La TechnologieWiMAX Réalisé par : Mouhssine BEKKAR 1 10/01/2018.

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1 La TechnologieWiMAX Réalisé par : Mouhssine BEKKAR 1 10/01/2018

2 Plan  Présentation WMAN  Présentation WiMax  Les Objectifs  Qu'est-ce que WiMAX?  Spécification WiMAX  Architecture du WiMAX  Types de WiMAX  Fonctionnement de WiMAX 2 10/01/2018

3 Wireless Metropolitan Area Network WMAN - Wireless Metropolitan Area Network  Réseau métropolitain(Wireless Metropolitan Area Network)  Plus connu sous le nom de Boucle Local Radio(BLR)  Permet à un particulier ou une entreprise d’être relié à son opérateur (téléphonie fixe,internet,télévision….) à partir les ondes radio.  Basé sur la norme 802.16

4 Qu’est-ce que WiMAX ?  Worldwide Interoperability for Microwave Access  WiMAX est une norme de communication sans fil conçue pour la création de réseaux métropolitains ( Metropolitan Area Networks MANs).  Permet un accès sans fil à large bande (Broadband Wireless Access BWA) LMDS/MMDS  Interopérabilité mondiale pour l'accès par micro-ondes tels que LMDS/MMDS.  il permet à un utilisateur de naviguer sur Internet sur un ordinateur portable sans le connecter physiquement à un routeur.  il implique des micro-ondes pour le transfert de données sans fil.

5 Objectifs  Fournir une technologie hertzienne pour la transmission de données:  Téléphoner (VoIP)  D’interconnecter des réseaux d’entreprises  Fournir une connexion internet à haut débit sur une zone de couverture de plusieurs kilomètres de rayon.  En théorie : 74 Mbit/s avec une portée de 50 kilomètres  En réalité : 12 Mbit/s à 4,5 kilomètres Positionnement des technologies réseaux

6 LMDS - Local Multipoint Distribution Service point à multi-point.  Destiné à des utilisations de type point à multi-point.   Comme une station de base communique avec plusieurs stations d'usager) sur des distances pouvant atteindre 8 kilomètres.  Rapidement limitées par la pluie (étant données les fréquences utilisées). liaisons point à point  Employée aussi pour réaliser des liaisons point à point  La distance de couverture peut alors être augmentée en utilisant des antennes directionnelles.

7 MMDS - Multichannel Multipoint Distribution System  « Système de Distribution Multipoint Multicanal »  Système de diffusion de la télévision par voie hertzienne normalisé au début des années 1990. 2,6 ou 3,5 GHz  Par ce procédé, les programmes télévisuels sont diffusés par un émetteur terrestre qui fonctionne dans des bandes de fréquences micro-ondes de 2,6 ou 3,5 GHz (bande S et C) selon les pays.  Les signaux sont analogiques, en modulation de fréquence ou en modulation d’amplitude.  Pour les capter, l'usager est équipé d'une antenne parabolique de petite taille (30 cm) avec un convertisseur intégré (en bande S ou C).

8 Architecture du WiMAX  Un réseau WiMax comprend trois parties:  la Radio;  le cœur du réseau IP ;  les équipements terminaux.

9 Architecture du WiMAX La partie radio comporte : La Station de Base; Le contrôleur d’accès WiMax; Le centre des opérations et maintenance. Le cœur du réseau IP comporte : La passerelle d’accès au réseau; Les éléments de connexion au réseau; Home Agent; Serveur AAA; Les équipements terminaux: terminaux mobiles. terminaux out Doors. terminaux indoor.

10 Spécification WiMAX  Famille IEEE 802.16 pour WiMAX  802.16a :  Utilise les fréquences autorisées de 2 à 11 Ghz  Supports Réseau Maillé  802.16b :  Augmenter le spectre à 5 et 6 Ghz  Fournit Qos (pour le service vocal et vidéo en temps réel)  802.16c :  Représente un 10 à 66 Ghz 802.16d :  utilise une modulation des signaux numériques par répartition en fréquences orthogonales (OFDM) et permet une transmission point à point ou point à multipoint en ligne de vue (LOS) ou hors ligne de vue (NLOS) en accès fixe ou nomade stationnaire (à ne pas confondre avec la mobilité).  concerne la normalisation des réseaux locaux WLAN et métropolitains (WMAN) sans fil dans la bande de fréquences comprises entre 2 et 11 GHz.  802.16e :  Adresses sur mobile  Activer les transferts de signaux à haute vitesse nécessaires pour les communications avec les utilisateurs se déplaçant à des vitesses véhiculaires

11 Types WiMAX

12 Types de WiMAX WiMAX Fixe : WiMAX Fixe : 802.16-2004 - Fixed WiMAX  En utilisant les fréquences de 2 – 11 GHz qui pénétrent dans les murs et les objets denses  802.16-2004 assure la transmission aux dispositifs fixes  802.16 – 2004 était précédemment 802.16d (CPE).  WiMAX fournit un service fixe, mobile ou sans visibilité directe d'une station de base à une station d'abonné, également connu sous le nom d'équipement d'abonné (CPE).  La visibilité directe (LOS) est une condition dans laquelle un signal passe directement d'un émetteur sans fil à un récepteur sans fil sans passer par une obstruction. La LOS est une condition idéale pour une transmission sans fil  La non-visibilité directe (NLOS) est une condition dans laquelle un signal provenant d'un émetteur sans fil passe plusieurs obstructions avant d'arriver à un récepteur sans fil. Le signal peut être réfléchi, réfracté, diffracté, absorbé ou diffusé. Ceux-ci créent plusieurs signaux qui arriveront à un récepteur à différents moments, à partir de chemins différents, et avec une force différente.

