Les technologies sans-fil Etudiants INSA Lucie Callens Laurent Vaillant Etudiants ESC Thibault Bruniau Virginie Flach Encadreur technique Marin Bertier 15 novembre 2005

Le collier électronique pour chien Caractéritiques : Localiser son chien Besoins : Module de géolocalisation Envoi des données

Critères de comparaison Historique Explications & spécificités Utilisation Portée Débit Sécurité Contraintes Déploiement (coût, difficultés) Encombrement et consommation

Plan Etude des différentes technologies sans fil RFID (1970) GPS (1978) téléphones mobiles (1980) IrDA (1997) Wifi (1997) Bluetooth (1998) UWB (2002) WiMax (2003) ZigBee (2004)

RFID : Radio Frequency IDentification (1) Historique : années 1970 : premiers brevets sur le RFID ! années 1980 : premières utilisations du RFID pour du suivi d'objets années 1990 : brevet UHF RFID par IBM milieu des années 1990 : revente de ce brevet à une société fournissant des systèmes de codes-barres 1999 : démocratisation du RFID (application aux animaux) 1999 – 2003 : recherches en laboratoire 2003 : technologie mise sous licence (standard EPC 1.0) décembre 2004 : seconde génération de puces pour une utilisation répandue

RFID : Radio Frequency IDentification (2) Spécificités : système RFID composé de 3 parties : le tag RFID ou puce RFID (actives ou passives) le lecteur RFID sous-système de traitement de données = analyse et stockage des données Utilisation : codes barres électroniques, suivi d'objets (container, etc.)

RFID : Radio Frequency IDentification (3) Portée : 20 à 100 mètres Débit : jusqu’à 100 Kb/s Sécurité : RSA Blocker Tags : spam de lecteurs indérisables Kill Switches : deux états pour les puces Encombrement et consommation variable : taille d'une étiquette et consommation nulle pour les puces passives par exemple Contraintes : limitations physiques (lecture à travers de l'eau ou du métal) taux de lecture parfois faibles interférence avec d'autres ondes-radio possibles Déploiement facile coût variables : de 0.5€ (puces passives) à 20 € (puces actives)

GPS : Global positioning system (1) Développés par l'armée américaine Historique 1978 : 1ers satellites envoyés 1993 : phase opérationnelle civile 1996 : nouvelle génération 24 sattelites

GPS : Global positioning system (2) Géolocalisation par triangulation 3 satellites nécessaires minimum Représentation en 3D : longitude, latitude, altitude

GPS : Global positioning system (3) Caractéristiques Pas de front montant Dépendance aux américains Précision de 15 à 20m Galliléo 30 satellites en orbite Précision d'1m pour le grand public

Réseaux de téléphones mobiles (1) Historique GSM (Global System for Mobile) crée en 1982 débit de base GSM de 9,6 kbit/seconde GPRS (General Packet Radio Service) Débit théorique maximal de 110 Kbit/s Développement de nouveaux services : Wap, Imode UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) à partir de 2002

Réseaux de téléphones mobiles (2) UMTS Déploiement lent à partir de 2002 Coût très élevé Nouveaux services : images, photos, vidéos Possibilité de géo-localisation

IrDA : InfraRed Data Association (1) Historique : juin 1994 (standard original) : SIR (IrDA 1.0), 115 kbit/s octobre 1995 : FIR (IrDA 1.1), 4 Mbit/s janvier 1999 : VFIR (IrSimple), 16 Mbit/s en développement : UFIR, 100 Mbit/s Spécificités : technologie bi-directionnelle en point à point utilise les rayons lumineux et non les ondes radio Utilisation : 99% des télécommandes (TV, chaînes Hi-Fi), téléphones portables, pocketPC, ordinateurs portable

IrDA : InfraRed Data Association (2) Portée : jusqu'à 1 mètre, angle d'émission de 30° Débit : bientôt 100 Mbit/s avec UFIR Sécurité optimale : données difficiles à intercepter ou à hacker car flux directionnel (donc choix du récepteur) ne passe pas à travers les murs ou les objets => pas d'écoute frauduleuse Encombrement et consommation faibles Contraintes : technologie limitée aux transferts de proximité Déploiement facile et peu onéreux

Wifi (1) Wireless Fidelity Réseau local sans fil (WLAN) Connexion à haut-débit par onde radio (PDA, ordinateur portable) Norme 802.11 crée en 1997

Wifi (2) Modèle OSI (Open Systems Interconnection) Modèle utilisé pour l'Ethernet La couche physique définit la modulation La couche liaison de données définit l'interfaçage

