Université Sidi Mohamed Ben Abdellah Faculté des Sciences et Techniques Fès Filière Ingénieur: Systèmes Electroniques et Télécommunications Réseaux Sans.

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

2 PLAN: Bluetooth : UWB (Ultra Wide Band) : ZegBee :

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4 INTRODUCTION Bluetooth est un système de transmission et de réception aussi bien de données que de voix , simultanément ou séparément. La technologie Bluetooth a pour objectif principal de substituer le câblage (souvent propriétaire) entre équipements électroniques, informatiques et téléphoniques par un lien radio universel (bande ISM à 2.4 GHz.) courte portée à faible consommation d’énergie. Les équipements en question peuvent être des terminaux téléphoniques, des PC (portables ou non) et leurs périphériques, des assistants électroniques, etc.

5 INTRODUCTION Bande de fréquences et canaux RF:
Bluetooth opère dans la bande des fréquences ISM c’est à dire des 2.4 GHz. Dans la plupart des pays du monde, une bande de 83.5 MHz est disponible et 79 canaux RF séparés de 1 MHz sont définis. Aujourd’hui tout est mis en œuvre afin que tous les pays travaille dans la même plage de fréquence. Malheureusement l’harmonisation complète n’existe pas encore : Pays Bande de fréquences Canaux RF Europe* et USA MHz f = k MHZ k = 0,...,78 France MHz f = k MHZ k = 0,...,22 Espagne MHz f = k MHZ

6 INTRODUCTION La modulation:
La transmission de données se fait avec un débit brut de 1 Mb/s. La modulation employée est de type GFSK (Gaussian Frequency Shift Keying) avec un produit BT (Bandwidth Time) de 0.5. Ce qui signifie qu’un élément binaire de valeur 1 se traduit par une déviation de fréquence positive tandis qu’un élément binaire de valeur 0 se traduit par une déviation négative. La déviation de fréquence maximale étant entre 140 kHz et 175 kHz.

7 ARCHITECTURE Schéma de connexion: Piconet
Peut prendre en charge jusqu'à 8 terminaux actifs:1 maître et 7 terminaux esclaves ou 200 inactifs. Le terminal maître gère les communications avec les différents esclaves. Scatternet Interconnexion de piconets Le maître d'un piconet peut devenir l'esclave du maître d'un autre piconet. Un esclave peut être l'esclave de plusieurs maîtres. Un esclave peut se détacher provisoirement d'un maître pour se raccrocher à un autre piconet, puis revenir vers le 1er maître, une fois sa communication terminée avec le 2ème.

8 ARCHITECTURE L’architecture se décompose de la façon suivante :

9 ARCHITECTURE On peut distinguer trois grandes parties :
Le Bluetooth core : composé de la radio du Baseband du link Manager et du L2CAP. Radio : elle est en charge de l’émission et de la réception du flux de bits modulés. Baseband : il est en charge de la synchronisation entre unité, le l’établissement de liaison, du multiplexage, des paquets, du contrôle de flux, de la détection et de la correction d’erreur. Link Manager : il est en charge de la gestion des états , du contrôle des paquets et du flux sur le lien. Logical Link Control and Management : il est en charge du multiplexage des protocoles utilisateurs.

10 ARCHITECTURE Les protocoles :
RFCOMM : émulation d’un câble série entre deux périphériques Bluetooth. Ainsi, des applications fonctionnant directement sur un port série (Hyperterm par exemple dans le monde Microsoft), sont capables de communiquer entre elles via un lien Bluetooth ce qui permet entre autre d’effectuer un transfert de fichier. SDP Service discovery Protocol : il a pour rôle la recherche de services. La notion de service est très large : RFCOMM constitue un service, toute application utilisant ou s’appuyant sur RFCOMM est un service, SDP lui-même est un service. Retenons pour l’instant que plusieurs organismes sont en train de définir des normes permettant la découverte et la recherche de services (JINI, Salutation, UPNP). Il est probable que dans un futur assez proche, SDP sera utilisé par ces normes pour effectuer la découverte de services rendus par des périphériques Bluetooth.

11 ARCHITECTURE Les profils : un profil définit un ensemble de composantes protocolaires nécessaires à la mise en œuvre d’applications Bluetooth. A l’heure actuelle, plusieurs profils ont été spécifiés par le Bluetooth SIG. Clairement, un profil définissant l’accès réseaux à distance via un GSM s’appuie sur le profil définissant l’émulation de câble série (entre le PC et le GSM). Le profil est donc l’implémentation Bluetooth d’un service. Il est donc utilisé pour caractériser ce service au niveau de SDP.

12 COMMUNICATION Deux types de liens peuvent être établis entre un Maître et un (ou plusieurs) Esclave : des liens synchrones, connection-oriented (SCO), et des liens asynchrones, connectionless (ACL). Les liens SCO sont utilisés pour : les communications en mode circuit les services synchrones et symétriques les réservations de slots à intervalles réguliers Les liens ACL sont utilisés pour : les communications en mode paquets les services asynchrones symétriques et asymétriques la recherche d’unités

13 COMMUNICATION Les liens SCO Un lien SCO est un lien full-duplex entre l’unité Maître et une unité Esclave identifiée. C’est un lien synchrone avec des trames TDD à intervalles réguliers. Les intervalles entre deux trames consécutives sont de deux, quatre ou six slots ce qui correspond respectivement à un lien SCO full-rate, un lien SCO half-rate et un lien SCO third-rate. Un lien SCO fournit une connexion en mode circuit entre un Maître et un Esclave et de ce fait il est adapté aux communications temps réel ; c’est le cas de la voix.