13 WiMAX Mobile WiMAX Mobile : 802.16e or 802.16-2005  802.16e est une extension de 802.16-2004 pour une utilisation mobile dans la bande 2 à 6 GHz.  P ermet aux gens de communiquer en marchant ou en conduisant dans les voitures. IP (VoIP (GSM, TDMA, CDMA).  F ournit une solution de voix sur IP (VoIP) et une alternative de données à plus haut débit aux réseaux cellulaires (GSM, TDMA, CDMA). Types de WiMAX Sa conception de classe opérateur supporte les vitesses du haut débit et la Qualité de Service (QoS) qui permettent aux opérateurs d'offrir des services « triple play » aux milliers d'abonnés d'une même station de base.

14 Fonctionnement de WiMAX  Reliée par fibre optique à l'infrastructure du fournisseur d'accès à Internet, la station de base communique simultanément avec plusieurs centaines d'antennes installées chez les abonnés.  Les débits annoncés sont bien entendu théoriques puisque les ondes sont perturbées par les obstacles naturels et artificiels comme les arbres ou les immeubles.  Les débits réels devraient davantage se rapprocher des 15 à 25 Mbits/sec. 13 10/01/2018

15 Exemples - Antennes Clients 14 10/01/2018 Antennes Ericsson Antenne WiMAX

16 Applications du WiMAX 19 10/01/2018

17 Architecture Technique - WiMAX  La Couche Physique  La Couche MAC  Le Format des Trames  La Sécurité  QoS 20 10/01/2018

18 La Couche Physique  Les différents type de couche physique : 21 10/01/2018

19 La Couche Physique  Modulation OFDM :  Permet 256 points de transformation  En transmettant sur plusieurs fréquences orthogonales on diminue la perception des interférences notamment en « NLos » 22 10/01/2018

20 La Couche Physique La Couche Physique  Modulation OFDMA :  Jusqu’à 2048 points de transformation  OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiples Access) reprend le principe de l’OFDM mais alloue les fréquences à plus qu’un utilisateur. 10/01/2018 23

21 La Couche Physique Duplexage FDD (Frequency Division Duplex)  Multiplexage avec duplex fréquentiel, où les voies montantes et descendantes utilisent les mêmes intervalles de temps, mais avec des fréquences séparées.  Wimax utilise le HFDD ( half-duplex FDD)  Mixage des liens pour offrir tour a tour du full et du half 10/01/2018 24

22 La Couche Physique  Duplexage TDD  Multiplexage temporel dans les deux sens de transmission sur une seule fréquence : les voies montantes et descendantes utilisent à tour de rôle la même fréquence. 10/01/2018 25

23 La couche MAC  3 Sous-couches :  Sécurité :  Authentification  Cryptage  Commune :  Allocation de la bande passante  Etablissement de la connexion  Suivi de la connexion  QoS  Convergence :  Mise en forme des datas  2 sous-couches de convergence : ATM IP 10/01/2018 26

24 Format des Trames  Les trois composantes : – En-tête MAC : 6 bits – Payload de longueur variable – CRC (Cyclic Redundancy Check) (optionnel) En-têtePayloadCRC Trame WiMAX 27 10/01/2018

25 Format des Trames  En-têtes :  Deux Types:  Génériques HT 1 EC 1 TYPE 6 RSV 1 CI 1 EKS 1 RSV 1 LEN 11 CID 16 HCS 8 HT 1 EC 1 TYPE 1 BR 19 CID 16 HCS 8 HT : Header Type = 1 EC : Encryption Control = 0 RSV : Reserved= 0 ou 1 CI : CRC indicator= 0 ou 1 EKS:Encryption Key Sequence LEN : Lenght (en- tête+payload+CRC) CID : Connection Identifier HSC : Header Check Sequence BR : Bandwith Request 28 10/01/2018

26 Format des Trames  Payload : 29 10/01/2018

27 Format des Trames  MAC Management Message :  Connexion basique  Messages courts ou critiques  Première connexion de management  Messages plus longs (tolérant sur les délais)  Deuxième connexion de management  Transfert de messages basé sur DHCP, TFTP, SNMP 30 10/01/2018

28 Sécurité  Authentification : 31 10/01/2018

29 La QoS – Qualité Of Service  Quatre classes de services :  Unsolicited Grant Services (UGS)  Flux en temps réel, taille fixe, intervalle régulier  Real-time Polling Services  Flux en temps réel, taille variable, intervalle irrégulier (vidéo)  Non-Real-time Polling Services  Flux tolérant des délais, taille variable, taux de transfert minimum (FTP)  Best effort  Flux sans garantie (navigation sur Internet) 32 10/01/2018

30 La QoS  Trois types flux disponibles :  Provisionné  Ressources disponibles et activées : un identifiant de connexion est mis en place  Admis  Conservation des ressources puis établissement de la connexion  Actif  «Active QoS Param Set »positionné 33 10/01/2018

31 Autres Technologies Concurentes WiMax et Wi-Fi 34 10/01/2018

32 Autres Technologies Concurentes WiMax mobile et LTE LTE une modulation SC-FDMA(diminue la puissance et la consommation des terminaux). atteint un débit théorique de 150 Mbps Nombres d’utilisateurs:100 à 200. Le handover est plus simple. WiMax mobile une modulation OFDMA. un débit de 30 à 46 Mbps Nombres d’utilisateurs: plus que 200. Le handover difficile(méthode d'identification des abonnés différents). 35 10/01/2018

33 CONCLUSION

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