Les réseaux WMAN

Sommaire Introduction : définition des WMAN Le réseau WiMax : Architecture Pile protocolaire La couche physique La couche Mac Le WiMax mobile WiMax phase 2 Le réseau Hiperlan /3 : Les Services soutenir par Hiperlan/3 les fonctionnalités de Hiperlan/3 les modèles de référence Les exigences imposées aux sous-système de radio

Les réseaux WMAN Introduction Le réseau métropolitain sans fil sont basés sur la norme IEEE 802.16, ils se caractérisent par : des grandes cellules : - WiMax : Le rayon peut atteindre 50 km - WRAN : Le rayon peut atteindre 100 km La mobilité L’objectif de ces réseaux est de couvrir des zones relativement peu peuplées avec un haut débit. L’utilisation des réseaux métropolitains a démarré avec la BLR (boucle locale radio), mais il n’a connu que peu de succès à cause de son cout élevé et de sa complexité de mise en oeuvre. Le groupe de travail IEEE 802.16 a commencé son travail sur la normalisation de WiMAX en 2000 pour se stabiliser en décembre 2004. La version mobile du groupe de travail IEEE 802.16e s’est stabilisée en décembre 2005, et les premiers produits sont apparus en 2007.

Wimax

Introduction WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access) : un ensemble de standards et techniques du monde des réseaux métropolitains sans fil WMAN. WiMAX se présente en deux versions: une version fixe, qui a été finalisée sous le nom de WiMAX IEEE 802.16-2004 une version mobile IEEE 802.16e-2005. La norme IEEE 802.16 a été initialement conçue pour les communications dans la bande de fréquence [10 - 66] GHz, ensuite la norme 802.16a a été conçue pour travailler dans une bande plus basse couvrant les fréquences de [2 – 11] GHz Le débit théorique est de 72Mbits/sec, en pratique, le débits atteignent les 12Mbits/sec sur une distance de 20Km L’avantage majeur de cette norme 802.16 est la mobilité

Architecture Le réseau WiMax est connectes au backbone Internet ou a un réseau privé IP ou a un réseau mobile par deux (2) types d’équipements : La station de base : WiMAX Base Station ou BS L’équipement de l’abonné : WiMAX Subscriber Station ou SS ou encore appele Common Premises Equippempent CPE ou SubsriberTerminal ST Le réseau peut être subdivise en deux sous réseaux : Le backhaul : le réseaux formé par les BS interconnecté entre elles point to point Le réseau d’accès : la liaison radio point à multipoint entre une BS et l’ensemble des SS qui lui sont connectées, La norme IEEE 802.16-2004 integre cette possibilite

Architecture

La pile protocolaire

La pile protocolaire La couche physique La couche physique de WiMax utilise la technologie OFDM Pour augmenter le débit, le MIMO est autorisé WiMax utilise la méthode d’accès OFDMA puisque l’antenne joue le rôle du support commun Il utilise 3 types de modulation selon la distance entre la BS et le SS à savoir : 64QAM : lorsque le client est assez près de l’antenne. 16QAM : si le client s’éloigne et que la qualité du signal se dégrade QPSK : si le client est assez éloigne de l’antenne. À la réception le WiMax nécessite des antennes fixes qui relient la maison ou l’entreprise a l’antenne de l’operateur. Les ordinateurs personnels peuvent toutefois être dotés d’une carte spécifique incluant l’antenne.

La pile protocolaire La couche Mac La couche MAC de WiMax possède trois sous-couches : La sous-couche de convergence : Permet d’utiliser la technologie IP que ce soit sur le relais de trames, Ethernet ou l’ATM. La sous-couche ≪ Common part ≫ : Permet l’accès au système et l’allocation de bande passante. La sous-couche sécurité

La pile protocolaire La couche Mac Format de la trame : a trame se décompose en trois parties: l’en-tête de la trame donnant les informations principales sur le transfert des informations. Le payload correspond aux données transportées par la trame. Le CRC : facultatif, il permet au récepteur de la trame de vérifier l’intégrité de la trame.

