie utilisé dans HomeRF… • - Grand succès en Allemagne • Futur passerelle entre GSM & UMTS • Gestion des PABX en WPABX Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

28. Wireless : Les normes Les normes 802.11 Norme publiée en juin 97 par l’IEEE 802.11 premier standard Wireless Norme basée  sur une topologie cellulaire Etablie pour 2 catégories d’architectures : Ad-Hoc (Peer to Peer) Infrastructure (à point accès (AP)) Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

29. BackBone AP AP BSS BSS IBSS Wireless : Les normes • Le mode Ad-Hoc • Le mode infrastructure Possibilité de Roaming Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

30. Echange de données Wireless : Les normes Déroulement d’accès à une cellule • Premier Accès - Ecoute passive - Ecoute active • Phase d’authentification • Phase d’association • échange d’informations (capacité, position, synchronisation d’horloge…) Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

31. Wireless : Les normes • Les normes 802.11 • Divisée en plusieurs groupes de travail802.11: a,b,c,d,e,f … • Deux normes particulières • 802.11 b : nommée WIFI (placé en standard) • 11 Mbit/s fréquence : 2,4 Ghz sous DSSS • ~ 100 mètres pour 10 mW • 802.11 a • 54 Mbit/s fréquence : 5 Ghz sous OFDM Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

32. Wireless : Les normes • Les Problèmes de sécurité • Accès aux ressources : Authentification par password • Ecoute clandestine : • - Le WEP (Wired Equivalent Privacy) • Algo. :RC4 de RSA (Clé 40bits maintenant 128 bits) • Générateur de nombres pseudo-aléatoires initialisés par une clé secrète. Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

33. AP Wireless : Les normes • Le type de matériel vendu (certifié WECA) - Pont d’accès - Hubs - Cartes Wireless (PCMIA, ISA, PCI, PCCARD…)-Périphériques externes … • Les constructeurs suivent … Apple, IBM, Intel, 3COM, Cisco, D-Link, Nokia, Sony, Toshiba … Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

34. Wireless : Les normes • AirPort d’APPLE • Caractéristiques : • - 802.11b • ~50m • Connexion jusqu’à 50 PC/MAC • chiffrage : 128 bits WEP • ~250$ • Carte Wireless AirPort • - 802.11b • - ~100 $ Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

35. Wireless : Les normes • De nombreux produits 802.11 déjà disponibles… • Windows XP aussi 802.11… Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

36. Wireless : Les normes Origines : Standard créé par 5 grandes compagnies : Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba et Intel. Positionnement : technologie sans licence de courte portée : PAN Une technologie déjà bien implantée Maintenant 300 compagnies … Petits composants utilisant une faible puissance. Certification attribuée aux constructeurs suivant les spécifications bluetooth Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

37. Wireless : Les normes Technique : Transmission : Bande des 2.4 GHz Débit : 730 Kbit/s max Portée : max 40m Technique FHSS : 1.6 saut/s Gestion des communications : synchrone ou asynchrone. Nombre de sous-réseaux en parallèle : 8 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

38. Wireless : Les normes les scatternets et les piconets. Un réseau bluetooth : un piconet. 1 piconet : un maître et des esclaves (7 maximums). Communication entre des réseaux : les scatternets. Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

39. Wireless : Les normes Les produits Peu de produits Cartes PC Toshiba : 1800 Fr Des Périphériques Adaptateurs Port USB, séries, parallèles Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

40. Wireless : Les normes Les produits Cartes PocketPC : 179 $ Téléphones Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

41. Wireless : Les normes Conclusion Technologie pour les WPAN Connections de Périphériques, PDA, mobiles … Trop limitée pour réaliser un WLAN. En perte de vitesse. Dans l’avenir : une nouvelle norme bluetooth 2: Portée : 100m Débit : 10 Mbit/s Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

42. Wireless : Les normes Origines : technologie de Proxim qui compte en soutient Motorola, Compaq, et Intel. Positionnement : le marché des particuliers Un protocole hybride : Utilise la norme DECT : transfert de la voix (TDMA) Utilise la norme 802.11 : transfert de données (CSMA/CA) Permet de multiples canaux de voix Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

43. Wireless : Les normes Technique : Réseaux : ad-hoc et à point d’accès Transmission : Bande des 2.4 GHz Débit : HomeRF1 1,6 Mbit/s ou HomeRF2 10 Mbit/s Portée : environ 100m Technique FHSS : 50 saut/s Clé de 128 bit (système 32 bit IV) Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

44. Wireless : Les normes Les produits : Faible coût ??? Gamme symphonie de Proxim Cartes PC : 100$ Adaptateurs USB Stations de base (gateway) : 200$ Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

45. Wireless : Les normes But : devenir le leader chez les particuliers Facilité de mise en oeuvre. Petit coût. Peut devenir un standard ?? Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

46. Wireless : Les normes Présentation Standard européen initié par l’ETSI 2 normes : hiperlan1 et hiperlan2 Hauts débits Technique Bande des 5 Ghz Utilisation de OFDM, TDMA Sécurité : DES,3DES Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

47. Wireless : Les normes HiperLan 1 Réseaux ad-hoc débit de 20 Mbit/s HiperLan 2 Réseaux à points d’accès débit de 54 Mbit/s Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

48. Wireless : Les normes Avantages : Soutiens d’entreprises comme nokia, ericsson, dell, bosch. Norme acceptée par l’ART en France Inconvénients : Norme européenne avec peu de soutiens pour le marché américain Premiers produits disponibles début 2002 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

49. Wireless : Comparaison Tableau récapitulatif Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

50. Wireless : Comparaison Comparaison aspects commerciaux : 802.11 très implanté au USA réseaux publiques, wild Wireless… 2005, 90 % des portables équipés WIFI (Gartner Group) De nombreuses critiques sur bluetooth (portée, débit). homeRF en recul. Demain : lutte entre 802.11a et hiperlan sur les hauts débits Wireless - Donche S. & Pellegrin T.