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1 Cours réseau: Réseaux sans fil. 2 Plan 1 Introduction 2 Bluetooth 3 HomeRF: Home Radio Frequency 4 HiperLan 5 Wifi.

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1 1 Cours réseau: Réseaux sans fil

2 2 Plan 1 Introduction 2 Bluetooth 3 HomeRF: Home Radio Frequency 4 HiperLan 5 Wifi

3 3 Introduction: r Réseaux sans fil performants – Avancées de lélectronique et du traitement du signal r Technologies mobiles – WPAN : Wireless Personal Area Network Bluetooth HomeRF – WLAN : Wireless Local Area Network IEEE (US) HiperLAN (Europe) – Technologies cellulaires GSM GPRS UMTS – Technologies satellite

4 4 Introduction: r Développement très rapide des réseaux sans fil – Représentent un marché énorme – Les prix deviennent de plus en plus abordables – Les performances et les débits augmentent – Les réseaux domestiques et la population de travailleurs mobiles augmentent r Marché des réseaux sans fil : en plein essor – Enjeu important au niveau financier Évitent linvestissement dans un câblage coûteux

5 5 Introduction: r Cours précédents : réseaux de mobiles au sens classique – déplacement des terminaux à l'intérieur du réseau d'un opérateur r Réseaux géographiquement limités : tous les terminaux se trouvent dans un milieu restreint en taille – Entreprise – Environnement personnel – Ex : réseaux locaux sans fil, réseaux personnels, réseaux ad-hoc r Dans ce cours, accent sur les réseaux privés sans fil – IEEE – HiperLAN – Bluetooth – HomeRF

6 6 Introduction: r Les réseaux sans fil peuvent exister en extrémité dun réseau filaire classique (ex Internet) – Ils doivent pouvoir communiquer avec des machines fixes dun réseau filaire r Intérêt principal : assurer une connexion au réseau tout en permettant la mobilité de lutilisateur r Le câblage nest plus nécessaire – Mise en place dun réseau dans un bâtiment classé « monument historique » – Mise en place dun réseau de courte durée (chantiers, expositions, locaux loués, formation) – Confort dutilisation : tous les participants dune réunion sont automatiquement connectés – Gain en coût pour la mise en place dun réseau pour tout bâtiment non préalablement câblé

7 7 Introduction: r Autres applications – Hôpitaux : transmissions sans fil pour accéder aux infos enregistrées sur chaque patient pendant les visites – Besoins similaires pour le personnel des aéroports, des chantiers… – Lien par voie hertzienne entre 2 bâtiments câblés – WPAN : applications étonnantes r Ces technologies devraient bientôt équiper tous les objets de notre vie quotidienne – Les voitures souvriront à lapproche de leur propriétaire, communiqueront directement avec la pompe à essence – Le réfrigérateur fera lui-même sa commande par Internet – La porte dentrée se déverrouillera automatiquement, le système dalarme se mettra en veille et les lumières sallumeront…

8 8 Introduction: r Importants développements – Flexibilité de l'interface : déplacement de l'utilisateur tout en restant connecté – Plusieurs gammes de produits commercialisées : réseaux sans fil Desservant les équipements d'un seul utilisateur Desservant un entreprise Connectant les utilisateurs sur une distance métropolitaine Débits : jusqu'à plusieurs Mbit/s, voire plusieurs dizaines de Mbit/s

9 9 Introduction: r Réalisation de ces réseaux – Communication hertzienne sur l'ensemble du site à l'intérieur de petites cellules reliées entre elles – Communications entre terminaux Directes Par le biais d'une borne intermédiaire – Communications entre bornes de concentration Hertziennes Par câble

10 10 Introduction: r Étalement de spectre – À séquence directe (DSSS) Direct Sequence Spread Spectrum Envoi en simultané de linformation sur plusieurs canaux parallèles Taux derreur plus faible, donc débit plus élevé Immunité aux perturbations en bande étroite – À saut de fréquence Frequency Hopping Spread Spectrum Économie de bande passante

11 11 Introduction: r Avantages – Mobilité – Topologie dynamique – Facilité dinstallation – Coût

12 12 Introduction: r Inconvénients – Problèmes liés aux ondes radios : taux derreur plus important Interférences (provenant dautres réseaux) Effets multi trajets – La réglementation – Effets sur la santé – La sécurité

13 13 Introduction: r Le choix des fréquences pose un problème de compatibilité entre les différents pays – Ces fréquences peuvent être réservées pour des utilisations militaires ou des services de secours, qui ne peuvent souffrir dinterférences r Site de lART : Autorité de Réglementation des Télécoms – En France, la bande de fréquences 2446,5 MHz-2483,5 MHz est utilisée par le Ministère de la Défense – La totalité de la bande nest donc pas disponible pour les équipements RLAN (Radio Local Area Network)

14 14 Introduction: – Contraintes imposées : Limitation à la bande de fréquences 2446,5 MHz- 2483,5 MHz Formalité administrative : demande individuelle détablissement Les autorisations dimplantation sont limitées aux communes des unités urbaines de + de habitants – Autrement, demandes traitées au cas par cas

15 15 Standards: r IEEE r HiperLAN r Bluetooth r Home RF r Wifi

16 16 Introduction: r Normalisation – Fort impact sur les réseaux locaux sans fil – USA 2 groupes de travail de l'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) – IEEE – IEEE – Europe Groupe HiperLAN (High Performance Local Area Network) – Groupes dintérêt : font avancer la normalisation de fait de ces réseaux sous la pression des industriels

17 17 Introduction: r Essor des PAN – Personal Area Network – Taille encore + restreinte : communication entre les équipements d'un même utilisateur – Communications à l'intérieur de picocellules (en général une pièce) – Ex : norme Bluetooth, HomeRF

18 18 Introduction: r Les terminaux sacheminent vers un support indifférencié de plusieurs protocoles – Passer de lun à lautre sans rupture de la connexion en fonction de là où on se trouve GSM, UMTS, WLAN, Bluetooth r Exemple : – Arrivée dans un lieu public pour une conférence passage sur un WLAN (+ rapide que lUMTS) – TGV actuellement : passage dune cellule GSM à une autre Dans lavenir : WLAN pour avoir le réseau à partir du TGV Le software gèrera le choix du protocole à un moment donné

19 19 Plan: 1 Introduction 2 Bluetooth 3 HomeRF: Home Radio Frequency 4 HiperLan 5 Wifi

20 20 2 Bluetooth: Applications, Technologies

21 21 Bluetooth r A cable replacement technology r 1 Mb/s symbol rate r Range 10+ meters r Single chip radio + baseband m at low power & low price point ($5) Why not use Wireless LANs? - power - cost

