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Généralités sur les réseaux sans fil Boukli HACENE Sofiane.

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1 Généralités sur les réseaux sans fil Boukli HACENE Sofiane

2 Les réseaux sans fil Réseau sans fil en anglais (Wireless Network)

3 Catégories des réseaux sans fil Catégories des réseaux sans fil Selon la portée Selon larchitecture Réseaux Personnels Sans fil Réseaux locaux Sans fil Réseaux Métropolitain Sans fil Réseaux étendus Sans fil 1 m10 m100 m1 Km10 Km100 Km WPAN WLAN WMANWWAN

4 Selon larchitecture Selon larchitecture Avec infrastructure Sans infrastructure Réseaux Cellulaires ( GSM, GPRS, … Etc. Réseau Ad Hoc

5 Avec infrastructure Cette architecture est la plus utilisée, elle est particulièrement adapter pour assurer la connectivité dans les lieux clos tel que les halls daéroport et les hôpitaux.

6 Avec infrastructure PDA

7 Cellule de communicatio n BSS Cellule BSS BSS Point daccès AP Statio n Mobile Réseau Statique Point daccès AP DS ESS Avec infrastructure

8 Selon larchitecture Avec infrastructure Sans infrastructure Réseaux Cellulaires ( GSM, GPRS, UMTS……. Réseau Ad Hoc Sans infrastructure ( Ad Hoc ) :

9 Les réseaux Ad Hoc Station Lien de communication Lien de communication Porté de communication

10 Les mobiles sont responsables de la gestion et maintenance du réseau. Caractéristiques des réseaux Ad Hoc Absence d'infrastructure. La mobilité. Bande passante limitée. Contraintes d'énergie. Sécurité limitée. Absence d'infrastructure. La mobilité. Bande passante limitée. Contraintes d'énergie. Sécurité limitée. Déplacement libre et aléatoire. Medium de communication partagé. Bande passante réservée à un hôte est limitée. Medium de communication partagé. Bande passante réservée à un hôte est limitée. Sources dénergies autonomes. Sources dénergies autonomes. Réseaux vulnérable comme dans tout les réseaux radio

11 Présentation De

12 in the TCP/IP stack mobile terminal access point server fixed terminal application TCP PHY MAC IP MAC PHY application TCP PHY MAC IP MAC PHY LLC infrastructure network LLC

13 Les normes IEEE a ajoute des modes plus rapides (jusquà 54 Mbit/s) en travaillant dans la bande des 5GHz b Le Wifi a un débit théorique de (11 Mbps, 6 Mbps réels) avec une portée d'environ 300 mètres 2.4 GHz e cherche à améliorer de façon à pouvoir donner des garanties de qualité de service. Cette extension de la norme nest pas encore finalisée i cherche à améliorer les mécanismes de sécurité et dauthentification ; ce travail nest pas encore finalisé non plus g ajoute des modes encore plus rapides (jusquà 54 Mbit/s) en travaillant dans la bande des 2.4 GHz compatible avec a et b. standardisé en 1999.modifié en n ajoute des modes encore plus rapides (théoriquement un débit jusquà 270 Mbits/s,300 Mbits/s) en travaillant dans la bande des 2.4 GHz compatible avec a, b et g. standardisé en 2009.

14 Les bandes ISM ISM : Industrial, Scientific, and Medical Bandes de fréquences libres 890 à 915 MHz pour les GSM à GHz et à GHz pour les radioamateurs

15 Les couche du modèle OSI La c ouche physique définit plusieurs variantes : – un système détalement de spectre à séquence directe (DSSS : Direct Sequence Spread Spectrum) – un système détalement de spectre à saut de fréquence (FHSS : Frequency Hoping Spread Spectrum) – un système infrarouge (IR) Les fonctions de la Couche MAC sont nombreuses : contrôle daccès au support gestion des retransmissions contrôle derreur fragmentation et réassemblage qualité de service

16 FHSS FHSS découper la large bande de fréquence en un minimum de 75 canaux (hops ou sauts d'une largeur de 1MHz) découper la large bande de fréquence en un minimum de 75 canaux (hops ou sauts d'une largeur de 1MHz) La transmission se fait successivement sur un canal puis sur un autre pendant une courte période de temps (d'environ 400 ms), La transmission se fait successivement sur un canal puis sur un autre pendant une courte période de temps (d'environ 400 ms), conçu dans un but militaire afin d'empêcher l'écoute des transmissions radio. conçu dans un but militaire afin d'empêcher l'écoute des transmissions radio. Utilisation après standardisation pour éviter les interférences Utilisation après standardisation pour éviter les interférences Les techniques de multiplexage fréquenciel

