Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

Présentation au sujet: "Wireless - Donche S. & Pellegrin T."— Transcription de la présentation:

1 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
WLAN, MAN, HAN, PAN … Donche S. & Pellegrin T. RICM 3éme année 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

2 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Présentation Fonctionnement du Wireless Les Normes 802.11, Bluetooth, Dect, HomeRF … Comparaisons Les Utilisations Wireless Havi, urban wireless … Conclusion 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

3 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
But : le « tout réseaux » Domaines d’application  Wlan, Pan, Han… Secteurs concernés  Entreprises & particuliers Beaucoup de normes en concurrence Enjeux économiques importants 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

4 Bref historique des Réseaux lan, wan, man, wlan, pan, han …
Wireless Bref historique des Réseaux lan, wan, man, wlan, pan, han … INTERNET 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

5 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Les ondes contre « le tout câblé » (1/3) Avantages des câbles Débit important (plus de 1 Gbit/s) Technologie éprouvée Nombreuses installations existantes Inconvénients des câbles Installation difficile « Tout réseaux » impossible Réseaux difficiles à faire évoluer 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

6 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Les ondes contre « le tout câblé » (2/3) Avantage Wireless Câblage inexistant Rapidité d’installation Inconvénient Wireless Débit plus faible (1Mbit/s-> 54Mbit/s) Interférences De nombreuses normes wireless 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

7 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Les ondes contre « le tout câblé » (3/3) Des alternatives Utilisation du réseau électrique privé Homeplug (150 kbit/s à 10 Mbit/s) EDF… Utilisation des lignes téléphoniques privées HomePNA (10 Mbit/s) 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

8 Comparaison Technologies Wireless
Infra-rouge (THF ~100 GHz à ~1014 GhZ) Ondes Radios (UHF – SHF ~900 Mhz à ~10 Ghz) Avantages : Haut débit Sécurité transmission Inconvénients : - Omnidirectionnelle Ne passe pas les obstacles Problèmes à la lumière du jour et liés au temps Passe les obstacles Non orienté (Multidirectionnel) Perturbation Mauvaise sécurité des transmissions 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

9 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Spectre des ondes : Radio Télécommunications (UHF- SHF) 900MHz MHz MHz GHz GHz DECT UMTS 802.11b Bluetooth HomeRF Technologies privés 802.11a Hiperlan 1 Hiperlan 2 GSM Tv : ~ 100 MHz à ~ 1 GHz Radio FM : ~ 80Mhz- ~100 Mhz 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

10 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
La bande des 2.4 GHz. Bande de fréquence libre (ISM) Problèmes internationaux Différences de largeur de bande allouée entre pays. (France Espagne et Japon différents du reste du monde). Saturation de la bande des 2.4 GHz Solution utilisation de la bande des 5 GHz Bande ISM : GHz à GHz 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

11 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Exemple d’applications wireless Mise en oeuvre du tout réseaux - PDA, PocketPC, périphériques externes, … - TV/Video, Hifi, … - Wearable… - Pacemaker… Les réseaux wireless (WLan) La domotique … Hghgfhghghghgfh gfhghgf hghgfhg 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

12 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Fonctionnement des normes. Les couches OSI. Les technologies larges bandes. FHSS DSSS OFDM Modulation sur fréquence porteuse. FSK Accès au canal de communication. 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

13 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Fonctionnement du wireless Standards basés sur le modèle OSI Spécification des premières couches de ce modèle Application Présentation Session Transport Réseau Donnée Liason Logical Link Control (LLC) Couche Wireless Media Acess Control (MAC) Physique 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

14 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Technologies larges bandes Développées par l’armée Partager la bande passante entre plusieurs systèmes Eviter les interférences Techniques : FHSS, DSSS, OFDM … 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

15 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Technologies larges bandes : Technologie FHSS (frequency hopping spread spectrum ). Sauts entre les fréquences d’émissions Ex : bluetooth divise la bande des 2.4 GHz en 79 canaux de 1 MHz Sauts selon une règle pseudo-aléatoire. Intérêts : simple, résistance aux interférences, sécurité. 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

16 Technologies larges bandes : FHSS
Wireless : Fonctionnement Technologies larges bandes : FHSS temps Fréquence Interférences 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

17 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Technologies larges bandes : Technologie DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum ) divise la bande passante en canaux (ex : b bande des 2.4 GHz séparée en 11 canaux de 8 MHz) Intérêt : vérifications et correction d’erreurs Conversion des bits de données en une série de bits redondant (chip) 1 Signal original : Signal étalé : Transformé en Symbole 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

18 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Technologies larges bandes : Technologie OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplex) Divise la bande passante en canaux Bits de données transmis à différentes fréquences simultanément Signal reconstitué à partir d’une transformée de Fourier rapide Utiliser pour les Standards wireless de haut débit (ou encore ADSL) 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