22 r Replacement for Ethernet r Supported data rates m 11, 5.5, 2, 1 Mbps; and recently up to 2.4 GHz m up to 54 Mbps in 5.7 GHz band ( a) r Range m Indoor meters m Outdoor: 50 – 100 meters r Transmit power up to 100 mW r Cost: m Chipsets $ 35 – 50 m AP $200 - $1000 m PCMCIA cards $100 - $150

23 23 Cordless headset Emerging Landscape r Which option is technically superior ? r What market forces are at play ? r What can be said about the future ? Bluetooth LAN AP b for PDAs Bluetooth for LAN access New developments are blurring the distinction

24 24 Bluetooth working group history r February 1998: The Bluetooth SIG is formed m promoter company group: Ericsson, IBM, Intel, Nokia, Toshiba r May 1998: Public announcement of the Bluetooth SIG r July 1999: 1.0A spec (>1,500 pages) is published r December 1999: ver. 1.0B is released r December 1999: The promoter group increases to 9 m 3Com, Lucent, Microsoft, Motorola r March 2001: ver. 1.1 is released r Aug 2001: There are 2,491+ adopter companies

25 25 Bluetooth: historique Groupe IEEE : WPAN (Wireless Personal Area Networks) – Mise en place en mars 1999 – But : normaliser les réseaux d'une portée d'un dizaine de mètres Réaliser des connexions entre les différents portables d'un même utilisateur ou de plusieurs utilisateurs Ex : interconnecter un PC portable, un portable téléphonique et un assistant personnel

26 26 Bluetooth: Cas dutilisation Cordless headset Cell phone mouse Cable replacement Ad hoc networking Data access point Internet access

27 27 New Applications

28 28 Synchronization User benefits r Automatic synchronization of calendars, address books, business cards r Push button synchronization r Proximity operation

29 29 Cordless Headset User benefits r Multiple device access r Cordless phone benefits r Hands free operation Cordless headset

30 30 Usage scenarios examples r Data Access Points r Synchronization r Headset r Conference Table r Cordless Computer r Business Card Exchange r Instant Postcard r Computer Speakerphone

31 31 Bluetooth Technologie

32 32 Bluetooth: groupes de service r A : – Utilisation de la bande du spectre sans licence d'utilisation (2,45 GHz) – Très bas coût de mise en place et d'utilisation – Taille réduite – Consommation électrique excessivement faible – Mode sans connexion – Possibilité de superposition avec l'IEEE

33 33 Bluetooth:groupes de service r B : performances en augmentation – Utilisation d'une couche MAC jusqu'à 100 Kbit/s – Possibilité pour toutes les machines de communiquer entre elles – Possibilité de connecter au moins 16 machines – Utilisation de QoS pour autoriser certaines applications, dont la parole – Jusqu'à 10 m de portée – Temps max d'1s pour se raccorder au réseau – Passerelles avec d'autres catégories de réseaux

34 34 Bluetooth: groupes de service r C : introduit de nouvelles fonctionnalités importantes pour les particuliers et les entreprises – Sécurité de la communication – Transmission de la vidéo – Possibilité de roaming (itinérance) vers un autre réseau PAN

35 35 Bluetooth: Réponse à ces objectifs r Mise en place de groupements industriels – Bluetooth – HomeRF r Spécification ouverte de connexion sans fil entre équipements personnels – Bluetooth : communication en forme de liaison radio entre 2 équipements – HomeRF : connexion des PCs avec toutes les machines de domestiques sur une portée 50 m

36 36 Bluetooth: technologie r Bluetooth Special Interest Group (SIG) – Au départ : Ericsson, IBM, Intel, Nokia et Toshiba – Rejoint par + de 2500 sociétés r Nom de la norme : chef Viking, Harald Bluetooth – Il aurait réussi à unifier les différents royaumes nordiques à la fin du Moyen-Age

37 37 Bluetooth: dispositifs Number of BT Devices Forecast to be in use Globally by Source: ARC Group Bluetooth Industry Survey

38 38 Bluetooth: technologie Technology Expected to Combine with Bluetooth to Create New Applications. Source: ARC Group Bluetooth Industry Survey

39 39 Bluetooth: technologie Features Cost 20 dBm (~100 m) Point-to-multipoint No Scatternet Applications File Transfer, Dial-Up Networking LAN access, Fax, … 169 $ $ 0 dBm (~10 m) Point-to-multipoint No Scatternet File Transfer, Dial-Up Networking LAN access, Fax, … 169 $ --- Company Toshiba, Motorola, Digianswer IBM, TDK 3COM 10 m user-user; 100 m user-Base Station Point-to-multipoint SW- & FW-upgradeable File Transfer, Dial-Up Networking LAN access, Fax, Unconscious connection 149 $ Nokia 10 m user-user; Point-to-point Connectivity Battery for the cell phone File Transfer, Dial-Up Networking LAN access, Fax, Unconscious connection 149 $ Ericsson, Sigma 10 m user-user; Point-to-point; ARM processor; USB; RFCOMM ports Basic BT Radio stack Embedded or Host stack Programmable 500 $ 1500$ PC cards, Cell phones, Head sets, Chip sets,…

40 40 Bluetooth SIG: Objectifs et solutions r But : développer des produits interopérables r Solutions du SIG – Créer une spécification sans licence pour ses membres, pour développer des produits et des logiciels utilisant la spécification Bluetooth – Politique de propriété intellectuelle sans licence (License free Intellectually Property ou IP) pour les membres du SIG, selon certaines conditions! – Pas de charges pour être membre – Il existe des règles de confidentialité pour les membres

41 41 Bluetooth: Documents issue du Bluetooth SIG r Conçus pour promouvoir lintéropérabilité r 3 types de documents – Protocoles – Profils – Documents test r Les documents sont confidentiels jusquà leur adoption – Licence de propriété intellectuelle : à partir de la date dadoption

42 42 Bluetooth: technologie r Technologie peu onéreuse – Forte intégration des composants électroniques sur une puce unique de 9mm sur 9mm r Fréquences utilisées comprises entre 2400 et 2483,5 MHz – Cette même gamme de fréquences se retrouve dans la plupart des réseaux sans fil utilisés dans un environnement privé (entreprise ou personnel) – Pas de licence d'exploitation requise – Bande au-dessus de 2,4 GHZ divisée en sous-bandes de 1 MHz 79 canaux d'une largeur de 1 MHz En France, Japon, Espagne : seules 23 fréquences sont accessibles

43 43 Bluetooth Specifications

44 44 Bluetooth Specifications RF Baseband Audio Link Manager L2CAP Data SDP RFCOMM IP Single chip with RS-232, USB, or PC card interface r A hardware/software/protocol description r An application framework HCI Applications

45 45 Interoperability & Profiles Profiles Protocols Applications r Represents default solution for a usage model r Vertical slice through the protocol stack r Basis for interoperability and logo requirements r Each Bluetooth device supports one or more profiles

