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Réseaux et Télécommunications Introduction aux réseaux sans fil Wireless Networks Edoardo Berera Telelinea.

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1 Réseaux et Télécommunications Introduction aux réseaux sans fil Wireless Networks Edoardo Berera Telelinea

2 Plan Tendances Accès sans fil An 2000: Tout numérique Wireless LAN Personal networks Bluetooth

3 Tendances Trois phénomènes marquants dans le marché des télécoms des ces 10 dernières années: –Libéralisation du marché multiplication du nombre dopérateurs –Explosion de la téléphonie mobile –Croissance très soutenue de lInternet Source: The Yankee Group, Nokia (IEEE Computer, Dec. 2000, p. 149)

4 Accès sans fil Ericsson prévoyait en 2000 que laccès sans fil à lInternet commencerait à croître de manière significative à partir de 2001 pour devenir plus important que laccès fixe en …not really ! –Instabilité politique –Ralentissement économique Source: Ericsson (IEEE Computer, Dec. 2000, p. 17)

5 Technology push Malgré linstabilité économique, la poussée technologique demeure Le coût des canaux radio continue à être divisé par 2 tous les 2 ans Source: Teligent Inc. (IEEE Spectrum, Sep. 1999)

6 Year 2000 Switchover Source: Mohr and Konhaeuser, Siemens (IEEE Communications, Dec. 2000, p. 125) Tendances trafic voix et données Le trafic données (Internet) est devenu plus important que le trafic voix sur les réseaux de télécommunications à partir de lan 2000 La voix commence aussi à utiliser le protocole IP (Voice over IP, VoIP) Cest le Tout Numérique

7 Wireless Information Society Source: Lu, Siemens (IEEE Communications, Nov. 2000, p. 121) Wireless - sans fil ou plutôt avec possibilité daccès sans fil aux réseaux de télécommunications pour permettre une plus grande mobilité tout en restant connecté Le coeur des réseaux reste essentiellement cablé en fibres optiques

8 Wireless Communications Systems Satellite –S-UMTS Satellite Universal MobileTelecom Service –HAPS High Altitude Platform Station –DVB Digital (Direct) Video Broadcast (Television) –DAB Digital (Direct) Audio Broadcast (Radio) Terrestrial –DVB-T Digital Video Broadcast – Terrestrial –TNT Télévision NumériqueTerrestre

9 Wireless Communications Systems (2) Cellular –GSM Global System for Mobile communication –GPRS Global (General) Packet Radio Service –EDGE Enhanced Data communications for Global (GSM) Evolution –UMTS Universal Mobile Telecom Service Quasi Cellular –MBS Mobile Broadband Service (System)

10 Wireless Communications Systems (3) Local area –WLAN Wireless Local Area Network –Wi-Fi Wireless Ethernet –Bluetooth –UWB Ultra Wide Band Indoor –IR Infra Red Personal –PAN, PWAN Personal (Wireless) Area Network –Body LAN

11 Short Range Wireless (SRW) Source: D. G. Leeper, Intel, IEEE Computer, Jun. 2001, p. 40 Les réseaux sans fil de courte portée ne requièrent pas de licence radio

12 Réseaux personnels et réseaux locaux Source: D. G. Leeper, Intel, IEEE Computer, Jun. 2001, p. 41 Usages centrés soit sur la personne soit sur le groupe de travail

13 IEEE 802 standards (Ethernet) Source: J. A. Gutierrez, Eaton Corp., et al., IEEE Network, Sep./Oct. 2001, p. 12 Les paramètres fondamentaux sont –la complexité (coût) –la consommation (durée de la batterie) –le débit (applications possibles)

14 WLAN, WPAN & SOHO Networks WLAN/WPAN –Bluetooth –IEEE b/g AirPort, Wi-Fi –IEEE a –HIPERLAN High Performance Radio LAN –5-UP 5 GHz Unified Protocol –UWB Ultra Wide Band Home networks –UPnP Universal Plug and Play –VHN Versatile Home Network –IEEE 1394 Firewire, DV, i-Link –HomePNA Phone line Net Alliance –HomeCNA Cable Network Alliance –PLC Power Line Carrier La concurrence entre réseaux avec ou sans fil reste forte Le choix nest pas facile

15 SOHO - Small Office,Home Office nets Source: B.A. Miller, IBM Corp., et al., IEEE Communications, Dec. 2001, p. 105 Besoins Network printer ADSL box Router Réseau avec et sans fil

