Decembre 2006 – Dominique Skrzypezyk Les technologies sans fils

Decembre 2006 – Dominique Skrzypezyk

Les technologies sans filsLes technologies sans fils

Decembre 2006 –Dominique Skrzypezyk

Les différents réseaux sans filLes différents réseaux sans fil

• Réseaux personnels ( WPAN)

• Réseaux locaux (WLAN)

• Réseaux métropolitains (WMAN)

• Réseaux cellulaires (WWAN)


Wireless Personnal area network (WPAN)Wireless Personnal area network (WPAN)

• Réseau sans fil « personnel »

• Explosion du marché : PDA (Personal Digital Assistant) Téléphonie mobile ( oreillette…) Périphérique autour du PC ( Souris, clavier …)

• Liaisons point à point

• Courte portée (10m)

• Interconnections d’équipements



• HomeRF

• Bluetooth


HomeRF (WPAN)HomeRF (WPAN)

• Origines : technologie de Proxim qui compte en soutient Motorola, Compaq, et Intel.

• Positionnement : le marché des particuliers

• Fréquence : 2.4 GHz

• Débit : HomeRF1 1,6 Mbit/s ou HomeRF2 10 Mbit/s

• Portée : environ 100m

• Technologie : FHSS


Bluetooth (WPAN)Bluetooth (WPAN)

• Origine : 1994 Ericson• Le nom Bluetooth :

Un clin d’œil à l’histoire scandinave Harald Blaatand (910-986) surnommée Bluetooth ( Harald la

dent bleue) Unification du Danemark et de la Norvège

• Ericson rejoint par Nokia, IBM, Toshiba et Intel• Premier standard Bluetooth 1.0A en 1999• Aujourd’hui , plus de 2400 constructeurs ont rejoint le

groupe Bluetooth• www.bluetooth.org



• Positionnement : technologie sans licence de courte portée PAN

• Fréquence : 2,45 GHz

• Technologie : FHSS « Frequency Hoping »

• Petits composants utilisant une faible puissance• Connections de Périphériques, PDA, mobiles …• Une technologie déjà bien implantée• Puces bon marché



• Bluetooth 1.1 : 1998 Débit théorique : 1 Mbit/s Portée : 10m

• Bluetooth 2 Lancement fin 2004 Evolution de Bluetooth 1 ( plus de débit, basse consommation) Débit théorique 3 fois supérieur Réduction de 50% de la consommation Streaming Audio et video

• Certification attribuée aux constructeurs suivant les spécifications bluetooth


802.15 … (WPAN)802.15 … (WPAN)

• www.ieee802.org/15/

• IEEE 802.15.1

• Adapté de Bluetooth 1.1

• Totalement compatible Bluetooth 1.1• 2002

• IEEE 802.15.2

• Groupe de travail sur la coexistence des réseaux 802.15 et 802.11


802.15 … (WPAN)802.15 … (WPAN)

• IEEE 802.15.3 UWB ( Ultra Wide Band)• Technologie radio à part :

N’utilise pas de fréquence porteusePulsations électromagnétiques très courtes et de faible puissanceSimultanément sur toutes les fréquencesSur une très large bande de fréquencesTraverse mieux les obstacles que les technos à fréquence porteuse

Bande : 3 à 11 Ghz : (2002) FFC autorise les communications sur 500MHz de spectre entre 3,1 et 10,6 Ghz

Débit jusqu’à 400 Mbit/s, portée faible 10m 802.15.3a

UWB adapté au multi media Consortium Wimedia



• USB 2 : Monde PC, câble, 5 mètres , 480 Mb/s

• USB sans fils : WUSB : Wireless U S B …. Repose sur UWB (802.15.3a) : 3,1 à 10,6 Ghz (Europe ?) Potée maxi 10 mètres, 480 Mb/s à 3m, 110 Mb/s à 10m Imprimante, scanner, graveur, webcam,… maxi 127 équipements Contrôleur WUSB sur PC ( PCI ou USB2) Produits fin 2005 début 2006, Pb de consommation électrique Concurrence, remplacement du Bluetooth ?.... Multimedia ?



• Firewire Monde MAC, câble, 800 Mb/s, 4.5 mètres

• Wireless Firewire Caractéristiques idem WUSB Repose sur UWB (802.15.3a) : 3,1 à 10,6 Ghz (Europe ?) Potée maxi 10 mètres, Concurrence, remplacement du Bluetooth ?....

Multimedia ?

Communication WUSB et Wireless Firewire : Impossible


802.15 … (WPAN)802.15 … (WPAN)

• IEEE 802.15.4 ZigBee• www.zigbee.org• Conçue pour les secteurs domotique, industrie• HAN ( Home Area Network)• Très faible consommation électrique en contrepartie à

des débits peu élévés

• débit de 20 à 250 Kbit/s, portée jusqu’à 100m

• Fonctionne à 2,4 Ghz, 16 canaux

• Cout faible des puces

• Communication de machine à machine

• Sondes , étiquettes, télécommandes, jouets …


IrDA (WPAN)IrDA (WPAN)

• IrDA ( Infrared Data Association)

• Créée en 1993

• Standard de transmission de données par infrarouge

• Connexion point à point

• Uni-directionnelle

• Rayon d’action: 2 mètres

• Liaison visuelle obligatoire

• Échange de données avec périphérique ( Pc – PDA, PC – Caméra)

• Actuellement le plus gros concurrent de bluetooth


DECT ( WLAN ?)DECT ( WLAN ?)