46 46 Bluetooth Profiles ( in version 1.2 release ) r Generic Access r Service Discovery r Cordless Telephone r Intercom r Serial Port r Headset r Dial-up Networking r Fax r LAN Access r Generic Object Exchange r Object Push r File Transfer r Synchronization

47 47 Technical Overview

48 48 Bluetooth Radio Specification RF Baseband Audio Link Manager L2CAP Data Control SDP RFCOMM IP Applications

49 49 Design considerations high bandwidth conserve battery power cost < $10 Data signal x(t) Recovered data signal Goal cost power spectrum Noise, interference

50 50 EM Spectrum Propagation characteristics are different in each frequency band LFHF VHFUHFSHFEHF MF AM radio UV S/W radio FM radio TV cellular 1 MHz 1 kHz 1 GHz 1 THz 1 PHz 1 EHz infrared visible X rays Gamma rays 902 – 928 Mhz 2.4 – Ghz – Ghz ISM band 30kHz300kHz 3MHz 30MHz 300MHz 30GHz300GHz 10km 1km 100m 10m 1m 10cm 1cm 100mm 3GHz

51 51 Unlicensed Radio Spectrum 902 Mhz 928 Mhz 26 Mhz 83.5 Mhz 125 Mhz 2.4 Ghz Ghz Ghz Ghz cordless phones baby monitors Wireless LANs Bluetooth Microwave oven a HyperLan 33cm 12cm 5cm

52 52 Bluetooth radio link r frequency hopping spread spectrum m GHz + k MHz, k=0, …, 78 m 1,600 hops per second r GFSK modulation m 1 Mb/s symbol rate r transmit power m 0 dbm (up to 20dbm with power control)... 1Mhz Mhz

53 53 Review of basic concepts

54 54 RF Baseband Audio Link Manager L2CAP Data Control Baseband RFCOMM SDP IP Applications RF Baseband Audio Link Manager L2CAP Data Control SDP RFCOMM IP Applications

55 55 Bluetooth Physical link r Point to point link m master - slave relationship m radios can function as masters or slaves ms s s m s r Piconet m Master can connect to 7 slaves m Each piconet has max capacity =1 Mbps m hopping pattern is determined by the master

56 56 Connection Setup r Inquiry - scan protocol m to learn about the clock offset and device address of other nodes in proximity

57 57 Inquiry on time axis Slave1 Slave2 Master Inquiry hopping sequence f1 f2

58 58 Piconet formation Master Active Slave Parked Slave Standby r Page - scan protocol m to establish links with nodes in proximity

59 59 Bluetooth: états des terminaux r Standby – En attente de joindre un piconet r Inquire – Demande à qui se connecter r Page – Se connecte à un canal spécifique r Connected – Activement sur un piconet (maître ou esclave) r Park/Hold – États de connexion à basse r consommation

60 60 Bluetooth: états des terminaux

61 61 Adressage r Adresse de dispositih Bluetooth (BD_ADDR) m 48 bit IEEE MAC address r Adresse dun membre Actif (AM_ADDR) m 3 bits active slave address m all zero broadcast address r Adresse dun membre Parked (PM_ADDR) m 8 bit parked slave address

62 62 Canal Piconet m s1s1 s2s2 625 sec f1 f2 f3 f hops/sec f5 f6 FH/TDD

63 63 Paquets à Multi slots m s1s1 s2s2 625 µsec f1 FH/TDD D2BIT depend du type de paquet f4 f5 f6

64 64 Types de lien Physique m s1s1 s2s2 SCO Lien Synchronous Connection Oriented (SCO) Reservation de slot à des intervals fixes r Lien Asynchronous Connection-less (ACL) m Polling est la methode daccés SCO ACL

65 65 Types de paquets Control packets Data/voice packets ID* Null Poll FHS DM1 Voice data HV1 HV2 HV3 DV DM1 DM3 DM5 DH1 DH3 DH5

66 66 Format de paquet 72 bits 54 bits bits Access code Header Payload Data Voice CRC No CRC No retries 625 µs master slave header ARQ FEC (optional)

67 67 Bluetooth: format de paquet r 72 premiers bits – Transport du code d'accès – Synchronisation entre les composants Bluetooth r 54 bits d'en-tête (3 fois même séquence de 18 bits) : adresse d'un membre actif du piconet, numéro de code, contrôle de flux, demande d'acquittement et contrôle d'erreur) r 0 à 2745 bits de données (dont 1 zone de détection d'erreur)

68 68 Bluetooth: 3 types de paquets r Paquets de contrôle – Gestion des connexions des terminaux Bluetooth entre eux r Paquets SCO – Communications synchrones de type SCO r Paquets ACL – Transferts de données asynchrones

69 69 Bluetooth: sous catégories r Paquets DV (Data-Voice) – Portent à la fois données et parole r Paquets DMx (Data-Medium) – Pour les paquets ACL avec un encodage permettant la correction des erreurs en ligne x = longueur du paquet (1, 3 ou 5) r Paquets DHx (Data-High) – Paquets ACL sans correction d'erreur ( débit effectif + élevé) r Paquets HVy (High-quality-Voice) – Paquets SCO sans correction d'erreur y = type de contrôle d'erreur dans le paquet

70 70 Code daccés r Synchronization r DC offset compensation r Identification r Signaling Access code Header Payload 72 bits Purpose Channel Access Code (CAC) Device Access Code (DAC) Inquiry Access Code (IAC) Types X

71 71 Bluetooth: techniques daccés r Technique temporelle synchronisée – Temps divisé en tranches de longueur égale = slots – 1 Slot = temps de transmission élémentaire de transmission d'un paquet – 1 paquet : 1, 3 ou 5 slots

72 72 Entête de Paquet r Addressing (3) r Packet type (4) r Flow control (1) r 1-bit ARQ (1) r Sequencing (1) r HEC (8) Access code Header Payload 54 bits Proposition Encode with 1/3 FEC to get 54 bits Broadcast packets are not ACKed For filtering retransmitted packets 18 bits total s s m s 16 packet types (some unused) Max 7 active slaves Verify header integrity

73 73 Paquets de voix (HV1, HV2, HV3) Access code Header Payload 72 bits 54 bits 240 bits 30 bytes = 366 bits 10 bytes + 2/3 FEC + 1/3 FEC 20 bytes 30 bytes HV3 HV2 HV1 3.75ms (HV3) 2.5ms (HV2) 1.25ms ( HV1 )

74 74 Calcul de débit : DM1 et DH1 Payload Access code Header 72 bits 54 bits 240 bits 30 bytes = 366 bits 2/3 FEC DM DH1 625 µs 1 2 DirSizeFreqRate /