19 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Modulation La modulation FSK (Frequency Shift Keying ) But : augmenter le débit de la transmission Des variantes sont utilisées dans les normes wireless utilisant la technique FHSS (GFSK, QFSK …) Modulation de fréquence Faible coût des composants Autres types utilisés PSK , MAQ … (cf : Voir cours DANSOU en TS…) 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

20 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Accès au canal de communication : Couche liaison du modèle OSI Partage du canal de communication TDMA, CSMA/CA. 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

21 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Accès au canal de communication : TDMA Communications synchrones Espaces de temps alloués à chaque entités Utilités voix et streaming Explications : M1 M2 M4 M3 Temps 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

22 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Accès au canal de communication : CSMA / CA Communication asynchrone Mécanisme d’écoute du réseaux et transmissions Similitudes CSMA/CD (Ethernet) (Détection collisions entre paquets) paquet M1 M3 M2 écoute Temps 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

23 Accès au canal de communication : CSMA / CA
Wireless : Fonctionnement Accès au canal de communication : CSMA / CA paquet M1 M3 M2 écoute Temps RTS CTS 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

24 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Fonctionnement Accès au canal de communication : CSMA / CA : les paquets RTS et CTS D A RTS CTS B C 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

25 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Description des standards DECT 802.11 Bluetooth homeRF Hiperlan Comparaison 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

26 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes DECT Lancement en 92 : par l’ETSI (European Telecomunication Standard Institute) Travaux commencés dans les années 80. But Développer un standard de téléphonie numérique domestique Avantages - Gestion possible de donnée Conçu pour une interconnexion avec d’autres types de réseaux - Coût très peu élevé (aujourd’hui Téléphones sous norme DECT 600Fr à Continent) 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

27 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes DECT Technologie - Bande de fréquence 1,8 Ghz Utilisation de slots de type TDMA Débit : 552Kbit/s Distance 300m pour 100 mW Bilan et avenir - A fait ces preuves, technologie utilisé dans HomeRF… - Grand succès en Allemagne Futur passerelle entre GSM & UMTS Gestion des PABX en WPABX 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

28 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Les normes Norme publiée en juin 97 par l’IEEE premier standard Wireless Norme basée  sur une topologie cellulaire Etablie pour 2 catégories d’architectures : Ad-Hoc (Peer to Peer) Infrastructure (à point accès (AP)) 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

29 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Le mode Ad-Hoc IBSS Le mode infrastructure BackBone BSS AP Possibilité de Roaming 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

30 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Déroulement d’accès à une cellule Premier Accès - Ecoute passive - Ecoute active Phase d’authentification Phase d’association échange d’informations (capacité, position, synchronisation d’horloge…) Echange de données 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

31 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Les normes Divisée en plusieurs groupes de travail : a,b,c,d,e,f … Deux normes particulières b : nommée WIFI (placé en standard) 11 Mbit/s fréquence : 2,4 Ghz sous DSSS ~ 100 mètres pour 10 mW a 54 Mbit/s fréquence : 5 Ghz sous OFDM 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

32 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Les Problèmes de sécurité Accès aux ressources : Authentification par password Ecoute clandestine : - Le WEP (Wired Equivalent Privacy) Algo. :RC4 de RSA (Clé 40bits maintenant 128 bits) Générateur de nombres pseudo-aléatoires initialisés par une clé secrète. 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

33 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Le type de matériel vendu (certifié WECA) - Pont d’accès - Hubs - Cartes Wireless (PCMIA, ISA, PCI, PCCARD…) - Périphériques externes … Les constructeurs suivent … Apple, IBM, Intel, 3COM, Cisco, D-Link, Nokia, Sony, Toshiba … AP 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

34 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes AirPort d’APPLE Caractéristiques : b ~50m Connexion jusqu’à 50 PC/MAC chiffrage : 128 bits WEP ~250$ Carte Wireless AirPort b - ~100 $ 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

35 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes De nombreux produits déjà disponibles… Windows XP aussi … 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

36 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Origines : Standard créé par 5 grandes compagnies : Ericsson, Nokia, IBM, Toshiba et Intel. Positionnement : technologie sans licence de courte portée : PAN Une technologie déjà bien implantée Maintenant 300 compagnies … Petits composants utilisant une faible puissance. Certification attribuée aux constructeurs suivant les spécifications bluetooth 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

37 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Technique : Transmission : Bande des 2.4 GHz Débit : 730 Kbit/s max Portée : max 40m Technique FHSS : 1.6 saut/s Gestion des communications : synchrone ou asynchrone. Nombre de sous-réseaux en parallèle : 8 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

38 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes les scatternets et les piconets. Un réseau bluetooth : un piconet. 1 piconet : un maître et des esclaves (7 maximums). Communication entre des réseaux : les scatternets. 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

39 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Les produits Peu de produits Cartes PC Toshiba : 1800 Fr Des Périphériques Adaptateurs Port USB, séries, parallèles 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