Wifi (3) Caractéristiques Portée de plusieurs centaines de mètres Sécurité : WEP et WPA Géolocalisation possible Débit (11Mbit/s jusqu'à 540 Mbit/s)

Bluetooth (1) Historique : 1994 : création par le fabricant suédois Ericsson février 1998 : création du Bluetooth SIG (Ericsson, IBM, Intel, Nokia et Toshiba) 1999: développement de 2 normes (1.0A et 1.0B) et croissance du Bluetooth SIG En 2004 : Bluetooth SIG = plus de 2000 sociétés

Bluetooth (2) Spécificités : technologie radio courte distance principe de fonctionnement : détection connexion (avec mot de passe) échange de données définition de profils spécifiques suivant les utilisations Utilisation : communications entre tout types de périphériques

Bluetooth (3) Portée : jusqu'à 100 mètres Débit : de 1Mbit/s (IEEE 802.15.1) jusqu'à 20 Mbits/s (IEEE 802.15.3, en développement) – développement d'une norme pour des applications bas-débit Sécurité : SAFER+ (Secure And Fast Encryption Routine) : mécanisme de cryptage utilisant des clés codées sur 128 bit maximum utilisation de code PIN (Personnal Identification Number) 3 modes de sécurité différents : désactivée (1), demandée lors d'une requête (2), demandé à la connexion (3)

UWB : Ultra WideBand (1) Historique : 1996 : début des recherches sur UWB 1997 : premières publications de recherches 2000 : premiers tests 2002 : technologie aboutie et applicable aux WLAN février 2002 : technologie approuvée par la FCC

UWB : Ultra WideBand (2) Spécificités : technique de modulation radio basée sur la transmission d'impulsion de très courte durée technologie pour de la courte distance peut être utilisée pour le positionnement de mobile Utilisation : possiblement les téléphones mobiles ou les réseaux multimédia personnels (WPAN)

UWB : Ultra WideBand (3) Portée : quelques dizaines de mètres mais possiblement plus Débit : de 100 Mbits/s à 2 Gbits/s Encombrement standard et consommation faible Contraintes : courtes portées OU faible débit (choix à faire) nombreuses interférences radio Devrait être moins cher que les autres technologies WPAN mais pas encore commercialisé (vocation à remplacer le WiFi ou le Bluetooth)

WiMax (1) Né en 2003 World Interoperability for Microwave Access 802.16 de l'IEEE HiperMAN Connexion à haut-débit par voie hertzienne

WiMax Caractéristiques Usage Opérationnel au Japon Couverture de quelques dizaines de kilomètres Débits de plusieurs dizaines de Mbits/seconde Usage Sécurité maritime Couvertures classiques de réseau Opérationnel au Japon

ZigBee (1) Historique : fin 2004 : dépot du standard ZigBee (IEEE 802.15.4 Wireless Networking Standards) Points clés : adapté pour le contrôle de périphériques et équipements Utilisation : encore peu utilisé

ZigBee (2) Portée : jusqu'à 50 mètres Débit : de 20 Kb/s à 250 Kb/s Sécurité : contrôle d'accès, contrôle et cryptage des données Consommation très faible Contraintes : peu adapté au transfert de données de par son débit Déploiement aisé : coût très faible (plus faible que pour du bluetooth) adaptable à toutes les topologies de réseaux

Conclusion Technologies sans fil en constante évolution Apparition de nouvelles technologies Augmentation des débits Démocratisation des technologies Collier pour chien GPS : gratuit, accessible partout, peu de consommation GSM : envoi de données, disponible partout

Bibliographie (1) rfid : http://www.rfidjournal.com/ http://fr.wikipedia.org/wiki/RFID http://www.tutorial-reports.com/wireless/rfid/ IrDA : http://www.irda.org http://en.wikipedia.org/wiki/Irda http://www.wexim.com/irda/irda_faq_fr.html#1_01 bluetooth : http://fr.wikipedia.org/wiki/Bluetooth http://www.tutorial-reports.com/wireless/bluetooth/introduction.php http://www.frameip.com/bluetooth/ https://www.bluetooth.org/ http://www.commentcamarche.net/bluetooth/bluetooth-intro.php3

Bibliographie (2) Zigbee : http://www.tutorial-reports.com/wireless/zigbee/ http://www.zigbee.org/ uwb : http://fr.wikipedia.org/wiki/UWB http://en.wikipedia.org/wiki/Ultra_Wideband http://ultra.usc.edu/New_site/index.html http://uwbforum.org/ Toutes: http://www.fing.org/jsp/fiche_actualite.jsp?STNAV=&RUB NAV=&CODE=4988&LANGUE=0&RH=EXPERTISE