75 75 Calcul de débit : DM3 et DH3 Payload Access code Header 72 bits 54 bits 1500 bits 187 bytes = 1626 bits 2/3 FEC DM DH µs DirSizeFreqRate /

76 76 Calcul de débit: DM5 et DH5 Payload Access Code Header 72 bits 54 bits 2744 bits 343 bytes = 2870 bits 2/3 FEC DM DH µs 625 µs DirSizeFreqRate /

77 77 Type de paquets de données DM1 DM3 DM5 DH1 DH3 DH5 2/3 FEC No FEC Symmetric Asymmetric Symmetric Asymmetric

78 78 Communication Inter piconet Cell phone Cordless headset Cordless headset Cell phone Cordless headset Cell phone mouse

79 79 Bluetooth: débit r La communication à l'intérieur d'un piconet peut atteindre près de 1 Mbit/s r Il peut y avoir 8 terminaux – La vitesse effective diminue rapidement en fonction du nombre de terminaux connectés dans une même picocellule – Un maître peut accélérer sa communication en travaillant avec 2 esclaves et en utilisant des fréquences différentes

80 80 Bluetooth: communication r Débit d'une liaison entre 2 machines – jusqu'à Kbit/s pour une communication bidirectionnelle (full-duplex) – Kbit/s et 57.6 Kbit/s pour une communication asymétrique r Communication – Synchrone ou SCO (Synchronous Connection-Oriented link) Permet un débit synchrone de 64 Kbit/s OK pour parole téléphonique avec une garantie de service r – Asynchrone ou ACL (Asynchronous Connection-Less link) Débits asynchrones pouvant atteindre Kbit/s

81 81 Bluetooth: fonctionnement piconet r Tous les terminanux dun piconets sautent en même temps – Pour former un piconet : le maître fournit à ses esclaves son horlogeet son identifiant de terminal(device ID) Paterne de saut décidée par le device ID(48-bit) La phase de la paterne de saut est déterminée par lhorloge r Les terminaux qui nont pas rejoint le piconet sont en standby r Adressage du Piconet – Active Member Address (AMA, 3-bits) – Parked Member Address (PMA, 8-bits)

82 82 Bluetooth: fonctionnement piconet r Réalisation de petits réseaux personnels de quelques m2, les piconets r Terminaux connectés entre eux par l'intermédiaire d'un maître r Puissance de transmission – jusqu'à 100mW : permet une émission sur plusieurs dizaines de m – Possibilité de réduire cette puissance à 2,5 et 1mw (portée de quelques m) r Batterie – Une batterie peut tenir assez longtemps (plusieurs jours) à condition d'utiliser des options d'économie d'énergie États de basse consommation introduits dans la norme Bluetooth

83 83 Scatternet

84 84 Scatternet, scenario 2 How to schedule presence in two piconets? Forwarding delay ? Missed traffic?

85 85 Baseband: résumé r TDD, frequency hopping physical layer r Device inquiry and paging r Two types of links: SCO and ACL links r Multiple packet types (multiple data rates with and without FEC) Baseband L2CAP LMP Physical Data link Device 2Device 1

86 86 Protocole de gestion de lien Initialisation et gestion de Connections de la bande de base gestion de Piconet Configuration de lien Securité LMP RF Baseband Audio Link Manager L2CAP Data Control SDP RFCOMM IP Applications

87 87 Gestion de Piconet r Attachement et détachement des slaves r Commutation Master-slave r Etablissement des liens SCO r Manipulation des modes à basse puissance ( Sniff, Hold, Park) req response Paging Master Slave s s m s

88 88 Bluetooth: Fonctions de gestion r Système de gestion nécessaire dans un piconet – Fonctions classiques de mise en œuvre des communications – Processus de gestion des liaisons r Procédures d'identification r Négociation des paramètres d'authentification r Configuration de la liaison : définition des paramètres de fonctionnement r Processus de gestion effectué par l'échange de requêtes réponses entre les 2 extrémités de la liaison

89 89 Low power mode (hold) Slave Hold duration Hold offset Master

90 90 Low power mode (Sniff) Master Slave Sniff period Sniff offset Sniff duration r Traffic reduced to periodic sniff slots

91 91 Low power mode (Park) Master Slave Beacon interval Beacon instant r Power saving + keep more than 7 slaves in a piconet r Give up active member address, yet maintain synchronization r Communication via broadcast LMP messages

92 92 Connection establishment & Security r Goals m Authenticated access Only accept connections from trusted devices m Privacy of communication prevent eavesdropping Constraints Processing and memory limitations $10 headsets, joysticks Cannot rely on PKI Simple user experience LMP_host_conn_req LMP Accepted Security procedure Paging Master Slave LMP_setup_complete

93 93 Authentication r Authentication is based on link key (128 bit shared secret between two devices) r How can link keys be distributed securely ? Verifier Claimant challenge response accepted Link key

94 94 Pairing (key distribution) r Pairing is a process of establishing a trusted secret channel between two devices (construction of initialization key K init ) r K init is then used to distribute unit keys or combination keys Random number Kinit PIN + Claimant address Random number PIN + Claimant address Random number Verifier Claimant Kinit challenge response accepted

95 95 Bluetooth: 3 niveaux de sécurité r 1er niveau : Pas de gestion de sécurité r 2e niveau : Sécurité à l'échelon applicatif – Processus d'identification lors de l'accès au service r 3e niveau : sécurité plus importante – Processus d'authentification – Chiffrement à l'aide de clés privées

96 96 Bluetooth: Sécurité r Sécurité : élément important dans les systèmes de liaison radio – Émission diffusée : potentiellement captée par les récepteurs environnants – Mécanismes d'authentification et de chiffrement au niveau MAC Programme automatique dans les terminaux Bluetooth : génération de clés par session Utilisation du numéro d'identité du terminal + clé privée et générateur aléatoire interne à la puce Bluetooth : numéro tiré pour chiffrer les données à transmettre Gestion des clés prise en charge par l'utilisateur sur les terminaux qui doivent s'interconnecter – Dans un scatternet, il faut procéder à un échange de clés privées entre les possesseurs de piconets indépendants

97 97 Link Manager Protocol Summary r Piconet management r Link configuration m Low power modes m QoS m Packet type selection r Security: authentication and encryption Baseband L2CAP LMP Physical Data link Device 2Device 1

98 98 L2CAP Logical Link Control and Adaptation Protocol L2CAP provides Protocol multiplexing Segmentation and Re-assembly Quality of service negotiation RF Baseband Audio Link Manager L2CAP Data SDP RFCOMM IP Applications

99 99 Why baseband isnt sufficient Baseband Baseband packet size is very small (17min, 339 max) No protocol-id field in the baseband header IP RFCOMM IP RFCOMM reliable*, flow controlled Multiplexing demultiplexing MTU in-sequence, asynchronous link

100 100 IPRFCOMM Need a multiprotocol encapsulation layer IPRFCOMM reliable*, in-order, flow controlled, ACL link Desired features Protocol multiplexing Segmentation and re-assembly Quality of service What about Reliability? Connection oriented or connectionless? integrity checks? unreliable, no integrity

101 101 Segmentation and reassembly Length Payload Baseband packets start of L2CAP continuation of L2CAP continuation of L2CAP CRC cannot cope with re-ordering or loss mixing of multiple L2CAP fragments not allowed If the start of L2CAP packet is not acked, the rest should be discarded min MTU = default

102 102 IPRFCOMM Multiplexing and Demultiplexing IPRFCOMM Why is L2CAP connection oriented ? Baseband is polling based Bandwidth efficiency - carry state in each packet Vs. maintain it at end-points Need ability for logical link configuration - MTU - reliability (Flush timeout option) - QoS (token bucket parameter negotiation) Circuit or connection-less ?