40 Les produits Cartes PocketPC : 179 $ Téléphones
Wireless : Les normes Les produits Cartes PocketPC : 179 $ Téléphones 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

41 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Conclusion Technologie pour les WPAN Connections de Périphériques, PDA, mobiles … Trop limitée pour réaliser un WLAN. En perte de vitesse. Dans l’avenir : une nouvelle norme bluetooth 2: Portée : 100m Débit : 10 Mbit/s 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

42 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Origines : technologie de Proxim qui compte en soutient Motorola, Compaq, et Intel. Positionnement : le marché des particuliers Un protocole hybride : Utilise la norme DECT : transfert de la voix (TDMA) Utilise la norme : transfert de données (CSMA/CA) Permet de multiples canaux de voix 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

43 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Technique : Réseaux : ad-hoc et à point d’accès Transmission : Bande des 2.4 GHz Débit : HomeRF1 1,6 Mbit/s ou HomeRF2 10 Mbit/s Portée : environ 100m Technique FHSS : 50 saut/s Clé de 128 bit (système 32 bit IV) 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

44 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Les produits : Faible coût ??? Gamme symphonie de Proxim Cartes PC : 100$ Adaptateurs USB Stations de base (gateway) : 200$ 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

45 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes But : devenir le leader chez les particuliers Facilité de mise en oeuvre. Petit coût. Peut devenir un standard ?? 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

46 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Présentation Standard européen initié par l’ETSI 2 normes : hiperlan1 et hiperlan2 Hauts débits Technique Bande des 5 Ghz Utilisation de OFDM, TDMA Sécurité : DES,3DES 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

47 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes HiperLan 1 Réseaux ad-hoc débit de 20 Mbit/s HiperLan 2 Réseaux à points d’accès débit de 54 Mbit/s 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

48 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Les normes Avantages : Soutiens d’entreprises comme nokia, ericsson, dell, bosch. Norme acceptée par l’ART en France Inconvénients : Norme européenne avec peu de soutiens pour le marché américain Premiers produits disponibles début 2002 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

49 Wireless : Comparaison
Tableau récapitulatif Normes Bande (GHz) débit portée marché dispo bluetooth 2.4 730 Kbit/s max 40 m PAN Premiers produits 802.11 a 5 54 Mbit/s 100 m et plus WLAN Beaucoup de produits b 11 Mbit/s hiperlan 1 20 Mbit/s prototypes 2 homeRF 1, Mbit/s WLAN, HAN 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

50 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Wireless : Comparaison Comparaison aspects commerciaux : très implanté au USA réseaux publiques, wild Wireless… 2005, 90 % des portables équipés WIFI (Gartner Group) De nombreuses critiques sur bluetooth (portée, débit). homeRF en recul. Demain : lutte entre a et hiperlan sur les hauts débits 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

51 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Middleware disponible Standard d’architecture d’applications réparties entre les appareils digitaux de la maison Norme créé par de grands industriels de l’électronique gestion flux audio et vidéos. Indépendante des langages et des systèmes d’exploitation. Communication : utilisation d’un bus à messages Support : connexion firewire (IEEE 1394) Technologie compatible avec les technologies wireless 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

52 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Middleware disponible API java de développement Exemples d’application Transmission des données d’un caméscope sur la télévision Diffusion d’un film pour toute la maison Conclusion : nécessité d’être un standard. Le « tout réseaux » 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

53 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Le Wireless en France - Organisme de régulation l’ART - Utilisation interdite en milieu ouvert (distante > 100 m) - Sans autorisation : Particulier, immeuble … Avec puissance réduite Fréquences Puissance - 2 normes reconnues Bluetooth et Hiperlan Réseau publique interdit jusqu’en 2004 ?? ,5 MHz 2446,5-2483,5 MHz 10 mW 100 mW 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

54 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
La communauté Wireless dans le monde Seattle Wireless Gratuit, réalisé par des bénévoles Conseils pour créer des nodes, antennes… BUT : Créer un MAN libre, et développer un réseau Internet entièrement gratuit Utilisation de b à l’aide d’algorithme de routage RSPF… Concurrent des réseaux cellulaire (UMTS, GPRS) … 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

55 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Nombre de nodes : 128 (au 13/12/2001) Utilisateurs : ???? 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

56 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Conclusion Marché de 1.6 milliards $ en > 4.6 milliards $ en 2005 Aspects commerciaux : une guerre des normes, il ne pourra en rester qu’une … Saturation de la bande des 2.4 Ghz Pour quand le « tout réseaux »… 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.

57 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.
Séminaire In’Tech 24/01/ à 14h à l’INRIA responsable scientifique: Claude Castelluccia thème: Ce séminaire fera le point sur les technologies de réseaux sans fils, et abordera également le sujet de la sécurité de ces réseaux. 13/12/2001 Wireless - Donche S. & Pellegrin T.