17 DSSS Les techniques de multiplexage fréquenciel

18 La radio classique utilise : La radio classique utilise : Modulation de frequence FM : Frequency Modulation Modulation de frequence FM : Frequency Modulation Modulation d amplitude AM : Amplitude Modulation Modulation d amplitude AM : Amplitude Modulation Pour la norme : Pour la norme : modulation de phase PSK :Phase Shift Keying. modulation de phase PSK :Phase Shift Keying. chaque bit produit une rotation de phase. chaque bit produit une rotation de phase. BPSK Binary Phase Shift Keying : Une rotation de 180° permet de transmettre des débits peu élevés. BPSK Binary Phase Shift Keying : Une rotation de 180° permet de transmettre des débits peu élevés. QPSK Quadrature Phase Shift Keying : une série de quatre rotations de 90° permet des débits deux fois plus élevés. QPSK Quadrature Phase Shift Keying : une série de quatre rotations de 90° permet des débits deux fois plus élevés. Les techniques de modulation

19 Couche MAC Deux méthodes daccès : Deux méthodes daccès : DCF (Distributed Coordination Function): qui permet un accès équitable au canal radio sans aucune centralisation de la gestion daccès. DCF (Distributed Coordination Function): qui permet un accès équitable au canal radio sans aucune centralisation de la gestion daccès. PCF (Point Coordination Function) : Cest un mode dans lequel les stations de base ont la charge de la gestion de laccès au canal dans leur zone de couverture PCF (Point Coordination Function) : Cest un mode dans lequel les stations de base ont la charge de la gestion de laccès au canal dans leur zone de couverture.

20 Les IFS (Inter Frame Space) C'est un mécanisme d'espacement entre deux trames ( périodes d'inactivité sur le support ): C'est un mécanisme d'espacement entre deux trames ( périodes d'inactivité sur le support ): SIFS (Short Inter-Frame Spacing) : sont les plus petits des IFS. SIFS (Short Inter-Frame Spacing) : sont les plus petits des IFS. PIFS (PCF Inter-Frame Spacing) : utilisés en mode PCF. PIFS (PCF Inter-Frame Spacing) : utilisés en mode PCF. PIFS =SIFS+1 timeslots (SIFS

21 Accès au mode PCF station 3station 2station 1 balisePoll 1+ D S1 Ack + D AP Poll 2 + Ack + D S2 Ack + D AP Poll 3 + AckPoll 4fin station 4 D AP intervalle daccès en PCF SIFSPIFS SIFS pas de réponse à linterrogation point daccès intervalle daccès en DCF

22 Basé sur un protocole daccès à détection de porteuse et évitement de collision (CSMA/ CA : Carrier Sense Multiple Access/ Collision Avoidance). DCF

23 CSMA/CA Back-off count (BO): nombre pseudo aléatoire 0<= BO <= CW contention window (CW) DIFS Persistence strategy scenario DIFS DIFS ACK SIFS Back-off

24 Ajout de trame de contrôle de petite taille. (RTS/CTS) Lalgorithme du back-off : Back-off count (BO): nombre pseudo aléatoire 0 BO CW contention window (CW) CW min CW CW max CW Initialisé a CW min après chaque collision: CW = min (2* CW +1, CW max ) CSMA/CA avec RTS/CTS

25 S3 S1 D S2 Canal occupé DIFSDIFS DIFSDIFS RTS Donnée backoff ACK defering temps Backoff restant S1 D S2 RTS CTS Donnée ACK DCF SIFSSIFS CTS SIFSSIFS S3 CTS SIFSSIFS backoff

26 Quelques problèmes Du les nœuds cachés A C B Collision

27 - Les noeuds exposés AB C D Quelques problèmes Du

28 IEEE e: Pour assurer la Qualité de service EDCF - Enhanced DCF HCF - Hybrid Coordination Function QBSS HC – Hybrid Controller TC – Traffic Categories TXOP – Transmission Opportunity – granted by EDCF-TXOP or HC- poll TXOP AIFS – Arbitration Interframe Space IEEE e

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