103 103 L2CAP Channels Length CID Payload CID signaling channel data channel master Slave #1 Slave #2 Slave #3 01 Signaling channel CID does not uniquely determine the identity of the source L2CAP entity Signaling channel for 1) connection establishment 2) channel configuration 3) disconnection

104 104 L2CAP connection: an example L2CAP_ConnectRsp L2CAP_ConnectReq L2CAP_ConfigRsp L2CAP_ConfigReq Establishment Configuration Data transfer Termination Initiator Target L2CAP_ConfigRsp L2CAP_ConfigReq L2CAP_DisconnectRsp L2CAP_DisconnectReq MTU, QoS reliability

105 105 L2CAP Packet Format (Connectionless) Length DCID Payload – 64K PSM 2 Not fully developed yet.

106 106 L2CAP: Summary r Reliable, in-order delivery of fragments r Integrity checks on each fragment r Asynchronous, best effort point-to-point link r No duplication r Full duplex Design constraints: Assumptions about the lower layer Simplicity Low overhead Limited computation and memory Power efficient Service provided to the higher layer Protocol multiplexing and demultiplexing Larger MTU than baseband Point to point communication

107 107 Bluetooth Service Discovery Protocol RF Baseband Audio Link Manager L2CAP Data SDP RFCOMM IP Applications

108 108 Example usage of SDP r Establish L2CAP connection to remote device r Query for services m search for specific class of service, or m browse for services r Retrieve attributes that detail how to connect to the service r Establish a separate (non-SDP) connection to use the service

109 109 Serial Port Emulation using RFCOMM Serial Port emulation on top of a packet oriented link Similar to HDLC For supporting legacy apps RF Baseband Audio Link Manager L2CAP Data SDP RFCOMM IP Applications

110 110 Serial line emulation over packet based MAC L2CAP r Design considerations m framing: assemble bit stream into bytes and, subsequently, into packets m transport: in-sequence, reliable delivery of serial stream m control signals: RTS, CTS, DTR RFCOMM L2CAP RFCOMM

111 111 GOALS IP over Bluetooth V 1.0 r Internet access using cell phones r Connect PDA devices & laptop computers to the Internet via LAN access points RF Baseband Audio Link Manager L2CAP Data SDP RFCOMM IP Applications

112 112 LAN access point profile Security Authentication Access control Efficiency header and data compression Auto-configuration Lower barrier for deployment Why use PPP? Access Point Baseband L2CAP RFCOMM PPP IP

113 113 Inefficiency of layering r Emulation of RS-232 over the Bluetooth radio link could be eliminated L2CAP RFCOMM rfc 1662 PPP IP L2CAP RFCOMM rfc 1662 PPP IP Palmtop LAN access point packet oriented byte oriented

114 114 Terminate PPP at LAN access point r PPP server function at each access point m management of user name/password is an issue m roaming is not seamless Bluetooth RFCOMM PPP IP Bluetooth RFCOMM PPP IP ethernet PalmtopAccess Point

115 115 L2TP tunneling r Tunneling PPP traffic from access points to the PPP server m 1) centralized management of user name/password m 2) reduction of processing and state maintenance at each access point m 3) seamless roaming Bluetooth RFCOMM PPP IP PalmtopAccess Point Bluetooth RFCOMM PPP IP ethernet IP UDP ethernet IP UDP PPP server

116 116 Seamless roaming with PPP AP1 Server AP2 MAC level registration MAC level handoff REQ 1 RPL 2 REQ 3 RPL 4 CLR 5 palmtop PPP

117 117 IP over Bluetooth v 1.1: BNEP BNEP defines a frame format which includes IEEE 48 bit MAC addresses A method for encapsulating BNEP frames using L2CAP Option to compress header fields to conserve space Control messages to activate filtering of messages at Access Point Bluetooth Network Encapsulation Protocol (BNEP) provides emulation of Ethernet over L2CAP Access Point Baseband L2CAP BNEP IP

118 118 Bluetooth Current Market Outlook

119 119 Market Forcasts for year 2005 Units sold annually Revenue Chip price 1.4 bn $ 5.4 bn $ m $ 4.4 bn $ 4.4 $ 2.02 $ 4.3 bn $ 2.2 bn 2.1 bn 1.5 bn Cahners In-stat (2000 forcast) revised (2001 forcast) Merrill Lynch (2000 forcast) revised (2001 forcast)

120 120 Bluetooth Value chain Radio Silicon Stack provider s Software vendors Integrator s Wireless Carriers Conspicuously missing

121 121 Value to carriers: Synchronization and Push r More bits over the air r Utilization of unused capacity during non-busy periods r Higher barrier for switching service providers

122 122 Value to carriers: Cell phone as an IP gateway r More bits over the air r Enhanced user experience m Palmpilot has a better UI than a cell phone r Growth into other vertical markets Will Pilot and cell phone eventually merge?

123 123 Value to carriers: Call handoff r More attractive calling plans r Alleviate system load during peak periods r Serve more users with fewer resources Threat or opportunity? Cordless base

124 124 Biggest challenges facing Bluetooth r Interoperability m Always a challenge for any new technology r Hyped up expectations r Out of the box ease of use r Cost target $5 r Critical mass r RF in silicon r Conflicting interests – business and engineering

125 125 Ad-hoc IP Networks over Bluetooth

126 126 Ad-hoc Networks - whats that ? Networking without a network! r Independence & Flexibility m Created anywhere, anytime by anyone. r Anarchy m Outside of traditional operator domain - unlicensed spectra! m May make up your own rules! r Symbiosis m Participants forward traffic of others. m I help you, if you help me….

127 127 A short example….