La pile protocolaire La couche Mac Format de la trame : l’en-tête : il existe deux types d’en-têtes aux trames WiMax HT : indique le type de l’en-tête, on peut ainsi définir la trame comme incrémentale ou agrégée. EC : informe sur l’encryption de la trame, si le champ est nul alors la trame n’est pas encryptée. RSV définie une réservation. LEN donne la longueur du paquet en comprenant l’en-tête et le CRC s’il est présent. EKS est l’index de la clé d’encryptage.

La pile protocolaire La couche Mac Format de la trame : Le payload : Il constitue la partie où les données sont transportées, le payload constitue la partie centrale de la trame WiMax.

La pile protocolaire La couche Mac Format de la trame : Le payload : Le payload s’organise en différentes parties contenant chacune un en-tête et un message de management. Le message de management se compose de deux parties : le type de message et les données. MAC Management Message Il existe trois types de management de message : La connexion basique « Basic Management Connection » :utilisé pour l’envoi de messages courts ou critiques. La première connexion de management « Primary Management Connection» : Le Wimax utilise ce type de management pour les messages longs tolérant sur les délais de réception. deuxième connexion de management «Secondary Management Connection» : utilisée pour les transferts de messages standards comprenant les paquets des protocoles DHCP, TFTP, SNMP, etc.

Le WiMax mobile correspond à la norme IEEE 802.16e, il prévoit la possibilité de connecter des clients mobiles au réseau internet, il est caractérisé par : Le maintient des sessions lors d’un changement de BS : Handover Capable de capter le meilleur signal de standard 802  choisir entre le Wi-Fi et le WiMAX Dans WiMax mobile, la couche physique OFDM donne naissance à un partage du support de type SOFDMA (Scalable OFDMA) Cette solution permet d’améliorer fortement l’utilisation du canal en récupérant des fréquences ou des tranches inutilisées.

Le WiMax phase 2 Basé sur la norme 802.16m Son objectif est de définir une interface radio améliorée permettant de doubler au minimum les débits pour obtenir 46 Mbit/s dans le sens descendant et toujours 4 Mbit/s dans le sens montant. WiMax phase 2, sera suivi de WIMAX phase 3, avec l’objectif de démultiplier de nouveau les vitesses pour atteindre plusieurs centaines de Mbits/seconde voire le Gbit/seconde.

Hiperlan de type 3

Introduction HIPERLAN de type 3 (HIPERLAN / 3) est une version d'accès à distance de HIPERLAN / 2. Il est destiné aux applications semi-stationnaires et stationnaire et fournit une gamme plus large - jusqu'à 5 km entre les points d'accès et les points de terminaison. Ces services d'accès à distance sont supposés être déployé en tant que licence systèmes exemptés par leurs propriétaires pour fournir un accès à haute vitesse à des réseaux fixes .

Les Services soutenir par Hiperlan/3 HIPERLAN / 3 assurent ou soutenir les services suivants: Etablissement de la connexion avec la négociation des paramètres de qualité de service conformes aux services ATM CBR, VBR-RT, VBR-NRT, ABR, UBR. Les connexions entrantes et sortantes doivent être pris en charge. Compensation de connexions entrantes et les connexions sortantes. Le transfert de données de l'unité [cellules ATM = Perte Priorité Indication].

Les fonctionnalités de Hiperlan/3 HIPERLAN / 3 fournit les fonctionnalités suivantes: La gestion du trafic au sein de chaque sous-réseau d'accès afin de maximiser le respect des paramètres QoS établies au établissement de la connexion. Association des points de terminaison sans fil pour les points d'accès à l'appui de l'établissement de connexions ATM. Informer le commutateur ATM qui héberge un sous-réseau des changements de l'accès de la population des associés points de terminaison. Le contrôle des conditions de radio pour informer les dispositifs d'utilisateur et le commutateur ATM hébergement unité de l'interfonctionnement les conditions radio et charges de trafic en vigueur. Les connexions entre les points d'accès de commutation de fournir de back-up et l'équilibrage de charge.

