Réseaux Sans Fil Réalisé par : KADDOURI Arafa

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1 Réseaux Sans Fil Réalisé par : KADDOURI Arafa
Université Sidi Mohamed Ben Abdellah Faculté des Sciences et Techniques Fès Filière Ingénieur: Systèmes Electroniques et Télécommunications Réseaux Sans Fil Réalisé par : KADDOURI Arafa ZAOUI IDRISSI Otmane Encadré par: ZAARI Zouhir Mme. MRABTI MCHICHOU Mohammed

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3 PLAN: La couche MAC : Format des trames Historique : Introduction :
La couche physique : La couche MAC : Format des trames La QoS : La gestion de la mobilité :

4 Historique WiMAX abréviation pour Worldwide Interoperability for Microwave Access. Créé par les sociétés Intel et Alvarion en 2002. WiMAX est le label commercial délivré par le WiMAX Forum.

5 Introduction : Le WiMAX
Technologie hertzienne de transmission de données permettant de : surfer sur Internet en haut débit, de téléphoner (VoIP), ou encore d'interconnecter des réseaux d'entreprises Contrairement à l'ADSL ou une autre technologie filaire, le WiMAX utilise les ondes radio, tout comme vous utilisez déjà la radio avec votre téléphone portable. Cela permet donc d’intervenir dans les zones où l’ADSL ne couvre pas en haut débit.

6 Introduction : Permet de 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 en « Non Line Of Sight » à 4,5 kilomètres.

7 Exemples d’usages du WiMAX
Surveillance vidéo Accès haut débit Zones rurales Voix sur IP Réseaux privés Entreprises Collectivités locales Connection des écoles

8 Exemples d’usages du WiMAX

9 La couche physique Les différents type de couches physique :
Désignation Fréquence LoS/NLoS Options Duplexage WirelessMAN-SC 10-66Ghz LoS TDD,FDD WirelessMAN-SCa 2,5-11Ghz NLoS AAS, ARQ, STC WirelessMAN-OFDM AAS, ARQ, STC, mesh WirelessMAN-OFDMA Wireless-HUMAN ARQ, STC, Mesh TDD

10 La couche physique Les options : Le duplexage :
AAS : Antennes adaptives TDD : Time Division Duplex ARQ : AutomaticRetransmission Request FDD :FrequencyDivision Duplex STC : Schéma de diversité Mesh: Topologies Mesh

11 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 ».

12 La couche physique Modulation OFDMA:
Jusqu’à 2048 points de transformation. OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiples Acces) reprend le principe de l’OFDM mais alloue les fréquences à plus qu’un utilisateur.

13 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.

14 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.

15 La couche MAC L'IEEE e a été conçue pour des applications sans fil à large bande de type pointmultipoint. Elle prend en charge le transport des cellules ATM mais aussi celui des paquets IP, et joue un rôle important dans la gestion de la qualité de service (QoS). La couche MAC s’appuie sur 3 sous-couches : une couche de convergence spécifique (Service Specific Convergence Sublayer : SSCS), une couche commune (MAC Common Part Sublayer :CPS), et une couche sécurité (Privacy Sublayer : PS).

16 La couche MAC La couche SSCS :
La SSCS fournit toute transformation de données ou le mappage de réseaux externes reçu par la CPS. Pour le raccordement de réseaux externes, la SCSS fournit 2 sous couches de convergence (CS : convergence sublayer ) : Pour les réseaux ATM : il s’agit d’une interface qui associe les différents services ATM avec la couche MAC CPS. Pour les réseaux à base de paquets : il est utilisé pour le mappage de tout protocole à base de paquet, tel qu’Ethernet, PPP, et les protocoles internet tels qu’IPv4 et IPv6.

17 La couche MAC La couche CPS:
La CPS fournit les règles et les mécanismes d’accès, l’allocation de la bande passante, et la maintenance de la connexion. Elle reçoit les données des sous couches de convergence. De plus, elle gère également la partie qualité de service (QoS). La couche PS: La PS est le lien qui réunit la couche MAC à la couche PHY. Elle fournit la sécurité à travers le réseau sans fil à large bande en cryptant la connexion entre la station de base et l’abonné au service. De plus, la PS est utilisée pour l’authentification et l’échange de clefs de sécurité.

18 Format des Trames Les trois composantes : – En-tête MAC : 6 bits
– Payload de longueur variable – CRC (Cyclic Redundancy Check) (optionnel) En-tête Payload CRC

19 La QoS 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).

20 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: «ActiveQoSParamSet»positionné

21 La Gestion de la mobilité
Le handover et la vie de la batterie sont deux problèmes très important dans le monde du mobile. Le Wimax mobile supporte le Sleep Mode et le Idle Mode pour assurer un bon fonctionnement du terminal mobile. De plus, cette version du Wimax supporte le handover d’une façon transparent vis-à-vis de l’utilisateur et cela en basculant d’une station de base à une autre sans avoir de coupure au niveau de la communication. Afin de prendre en compte la mobilité des usagers, le standard met en place une procédure de handover utilisable dans les cas suivants : Quand la station mobile MS (Mobile Station) peut être prise en compte avec une meilleure qualité de signal par une autre station de base (mouvement du terminal, affaiblissement du signal ou interférence). Quand le terminal mobile peut être pris en compte avec une meilleure QoS par une autre station de base (équilibrage de charge, contrôle d'admission, ou attentes en terme de QoS).