14 COMMUNICATION Les liens ACL Un lien ACL est un lien sans connexion entre le Maître et n’importe quelle unité Esclave faisant partie du piconet. Un paquet ACL peut être transmis dans n’importe quelle trame exceptée celles réservées aux liens SCO. Suivant le nombre de trames SCO, les paquets ACL peuvent être full-rate, half-rate, third rate ou encore no capacity. La sous adresse de la partie Header d’un paquet (voir plus loin) définit l’unité Esclave destinataire de ce paquet. Si la sous adresse n’est constituée que de 0, alors toutes les unités Esclaves sont destinataires ; c’est un paquet de type broadcast.

15 FONCTIONNEMENT

16 FONCTIONNEMENT

17 FONCTIONNEMENT

18 FONCTIONNEMENT

19 FONCTIONNEMENT

20 FONCTIONNEMENT

21 LA TRAME

22 LA TRAME Les 72 bits premiers bits du paquet permettent de transporter le code d’accès tout en effectuant une synchronisation entre les composants Bluetooth. Cette zone se compose de 4 bits de préambule 0101 ou 1010, permettant de détecter le début de la trame, puis de 64 ou 68 bits pour le code et enfin de 4 bits de terminaison.

23 LA TRAME

24 LA TRAME Les 54 bits suivants consistent en 3 fois une même séquence de 6 champs de longueur 3, 4, 1, 1, 1 et 8 bits. Ces champs servent à indiquer l’adresse d’un membre actif du piconet, ainsi qu’un numéro de code, un contrôle de flux piconet, une demande d’acquittement et un contrôle d’erreur des transmissions. Le champ de 18 bits est répété 3 fois de suite pour être sûr de sa réception correcte au récepteur.

25 LA TRAME La zone de données qui s’étend ensuite de 0 à 2745 bits contient une zone de détection d’erreur sur 1 ou 2 octets.

26 LA TRAME Trois grands types de paquets sont définis dans Bluetooth :
paquets de contrôle (gérer la connexion des terminaux). paquets SCO (communications synchrones). - paquets DV (Data Voice) qui portent à la fois données et de la parole - paquets HVy (High quality Voice) sans correction, la valeur y indique le type de contrôle d’erreur dans le paquet paquets ACL (transfert de données asynchrones). - paquets DMx (Data Medium) avec un encodage permettant la correction des erreurs. La valeur x, qui vaut 1, 3 ou 5, indique la longueur du paquet en nombre de slots. - paquets DHx (Data High) sans correction permettant ainsi un débit effectif plus élevé

27 CONCLUSION Bluetooth est une technologie de communication sans fil entre appareils. Peu coûteuse et de faible consommation, elle fonctionne par liaison radio de courte portée. Elle se présente en tan que remplacement de l’infrarouge. Mais, Bluetooth reste un protocole qui n’est pas encore sécurisé. De plus, il présente des risques de parasitage avec la norme qui utilise également la fréquence 2,4Ghz.

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29 INTRODUCTION L’UWB est une technique d’étalement de spectre pour les applications sans fil à très haut débit (100 Mbits/s). Elle constitue un excellent candidat à bas coût (suppression des étages RF) et à basse consommation, pour les réseaux domestiques sans fil, capables d’offrir des accès sans fil à des services multimédias haut débit. Les autorités européennes (CE et Eureka) ont validé plusieurs projets européens sur l’UWB, donnât ainsi le top départ de la conception d’une nouvelle génération d’interface radio.

30 SPECIFICITES 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.

31 SPECIFICITES Utilisation : possiblement les téléphones mobiles ou les réseaux multimédia personnels (WPAN) 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)

32 SPECIFICITES Avantages
La technologie utilisent toute la bande de fréquence. Pas de sensibilité aux obstacles. Pourrait être employé pour le développement de la téléphonie mobile. Faible consommation. Débit important. Inconvénients L’utilisation de toute la bande peut brouiller les systèmes GPS - Global positioningsystem) et les satellites (météo par exemple). Encore en phase d’expérimentation.

33 FONCTIONNEMENT: Le principe de la technologie est d'envoyer des séries de courts signaux électriques à basse puissance sur toute la bande de fréquence et non sur une fréquence particulière. L'appareil recevant les signaux doit être exactement à la même fréquence que l'émetteur. Ce qui apporte une sécurité supplémentaire. Le fait d'utiliser toute la bande de fréquence permet également de contourner certains obstacles. L’UWB émet des signaux de très courte impulsion, à faible puissance et sur une gamme de fréquences extrêmement large. Les débits autorisés sont très importants, sur une distance d’une dizaine de mètres

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35 INTRODUCTION ZigBee : est un standard de communication sans fil à bas coût pour échanger des données issues d’équipements sans fil simples et faible consommation dans le milieu industriel. La norme ZigBee s’appuie sur la norme IEEE

36 CARACTERISTIQUES 3 bandes de fréquence de fonctionnement (ISM : Industrielle, Scientifique, Médicale) : 868 MHz (1 canal), 915 MHz (10 canaux) et 2,4 GHz (16 canaux). Débit de 20 kb/s, 40 kb/s et 250 kb/s suivant la fréquence.

37 CARACTERISTIQUES Méthode d’accès au support de type CSMA-CA (Carrier Sense Multiple Access – Collision Avoidance). Protocole fiable avec acquittement. Faible consommation (alimentation sur pile de type AA).

38 STRUCTURE trames sont définies :
● Trame de données (Data Frame) : transfert de données. ● Trame d’acquittement : confirmation de données bien reçues. ● Trame beacon :émise par le coordinateur de réseau en mode beacon. ● Trame de commande MAC: pour le contrôle des nœuds.

39 STRUCTURE Un échange d’une trame de données à l’initiative d’un nœud est donnée ci-dessous dans le cas d’un réseau en mode beacon d’un réseau et en mode non beacon.

40 ZIGBEE VS BLUETOOTH