Architecture de Hiperlan/3 Les lignes noires indiquent les flux de contrôle d'appel, Les lignes pointillées protocoles spéciaux entre les trois éléments du système, Le gris bande indique un débit de données d'utilisateur. Les fines lignes noires montrent les interfaces "d'empiler" hors de contrôle qui permettent à l'utilisateur fournis fonctions de contrôler les fonctions Radio DLC (DLC) établissement de la connexion et la compensation.

Architecture de Hiperlan/3 (suite) La couche Radio DLC contient deux sous-couches: une sous-couche de contrôle d'accès au support (MAC) et une Logical Link Control sous-couche (LLC). La sous-couche MAC met en œuvre une politique de service qui prend en compte des facteurs tels que la qualité de canal, le nombre de terminaux et partage du médium avec d'autres sous-réseaux d'accès. La sous-couche LLC maintient la qualité du service sur une base de circuit virtuel. Selon le type de service fourni et la qualité de canal, la capacité et l'utilisation, la couche LLC mettra en œuvre une variété de moyens, y compris FEC, ARQ et écouler stimulation pour optimiser le service offert au (DLC) utilisateur.

Modèle de référence Le modèle de référence de HIPERLAN / 3 identifie les points de référence suivants: Point de référence H3.0: est une interface de service qui est défini en termes de services abstraits et des paramètres pour l'utilisateur, Contrôle et la gestion des plans. Point de référence H3.1: définit l'interface entre le réseau fixe et le point de terminaison sans fil ATM. Ce est un interface interopérabilité qui comprend les définitions de protocole suivantes: Le protocole d'interface d'air entre l'adaptateur de terminal sans fil et le point d'accès. Il comprend le DLC protocole qui prend en charge le transport transparente ATM (utilisateur, le contrôle et le trafic de plan de gestion). Le protocole de signalisation du plan de commande entre le commutateur ATM et le point de terminaison sans fil ATM. Il comprend le protocole d'enregistrement de l'utilisateur et d'établissement de connexion et dégageant du. Notez que cette interface peut également être nécessaires pour soutenir alternent le routage des appels en cas d'échec du point d'accès. Ce protocole est reporté sur l'air protocole d'interface. Le protocole de plan d'utilisateur standard ATM

Modèle de référence (suite) Point de référence H3.2: l'interface entre le point d'accès et le commutateur ATM et de sa gestion et de contrôle fonctions. Il se agit d'une interface d'interopérabilité qui comprend les caractéristiques suivantes: Le protocole qui décrit les interactions entre le point d'accès et le commutateur ATM pour la mise en place et la libération des connexions et à des fins de gestion de capacité. Notez que cette interface peut également être nécessaire pour soutenir suppléant de routage d'appel en cas de panne du point d'accès. Le protocole de plan d'utilisateur norme ATM PHY.

Les exigences imposées aux sous-système de radio Gamme : Jusqu'à 5 km sur un terrain épurée et avec une ligne libre de chemin de vue entre le point d'accès sans fil et de la Terminaison Point. Débit de données : HIPERLAN / 3 doit fournir un débit de données à l'interface de l'air capable de supporter au moins 30 K cellules ATM / sec / résiliation diriger dans un environnement typique de l'accès à distance. Capacité : La capacité en termes de bits / s / hect d'un / 3 réseau HIPERLAN est limitée par le nombre de canaux RF disponibles et le chargement de ces canaux par HIPERLAN / 3 réseaux opérant en portée radio de l'autre. L'utilisation d'directionnel antennes amélioreront réutilisation moyenne significativement plus HIPERLAN / 2 et donc entraîner une hausse importante chiffres de capacité et donc une demande inférieure du spectre RF. En outre, la capacité effective d'un système HIPERLAN / 3 dépend de la tête de protocole, sur le rapport entre le protocole taille de charge utile de la circulation aérienne et typique et sur l'isolement de canal effective