22 La Gestion de la mobilité
Handover « break before make » : C’est la procédure classique de hard handover : le terminal se déconnecte de sa station de base de service avant de se connecter à la station de base cible. Il y a donc une coupure dans la communication. Par conséquent, ce mode de handover ne fonctionne que si la mobilité est lente. Modes optionnels de handover : MDHO et FBSS En plus de la procédure de hard handover, il existe deux modes optionnels de handover (FBSS (Fast BS Switching) et MDHO (Macro Diversity Handover)). La prise en charge de ces modes est paramétrée lors de la phase d’enregistrement. Le jeu de diversité est un ensemble contenant une liste des stations de base actives pour le terminal. La notion de station de base active surpasse la notion de station de base « associée » : en effet, l’enregistrement a eu lieu, et donc l’ouverture des connexions de gestion secondaires aussi.

23 HiperLAN 3

24 PLAN: Technique d'accès à l'interface radio :
Historique : Définition : Trames HiperLAN : Technique d'accès à l'interface radio : Avantages / Inconvénient :

25 Introduction Réseaux sans fil présentés précédemment : en cours de déploiement sur une grande échelle. D'autres solutions sont sur le point d'apparaître sur le marché. Études effectuées à l'ETSI (European Telecommunications. Standards Institute) Propositions HiperLAN (High Performance Local Area Network). Groupe de travail IEEE a. Nouvelle génération de réseau Ethernet mobile. HiperLAN et IEEE a permettent la communication directe de mobile à mobile, dans le cadre des réseaux ad-hoc. Terminaux utilisés comme relais.

26 HiperLAN 3 ou HiperAccess
Proposition européenne issue de l'ETSI. But : créer des environnements sans fil à haut débit. Environnements flexibles. Permettant un fonctionnement ad-hoc : communication de mobile à mobile en transitant par des mobiles intermédiaires. Sur la bande passante affectée au réseau HiperLAN, 5 canaux indépendants autorisent 5 porteuses en parallèle. Puissance des émissions : environ 1 W. Code correcteur d'erreur pour obtenir une qualité de transport comparable à celle obtenue dans un réseau local.

27 Définition HiperLAN (ou HIgh PERformance radio LAN) est un standard européen de télécommunications créé par l‘ETSI (European Telecommunications Standards Institute) et développé par le groupe technique BRAN (Broadband Radio Access Networks). Ce standard est une alternative au groupe de normes IEEE  plus connu sous la dénomination Wi-Fi. Références: Topologie: WLAN Type de liaison: Liaison Sans fil. Mode de propagation: Micro-ondes. Norme: ETSI

28 HiperLAN 3 ou HiperAccess
Boucle locale radio ou WLL (Wireless Local Loop) Réseaux de diffusion : permet le point a multipoint, avec des terminaux ne sortant pas de leur cellule. Distance entre stations < 5 km. Interfaces ATM privilégiées. Permettre l'adoption des classes de service et des qualités de service associées. Débit supérieur a 20 Mbit/s par utilisateur.

29 Applications majeures et scénario de convergence

30 Catégories de réseaux HiperLAN

31 Trames HiperLAN Longueur variable, 2422 bits max.
Adresses reprises de l'Ethernet. Adresses MAC sur 6 octets. Numéro de constructeur sur 3 octets. Numéro de série sur 3 octets. 2 primitives de service de liaison. HC-UNITDATA.req : pour l'envoi des données. HC-UNITDATA.ind : pour la réception des données.

32 Technique d'accès à l'interface radio
Adaptation du CSMA/CD, appelée EY-NPMA. Elimination-Yield-None Preemptive Priority Multiple Access. Utilise les 5 canaux avec des ordres de priorité. Dans un 1er temps, la station essaie d'accéder aux canaux selon un ordre dépendant de leur priorité. Collisions potentielles annihilées par une technique de contention sur des tranches de temps préétablies. En cas de succès, la transmission s'effectue.

33 Technique d'accès à l'interface radio
Architecture

34 Technique d'accès à l'interface radio
Couche MAC divisée en 2 parties Sous-couche CAC : Channel Access Control. Partie physique de la technique d'accès. Contient toute la partie transmission et réception, qui gère les problèmes liés au canal hertzien. Sous-couche MAC Partie logique: Mise en forme de la trame. Routage interne. Algorithmes de confidentialité. Gestion de priorité pour assurer une qualité de service. Insertion et retrait des stations.

35 Technique d'accès à l'interface radio
Priorités : Sélection des transmissions de données ayant les plus fortes priorités pour l’accès au canal. La priorité est basé sur la durée de vie résiduelle du paquet et la priorité de l’utilisateur. Contention : Compétition entre les CAC de même priorité. Transmission d’un signal par le CAC. Écoute du canal à la fin de la transmission: Si quelqu’un d’autre transmet, la transmission est retardée jusqu’au prochain cycle d’accès au canal. Sinon le CAC commence sa transmission. Transmission : Transmission des données.

36 Avantages / Inconvénient
Sécurité supérieure au WiFi. Possibilité de liaison (roaming) avec les réseaux GPRS et UMTS. Gestion de la qualité de service. Inconvénients: Norme uniquement européenne. Législation non propice à cette bande de fréquence (émission non autorisée en extérieur). Pas d’équipement disponible. Bandes de fréquences non normalisées au niveau international.