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 DECTà bas prix )


DECT ( WLAN ?)DECT ( WLAN ?)

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








• Réseau local sans fils• Remplacement ou complément d’Ethernet filaire

• Portée : de 10 à 100 mètres

• Sur le marché domestique, très populaire pour diffuser un accès Internet (DSL, Câble) dans la maison

• Le terme WiFi c’est banalisé

Wireless Local Area Network (WLAN)Wireless Local Area Network (WLAN)


Wireless Local Area Network (WLAN)Wireless Local Area Network (WLAN)

• Famille des standards IEEE 802.11 802.11 b 802.11 g 802.11 a …

• ETSI Hiperlan 1 et 2


Wireless Local Area Network (WLAN)

• La norme d’interopérabilité Wifi :• Wifi : Wireless Fidelity• Norme d’interopérabilité• Attribué par la WECA ( Wireless Ethernet

Compatibility Alliance)• Garantie la compatibilité entre produits de différents

constructeurs• À l’origine tampon d’interopérabilité WiFi pour

802.11b, WiFi5 pour 802.11a• WiFi plus élégant commercialement que WiF5 …


802.11 b (WLAN)802.11 b (WLAN)

• Standard publié en septembre 1999 par IEEE• France, produits sur le marché fin 1999• Grand succès commercial• Fréquence : 2450 MHz• Débit théorique : 11 Mbit/s• Portée : 100m outdoor et 30m indoor• Modulation

BPSK à 1 Mbit/s QPSK à 2 Mbit/s CCK à 5,5 et 11 Mbit/s


802.11 a (WLAN)802.11 a (WLAN)

• Standard publié en septembre 1999 par IEEE

• France, produits sur le marché mi 2002• Fréquence : 5 GHz• Débit théorique : 54 Mbit/s• Portée : 100m outdoor• Modulation OFDM• Marque commerciale Wifi5 devenue Wifi


802.11 g (WLAN)802.11 g (WLAN)

• Fréquence : 2450 MHz

• Débit théorique : 54 Mbit/s

• Portée : 100m outdoor

• Compatiblité avec les produits 802.11 b

• Modulation : 1-2-5,5 et 11 Mbit/s identique à 802.11b De 12 à 54 Mbit/s OFDM


Hiperlan 1 et 2 (WLAN)Hiperlan 1 et 2 (WLAN)

• Norme Européenne ETSI• Réponse européenne aux standards US

802.11• Fréquence : 5 GHz• Hiperlan 1

Standard publié en juillet 1998 Débits théoriques 23,5 Mbit/s Portée 50m


Hiperlan 1 et 2 (WLAN)Hiperlan 1 et 2 (WLAN)

• Hiperlan 2 Standard publié en 2000 Débits théoriques 54 Mbit/s Portée 50m

• Peu de produits commerciaux








• Les derniers kilomètres

• Directement en concurrence avec les technologies DSL

• De nombreuses technologies propriétaires

• Le WiMax

Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)


Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)

• De nombreuses technologie propriétaire pour la BLR PMP (point to multipoint),MMDS (Multi

Channel Distribution System) : 1,9 Ghz, 3,5 Ghz, 10,5 Ghz, 26 Ghz

LMDS (Local Multipoint Distribution service) 26 Ghz, 28 Ghz, 31 Ghz, 40 Ghz Projet Erasme sur Limoges (40 Ghz 34 Mbit/s descendant, 2 Mbit/s remontant, portée 3 Km)


Wireless Metropolitan Area Network (WMAN)

• WiMAX :

• World Interoperability for Microwave Access

• Développé par le WiMAX Forum www.wimaxforum.org

• Internet haut débit, réponse à la fracture numérique, complément du DSL

• Technologie point – multi points

• Soumise à licence, Fréquences de 2 à 11 Ghz



• Standardisation

• WiMax Forum / Wifi Alliance

• Standard IEEE 802.16 / 802.11

• Interopérabilité entre les constructeurs

• Performance globales

• Théorie : 50 Km et 70 Mbit/s

• Pratique : 20 Km et 10 Mbit/s



• 802.16d

• Actualisation des STD de base 802.16, 802.16a, 802.16c

• Point vers multipoints « fixes » ( même cellule)



• 802.16e:

• Accepte la mobilité à 120 km/h

• Mobilité « transfert inter cellulaire »

• Sur poste de travail directement :• Intel : Intégration de Wimax dans une puce comme Wifi

est intégré dans Centrino (Juillet 2007)

• Débit comparable au DSL avec la mobilité en plus ( décollage ???)