128 128 Small ad-hoc networks... r Ad-hoc interoperability between devices m Exchange of information m Distributed applications r Separation of service and device m Your application is not tied to one device m Stepwise upgrading of devices r Here IP gives a well known networking architecture! m Cross vendor interoperability m 3rd party application development -- open system principles r …and seamless interworking with rest of the Internet!

129 129 Bluetooth needs good IP support r Ongoing IETF work to enable zero configuration m Get Internet protocols adapted to the Average Consumer m Pure Switch-On and Play using IP networking m Well suited for the hand-held market! r Service discovery based on IP m UPnP, Jini r IP networking for Bluetooth crucial for success! r The PPP/RFCOMM solution not well suited for networking

130 130 master slave 1 slave 2 slave 3 master slave 4 slave 5 Bluetooth IP Ethernet-like broadcast segment Bluetooth Networking: A Layer 2 Support

131 131 The Bluetooth Network Encapsulation Protocol (BNEP) Purpose? Create a broadcast environment for IP in a Bluetooth Scatternet, hiding Bluetooth specifics (e.g. notion of piconet/scatternet forming and maintenance) from IP and the layers above. Features: r Clear division between Bluetooth specifics and IP r IP and IP networking applications will work as usual (e.g. DHCP, ARP) r Easy to apply zeroconf protocols r Ad-hoc L2 routing across scatternets may be applied r May handle loop-free broadcast across scatternets

132 132 BNEP Overhead r Type: 7 bit Bluetooth value identifies the type of BNEP header contained in this packet r 1 bit extension flag that indicates if one or more extension headers follow the BNEP Header before the data payload. r 1M of Data transfer m Additional ~0.2% Overhead m Additional Bluetooth Transmission time: 11 mSec

133 133 Where in the Bluetooth Stack? Bluetooth Radio Baseband LMP L2CAP Host Controller Interface RFCOMM PPP IP TCP / UDP SDP Applications BNEP IP TCP / UDP Applications

134 134 Bluetooth Ad Hoc Personal Area Networks r PANs extend the Internet to the user personal domain!

135 135 Bluetooth PANs r 3G networks will give Internet access to the PANs r PANs will generate more traffic than a single device! r Utilize an aggregate of access networks (WLAN, 3G, DSL)

136 136 PAN for 3G Access: A GPRS example...

137 137 GPRS access... r Security carried within IEEE 802.1X (Port Based Network Access Control) the Ethernet way r GPRS gives an IP address per PDP context r Mobile phone as interworking function... m DHCP-PDP context conversion to hand out IP addresses m Seen as one node with many addresses from network side r...or mobile phone as a router? m First router for the PAN devices m Subnet with DHCP?

138 138 IP Bluetooth Networking - Conclusions Bluetooth IP networking opens up new possibilities... r Enables spontaneous networking m Between people, m Between machines, m and combinations... r Mainly small, short range ad-hoc networks m Solves your personal problems... m Limited complexity and security risks r The enabler for PANs! m Gives a natural extension of Internet into the PAN via 3G m Enables stepwise upgrading of devices -- not tied to one multimedia terminal! m Makes use of the 3G bandwidth immediately

139 139 Research Topics Techniques for link formation Routing over scatternets Resource Discovery Plug-n-play applications s s m s s s s m s s m s s s m s cell phonePalmpilot cable modem PC keyboard mouse head set furby Internet Will the current solutions for each layer work in this environment? cell phonePalmpilot cable modem PC keyboard mouse head set furby

140 140 What is different in this scenario ? Dynamic network Isolated network Simple devices Small, multi-hop networks Connection oriented, low- power link technology Applications ---> services ----> routing ----> link creation cell phonePalmpilot cable modem PC keyboard mouse head set cordless base s s m s s s s m s s m s s s m s

141 141 Link Formation x7x7 x8x8 x6x6 x4x4 x3x3 x5x5 y2y2 x2x2 x1x1 y1y1 Low power modes require careful use of broadcast Proximity Link The problem does not exist in most wired/wireless networks Maintaining connectivity in absence of application traffic seems wasteful Hints from higher layer are needed

142 142 Routing over Scatternets x7x7 x8x8 x6x6 x4x4 x3x3 x5x5 y2y2 x2x2 x1x1 y1y1 Nodes must co-operate to forward packets (MANET style protocols) Forwarding at Layer 2 or Layer 3? Bridging or routing ? What interface should be exported to the layer above? Better coupling with the service discovery layer is needed

143 143 Service discovery cell phonePalmpilot cable modem PC keyboard mouse head set cordless base s s m s s s s m s s m s s s m s Need solutions for address allocation, name resolution, service discovery Existing solutions in the Internet depend on infrastructure Judicious use of Multicast/broadcast is needed These goals are similar to what Zero-conf WG is already working on

144 144 Bluetooth: Fonctions de gestion r Système de gestion nécessaire dans un piconet – Fonctions classiques de mise en œuvre des communications – Processus de gestion des liaisons Procédures d'identification Négociation des paramètres d'authentification Configuration de la liaison : définition des paramètres de fonctionnement Processus de gestion effectué par l'échange de requêtes réponses entre les 2 extrémités de la liaison

145 145 Bluetooth: perspectives r Depuis 2001 : première génération de spécifications Bluetooth r Principal reproche : vitesse relativement limitée des r transmissions – Full-duplex : échange dans chaque sens effectué à 500 Kbit/s : insuffisant pour la transmission de vidéo en temps réel – Version 2.0 : débit total de 10 Mbit/s par liaison (ou 5Mbit/s ou 2 Mbit/s)

146 146 Bluetooth : perspectives r Interface radio + performante r Améliorations concernant – la mise en route de la liaison – La possibilité de handover – Meilleure coexistence avec les autres réseaux utilisant la même fréquence de 2,4 GHz, tel que le réseau IEEE

147 147 Bluetooth: perspectives r Point positif : mise en place de nouveaux sous-groupes de travail de l'IEEE pour normaliser l'exploitation de Bluetooth dans différents contextes – Groupe PAN : utilisation d'IP dans Bluetooth – Groupe HID (Human Interface Devices) : communication entre les différents éléments d'un PC – Groupe Printing : connexion vers une imprimante – Groupe Still Image : transmission et traitement d'images – Groupe ESPD (Extended Service Discovery Profiles) : découverte des protocoles environnants – Groupe Car Profile : communications à l'intérieur d'une voiture – Groupe AV(Audio/Video) : transport de parole de bonne qualité, de CD audio, échange de vidéo

148 148 References r [1] IEEE , Wireless LAN MAC and Physical Layer Specification, June r [2] Hirt, W.; Hassner, M.; Heise, N. IrDA– VFIr (16 Mb/s): modulation code and system design. IEEE Personal Communications, vol.8, (no.1), IEEE, Feb r [3] Lansford, J.; Bahl, P. The design and implementation of HomeRF: a radio frequency wireless networking standard for the connected home. Proceedings of the IEEE, IEEE, Oct r [4] Specification of Bluetooth System, ver. 1.0, July 1999

149 149 References (cnt) r [5] Haartsen, J.C. The Bluetooth radio system., IEEE Personal Communications, IEEE, Feb r [6] Haartsen, J.C. Bluetooth towards ubiquitous wireless connectivity., Revue HF, Soc. Belge Ing. Telecommun. & Electron, p.8–16. r [7] Rathi, S. Bluetooth protocol architecture. Dedicated Systems Magazine, Dedicated Systems Experts, Oct.–Dec r [8] Haartsen, J.C.; Mattisson, S. Bluetooth–a new low–power radio interface providing short–range connectivity. Proceedings of the IEEE, IEEE, Oct r [9] Gilb, J.P.K Bluetooth radio architectures IEEE Radio Frequency Integrated Circuits (RFIC) Symposium Digest of Papers, Boston, MA, USA, 11–13 June 2000.