16 Bluetooth WPAN & MANET Piconets & scatternets Bluetooth specifications Applications Protocol stacks Profiles

17 Bluetooth WPAN Wireless Personal Area Net –Réseau personnel sans fil Mobile Ad hoc NETwork (MANET) –Appelé ainsi car le réseau se constitue et se défait automatiquement selon les besoins et la distance entre les objets communiquants Service Discovery Protocol (SDP) –Ce protocol permet de connaître les services quun objet met à disposition des autres objets communiquants Bluetooth est le nom du roi qui a réuni les pays scandinaves au X siècle Ericsson T36 avec oreillette sans fil Ericsson Bluetooth Infowear relié sans fil avec un PC

18 Piconets Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep./Oct. 2001, p. 30) Les topologies plus simples de réseau sont appelées Piconets

19 Scatternet Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep./Oct. 2001, p. 30) Les topologies plus complexes de réseau sont appelées Scatternets et permettent de réunir plusieurs Piconets

20 Bluetooth Spécifications Bande de fréquences – ,5 MHz, sans licence –ISM - Industrial, Scientific and Medical band bande de fréquences réservé dans tous les pays (avec variations) pour les applications industrielles, sicentifiques et médicales Puissance des émetteurs –Classe 1: mW avec contrôle de la puissance émise –Classe 2 : 0,25 - 2,5 mW –Classe 3 : 1 mW Portée –10 m –Jusquà 100 m avec la classe de puissance 1 Débit –Asymétrique : 721 kb/s dans un sens et 57,6 kb/s dans lautre –Symétrique : 432,6 kb/s dans les deux sens

21 Protocol stack Source: Riku Mettala, Nokia (Bluetooth White Paper, Aug. 1999, p.5)Riku Mettala, Exercices –Essayez de comparer les couches Bluetooth avec les couches OSI –Essayez de découvrir les acronymes utilisés

22 Profils cordless telephony intercoms serial ports headsets fax machines LAN access file transfer dial-up networking printing imaging location positioning human interface devices PC cards USB dongles (security devices) + 3 audio and 3 video profiles (group chaired by Philips Semiconductor) + medical, automotive Par profil on entend les applications possibles, les sous-ensembles de protocoles nécessaires et les spécifications complémentaires, y compris de test, pour garantir linteropérabilité des produits de constructeurs différents

23 File Transfer & Synchronization Source: Riku Mettala, Nokia (Bluetooth White Paper, Aug. 1999)Riku Mettala, Transfert de (petits) fichiers OBEX - Object Exchange protocol Exemple: photos entre téléphone cellulaire et PC Synchronisation des rubriques dadresses et des agendas Exemple: assistant personnel (PDA), téléphone cellulaire et PC IrMC - Infra-rouge

24 Three-in-One Phone & Ultimate Headset Source: Riku Mettala, Nokia (Bluetooth White Paper, Aug. 1999)Riku Mettala, Trois applications du même poste téléphonique portable –téléphone cellulaire à lextérieur (GSM) –téléphone sans fils à lintérieur (DECT) –walkie-talkie (Radio transceiver) Trois utilisations de loreillette –écouteur/microphone pour le téléphone cellulaire –écouteur/microphone pour le PC –écouteur/microphone pour la chaîne Hi-Fi, Télé et radio

25 Bluetooth LAN Access Point Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep./Oct. 2001, p. 31) Interconnexion réseau Bluetooth et réseau LAN (Ethernet)

26 Internet Bridge Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep./Oct. 2001, p. 29) Utilisation du téléphone cellulaire comme modem radio pour la connexion à Internet via GSM/ GPRS Oreillette PDA

27 Bluetooth IP protocol stack Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep./Oct. 2001, p. 33) Utilisation de Bluetooth comme sous-réseau IP (à la place dEthernet, par exemple) BNEP - Bluetooth Networking Encapsulation Protocol

28 BNEP Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep./Oct. 2001, p. 33) Pour les applications il sagit dun réseau IP classique Le protocole BNEP permet dencapsuler les datagrammes IP dans des messages Bluetooth

29 Wireless Technologies Comparison Source: Steve Stroh, Ultra-Wideband: multimedia unplugged (IEEE Spectrum, Sep. 2003, p. 26)

30 Références IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers –www.ieee.org Bluetooth Special Interest Group (SIG) –www.bluetooth.com Mobile Ah hoc Networks (MANET) –

31 References: Bluetooth Ron Schneiderman, "Bluetooth's slow dawn", IEEE Spectrum, Nov. 2000, pp IEEE Spectrum Riku Mettala, Nokia, "Bluetooth Protocol Architecture", Aug. 1999Bluetooth Protocol Architecture Per Johansson, Ericsson Research, Manthos Kazantzidis, Rohit Kapor, Mario Gerla, UCLA, Bluetooth: An Enabler for Personal Area Networks, IEEE Network, September/October 2001, pp Bluetooth Special Interest Group (SIG) Mobile Ah hoc Networks (MANET) charter.html


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