Wireless Wide Area Network (WWAN)Wireless Wide Area Network (WWAN)

• GSM (Global System for Mobile communication)

• GPRS (General Packet Radio Service)

• EDGE (European Differential Geometry Endeavour)

• UMTS (Universal Mobile Telecommunication System)

• IEEE 802.20 Mobile Broadband Wireless Access


GSMGSM

• GSM : Europe, IS-95 (Interim Standard) : US, PDC (Personal Digital Cellular) : Japon

• 2004 : 1 milliard abonnés en Europe• Communications vocales, messages courts

(SMS) • Fréquence :900 MHz,1800 Mhz,1900 Mhz• Débit théorique : 9,6 Kbit/s ( 14,4 Kbit/s)• Portée : 1 - 2 Km• Deuxième génération


GSMGSM

• Accès TDMA (time Domain Multiplex Access) Notion de Timeslot ( 1 timeslot : 9,6 Kbit/s)

• Modulation 2 états

• Mode circuit : Réservation de ressources sur le circuit Facturation au temps de réservation de la ressource,

pas au volume


GRPSGRPS

• Adaptation du GSM pour le transfert des données

• Utilise l’infrastructure GSM existant

• 2,5 Génération

• Fréquence et Modulation idem GSM

• Débit théorique : 144 Kbit/s, réel : 35 Kbit/s

• Portée : 1 - 2 km


GRPSGRPS

• Accès en mode paquets (circuit) Facturation au volume échangé Utilisation des ressources au volume

• Accès TDMA (time Domain Multiplex Access)

Utilisation de 4 timeslots


EDGEEDGE

• Adaptation du GSM pour le transfert des données, multi media ( attente 3G + amortissement infrastructure)

• Utilise l’infrastructure GSM existant

• 2,75 Génération

• Fréquence :Idem GSM

• Débit théorique:384 Kbit/s, Réel : 240 Kbit/s

• Portée : 1 - 2 Km


EDGEEDGE

• Nouvelle Modulation : phase 8 états Appliquée à GSM : 1 timeslot Appliquée à GRPS : 4 timeslot


UMTS (WWAN)UMTS (WWAN)

• Norme Européenne• Transmission images et vidéo• Fréquence : 1 900 - 2 000 MHz• 3 génération• Débit descendant théorique : 2 Mbit/s, réel : 384

Kbit/s• Débit Montant : maxi 64 Kbit/s• Multiplexage fréquentiel ( 1 fréquence par user)• Ne peut pas utiliser l’infrastructure GSM• Particularité : réseau IP


UMTS (WWAN)UMTS (WWAN)

• UMTS (version5) : HSDPA ( High speed download Package Access)

3,5 génération Débit descendant théorique : 14 Mbit/s, réel 2 Mbit/s Principe améliorer l’efficacité d’utilisation du spectre radio Allouer le canal radio de débit le plus élévé aux terminaux situés

dans la zone de couverture la plus favorable


IEEE 802.20IEEE 802.20

• Groupe de travail IEEE 802.20 créé 12/2002• MBWA : Mobile Broadband Wireless Access • Fréquences au dessus de 3,5 Ghz• Transport données Ip• Débit par utilisateur Dowload 1 Mbit/s, Upload

256 Kbit/s• Mobilité jusqu’à 250 Km/h (train)• Cellule 15 Km• Objectif d’approbation du Standard fin 2006


SynthéseSynthése


SynthèseSynthèse

Tv : ~ 100 MHz à ~ 1 GHzRadio FM : ~ 80Mhz- ~100 Mhz

900MHz 1900MHz 2400 MHz 5 GHz 10 GHz

DECTUMTS

802.11bBluetoothHomeRFTechnologies privés

802.11aHiperlan 1 Hiperlan 2

GSM


SynthèseSynthèse

Norme Bande(GHz) Débit Théo Débit Réel Portée Marché

Bluetoooth 2.4 1 Mbit/s 10m WPAN

802.11 b 2.4 11 Mbit/s 4 Mbit/s + 100m WLAN

802.11 a 5 54 Mbit/s 22 Mbit/s 100m WLAN

802.11 g 2.4 54 Mbit/s 22 Mbit/s 100m WLAN

802.11 n 2.4 200 Mbit/s ?? 50 Mbit/s ?? ? WLAN

GSM 0.9-1.8-1.9 9,6 Kbit/s 9,6 Kbit/s 2 Km WWAN

GRPS 0.9-1.8-1.9 171 Kbit/s 171 Kbit/s 2 Km WWAN

Edge 0.9-1.8-1.9 384 Kbit/s 240 Kbit/s 2 km WWAN

UMTS 2 2 Mbit/s 384 Kbit/s 300m WWAN

HSPDA 2 14 Mbit/s 1,6 à 3,6 Mbit/s

WiMax 2 à 11 70 Mbit/s 20 Mbit/s


Phones Connected to WLAN-equipped PC Cardsin Laptops and CE Devices

Notebooks & Laptops

with WLAN PC

Cards

Desktops withWLAN PCI Cards

Web Accessvia Kiosks with WLAN

Infrastructure

Components

Voice-over-IP Devices

WirelessPDAs

Serial Client Bridge with Printer

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