150 150 References (cnt) r [10] N. Benvenuto, G. Cherubini, Algoritmi e circuiti per le telecomunicazioni, Ed. Libreria Progetto. r [11] The Bluetooth Special Interest Group, Documentation available at r [12] IEEE Working Group for WPANs; r [13] Barker, P.; Boucouvalas, A.C.; Vitsas, V. Performance modelling of the IrDA infrared wireless communications protocol. International Journal of Communication Systems, vol.13, Wiley, Nov.–Dec

151 151 References (cnt) r [14] Tokarz, K.; Zielinski, B. Performance evaluation of IrDA wireless transmission. 7th Conference on Computer Networks, Zakopane, Poland, 14–16 June r [15] ETSI RES, Digital European Cordless Telecommunications (DECT), Common interface Part 1: Overview, ETS –1, 1996.

152 152 Plan 1 Introduction 2 Bluetooth 3 HomeRF: Home Radio Frequency 4 HiperLan 5 Wifi

153 153 3 WPAN HomeRF: Home Radio Frequency r Environnement domotique – Communication complète entre les machines et terminaux des maisons et l'Internet r Origine : association d'industriels – Intel, Hewlett Packard, Siemens, Motorola et Compaq r Permet de relier des PC portables ou fixes, mais aussi les terminaux téléphoniques de type DECT – Digital Enhanced Cordless Telecommunications – Équipements reliés à un base centrale r Utilisation des mêmes fréquences que l'IEEE et Bluetooth – Bande des 2,4-2,5 GHz – Ces 3 normes peuvent cohabiter grâce aux techniques de codage et de sauts de fréquence

154 154 WPAN HomeRF: protocoles de communication r SWAP : Shared Wireless Access Protocol – Tient de plusieurs normes connues : DECT, IEEE , IP r Reprend la norme de téléphonie insérée dans un réseau de type IP – HomeRF se place dans le registre des réseaux multimédias voix, données, images r Débit : 1,6 Mbit/s – 2e génération : 10 Mbit/s – En compétition avec IEEE et Bluetooth v2

155 155 WPAN HomeRF: technique daccès r En partie la technique d'accès du DECT : TDMA – Time division Multiple Access r Possibilité de transmettre des données synchrones – Voix téléphonique, visioconférence r Pour la partie informatique : normes de l'Ethernet mobile – CSMA/CA r Association TDMA et CSMA – Propriétés nouvelles r Possibilité de suspendre l'émission radio des stations de base qui n'ont pas de connexions actives

156 156 WPAN HomeRF: techniques daccès r Technique de sauts de fréquence (id. Bluetooth) r – Possibilité de superposer plusieurs réseaux HomeRF r Mêmes solutions pour les problèmes de sécurité que Bluetooth et – Cryptage des données par WEP (Wireless Encryption Privacy), reposant sur Blowfish, un algorithme à clé privée de 256 bits

157 157 WPAN HomeRF: topologie r 1 cellule où la station de base est à – de 50 m des terminaux – Réseau domotique couvrant la surface d'une maison r Débit : 1,6 Mbit/s – Les techniques d'accès (en particulier CSMA/CA) limitent le débit réel qui traverse l'interface air – Pas + de 1 Mbit/s pour des données informatiques, pour un utilisateur seul branché sur un accès Internet via la station de base r HomeRF permet d'adresser – 127 nœuds sur un réseau – 6 liaisons voix simultanées

158 158 WPAN HomeRF: conclusions r Concurrents nombreux – Bluetooth – IEEE – Réseaux câblés – Réseaux EDF r Comme Bluetooth, HomeRF tient compte à la fois des données informatiques et de la parole téléphonique – IEEE : uniquement monde de l'informatique r Bluetooth : avantage marketing – Soutenu par plusieurs milliers de constructeurs r une centaine pour HomeRF…

159 159 Plan 1 Introduction 2 Bluetooth 3 HomeRF: Home Radio Frequency 4 HiperLan 5 Wifi

160 160 4 WLAN HiperLAN: Introduction r Réseaux sans fil présentés précédemment : en cours de déploiement sur une grande échelle D'autres solutions sont sur le point d'apparaître sur le marché Études effectuées à l'ETSI (European Telecommunications Standards Institute) – Propositions HiperLAN (High Performance Local Area Network) Groupe de travail IEEE a – Nouvelle génération de réseau Ethernet mobile HiperLAN et IEEE a permettent la communication directe de mobile à mobile, dans le cadre des réseaux ad-hoc – Terminaux utilisés comme relais

161 161 WLAN HiperLAN r Proposition européenne issue de l'ETSI r But : créer des environnements sans fil à haut débit – Environnements flexibles – Permettant un fonctionnement ad-hoc : communication de mobile à mobile en transitant par des mobiles intermédiaires r Sur la bande passante affectée au réseau HiperLAN, 5 canaux indépendants autorisent 5 porteuses en parallèle – Puissance des émissions : environ 1 W – Code correcteur d'erreur pour obtenir une qualité de transport comparable à celle obtenue dans un réseau local

162 162 WLAN HiperLAN: Famille HiperLAN r HiperLAN Type 1 – À l'intérieur des bâtiments sur des distances d'environ 50 m par borne – Déplacement des utilisateurs < 10 m/s – Bande de fréquences entre 5,1 et 5,3 GHz – Interfaces conventionnelles pouvant être utilisées par les LANs sans fil Famille HiperLAN

163 163 WLAN HiperLAN: Famille HiperLAN r HiperLAN Type 2 ou HiperLAN 2 – Distance par borne étendue à 200 m – Débit : 23,5 Mbit/s – Déplacement des terminaux < 10 m/s – Accéder aux réseaux ATM et satisfaire aux interfaces ATM r Pouvoir implémenter les classes de services correspondantes r Permettre le support d'applications isochrones

164 164 WLAN HiperLAN : Famille HiperLAN r HiperLAN 3 ou HiperAccess – Boucle locale radio ou WLL (Wireless Local Loop) – Réseaux de diffusion : permet le point à multipoint, avec des termianux ne sortant pas de leur cellule – Distance entre stations < 5 km – Interfaces ATM privilégiées r Permettre l'adoption des classes de service et des qualités de service associées – Débit supérieur à 20 Mbit/s par utilisateur

165 165 WLAN HiperLAN: Famille HiperLAN r HiperLAN 4 ou HiperLink – Marché des liaisons fixes entre 2 points – Remplacer les liaisons ATM sur des distances de 150 à 200 m r débit compatible avec les normes de l'ATM : 155 Mbit/s r Classes de service ATM proposées – Antenne directionnelle, car la bande de fréquences situées entre 17,2 et 17,3 GHz

166 166 WLAN HiperLAN: Catégories de réseaux

167 167 WLAN HiperLAN : Norme Physique r Couche physique quasiment identique à IEEE a r Couches MAC différentes (IEEE : Ethernet)

168 168 WLAN HiperLAN : Couche physique r Bande de fréquences 5150 MHz – 5300 MHz r Fréquence nominale de chaque porteuse

169 169 WLAN HiperLAN: Couche physique r HiperLAN utilise 5 porteuses – Porteuses 0, 1 et 2 : porteuses « par défaut » – Bande passante de chaque canal : 23 MHz r Technique permettant d'atteindre 23,5 Mbit/s consomme beaucoup d'énergie électrique – Pose problème pour les terminaux mobiles – 2 modes de travail définis r LBR-HBR data burst (Low Bit Rate-High Bit Rate data burst) – Petites trames de 496 bits, regroupées dans des blocs de 47 trames max r LBR data burst – Ne travaille qu'à une vitesse de 1,47 Mbit/s

170 170 WLAN HiperLAN: mesure (CCA:Clear Channel Assessment) et modulation r Mesure de la puissance du signal reçu – Seuil utilisé pour déterminer si le canal est libre ou non r Transmission haut débit : GMSK – Gaussian Minimum Shift Keying – Modulation à enveloppe constante : amplitude constante r Transmission bas débit : FSK – Frequency Shift Keying

171 171 WLAN HiperLAN: Technique d'accès à l'interface radio r Couche MAC divisée en 2 parties – Sous-couche CAC : Channel Access Control r Partie physique de la technique d'accès r Contient toute la partie transmission et réception, qui gère les problèmes liés au canal hertzien – Sous-couche MAC r Partie logique – Mise en forme de la trame – Routage interne – Algorithmes de confidentialité – Gestion de priorité pour assurer une qualité de service – Insertion et retrait des stations

172 172 WLAN HiperLAN: Couche CAC : Channel Access and Control r La couche CAC définit – laccès à un canal, selon quil est libre ou occupé – Le niveau de priorité de la tentative, si la contention est nécessaire r La couche CAC implémente le mécanisme NPMA – Non-preemptive Priority Multiple Access r 3 étapes : – Priorités – Contention – Tranmission

173 173 WLAN HiperLAN : Technique d'accès à l'interface radio r Adaptation du CSMA/CD, appelée EY-NPMA – Elimination-Yield-None Preemptive Priority Multiple Access – Utilise les 5 canaux avec des ordres de priorité r Dans un 1er temps, la station essaie d'accéder aux canaux selon un ordre dépendant de leur priorité r Collisions potentielles annihilées par une technique de contention sur des tranches de temps préétablies r En cas de succès, la transmission s'effectue

174 174 WLAN HiperLAN: 3 étapes r Priorités – Sélection des transmissions de données ayant les plus fortes priorités pour laccès au canal – La priorité est basé sur la durée de vie résiduelle du paquet et la priorité de lutilisateur r Contention – Compétition entre les CAC de même priorité – Transmission dun signal par le CAC – Écoute du canal à la fin de la transmission r Si quelquun dautre transmet, la transmission est retardée jusquau prochain cycle daccès au canal Sinon le CAC commence sa transmission r Transmission – Transmission des données

175 175 WLAN HiperLAN: Technique d'accès EY- NPMA ( Elimination-Yield-None Preemptive Priority Multiple Access) r Accès en 3 phases : – Détection des priorités – Contention : permet à une seule station d'émettre – Transmission : envoie les trames sur le support hertzien

176 176

177 177 WLAN HiperLAN: MAC r Définit les protocoles pour : – Léconomie dénergie – La sécurité – Le routage multi-sauts – Service de transfert de données vers les couches supérieures

178 178 WLAN HiperLAN: MAC/topologie r HiperLAN 1 supporte 2 topologies – Infrastructure r Chaque terminal sélectionne 1 voisin pour être son transmetteur r Envoie tout son trafic vers le transmetteur (Forwarder) – Ad-hoc r Il ny a pas de contrôleur de ce type r Chaque terminal communique directement avec tous les autres

179 179 WLAN HiperLAN: MAC/priorité r IEEE : priorité incluse dans les IFS – Inter-Frame Space – Priorité fixée r HiperLAN – Les priorités pour laccès au canal sont affectées dynamiquement aux paquets – 2 paramètres utilisés pour calculer ces priorités r Durée de vie du paquet (Packet Lifetime) r Priorité de lutilisateur – La durée de vie du paquet est mise à jour constamment r La priorité dun paquet augmente dans le temps

180 180 WLAN HiperLAN: Routage multi- sauts r HiperLAN utilise un message « Hello » pour découvrir le voisinage – Neighborhood Discovery – Envoi périodique dun message Hello à ses voisins r Le Forwarder construit une carte complète du réseau HiperLANen utilisant ces informations – Il peut alors décider du prochain nœud à qui il doit envoyer les paquets

181 181 WLAN HiperLAN:économie dénergie r Les terminaux mobiles peuvent saccorder sur des paternes de réveil – Ex : réveils périodiques pour recevoir des données r Certains nœuds du réseau doivent être capables – de stocker les données destinées aux terminaux endormis – De leur envoyer les données au bon moment r Fonctionnalités effectuées par 2 rôles : – P-saver Terminal en mode déconomie dénergie Diffuse à ses voisins sa paterne de réveil – P-supporter Voisin du P-saver Retarde la transmission des paquets vers le P-saver Utilise la paterne de réveil pour savoir quand transmettre les paquets stockés

182 182 WLAN HiperLAN: Trame r Longueur variable, 2422 bits max r Adresses reprises de l'Ethernet – Adresses MAC sur 6 octets r Numéro de constructeur sur 3 octets r Numéro de série sur 3 octets r 2 primitives de service de liaison – HC-UNITDATA.req : pour l'envoi des données – HC-UNITDATA.ind : pour la réception des données


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