Les réseaux sans fils++++

BRASSAC Anne DARRIEULAT Maya HADJISTRATIS Emmanuel ROUSSE David Tuteur : BARRERE Franois

Travaux d'Etudes et de Recherches : Les rseaux sans fil

DESS MIAGe 2001-2002 Universit Paul Sabatier Universit Sciences Sociales Toulouse

DESS MIAGe, Toulouse

Remerciements

Le prsent rapport a pu tre ralis avec laide et la collaboration de toute l'quipe participant ce travail d'tudes et de recherches (TER). Nous tenons tout particulirement remercier Monsieur Franois BARRERE pour son aide et sa disponibilit.


Sommaire

Introduction _______________________________________________________________ 1 Les rseaux sans fil : Classification_____________________________________________ 2 Les rseaux de mobiles _______________________________________________________ 4I II1) 2)

Introduction___________________________________________________________ 5 Rseaux de mobiles et rseaux sans fil______________________________________ 5Les rseaux de mobiles _________________________________________________________ 5 Les rseaux sans fil ____________________________________________________________ 7

III IV V VI1) 2) 3)

Les rseaux cellulaires__________________________________________________ 7 La boucle locale radio __________________________________________________ 8 Les proprits des rseaux de mobiles _______________________________________ 8 Les mthodes daccs aux rseaux_________________________________________ 9Le FDMA ___________________________________________________________________ 9 Le TDMA ___________________________________________________________________ 9 Le CDMA ___________________________________________________________________ 9

VII VIII IX

Lallocation des ressources _____________________________________________ 10 La scurit des rseaux de mobiles _____________________________________ 10 Les fonctions du rseau cellulaire ________________________________________ 10

1re PARTIE : LES RESEAUX DE MOBILESLe GSM :Global System for Mobile communications _____________________________ 11I II1) 2)

Introduction__________________________________________________________ 12 Architecture gnrale _________________________________________________ 12Le sous-systme radio ou BSS ___________________________________________________ 14 Le sous-systme rseau ou NSS __________________________________________________ 14

III1) 2)

Linterface radio _____________________________________________________ 14Le canal physique ____________________________________________________________ 15 Les canaux logiques __________________________________________________________ 15

IV1) 2) 3)

Les protocoles _______________________________________________________ 16La couche 1 _________________________________________________________________ 16 La couche 2 _________________________________________________________________ 16 La couche 3 _________________________________________________________________ 16

UMTS : Universal Mobile Telecommunications System ___________________________ 19I II1) 2) 3) 4) 5) 6)

Introduction__________________________________________________________ 20 Gnralits _________________________________________________________ 20Les objectifs de la norme UMTS _________________________________________________ Pourquoi une nouvelle norme ___________________________________________________ Les besoins _________________________________________________________________ Les services_________________________________________________________________ Du GSM lUMTS : les paliers __________________________________________________ Les cots___________________________________________________________________ 20 20 21 21 21 22

III1) 2) 3)

Principes de fonctionnement____________________________________________ 22Les stratgies dallocation de frquences UMTS _____________________________________ 22 Les concepts daccs radio______________________________________________________ 22 Architecture gnrale__________________________________________________________ 23

Les rseaux mobiles : Rsum ________________________________________________ 31


Sommaire

2me PARTIE : LES RESEAUX LOCAUX SANS FILWPAN ___________________________________________________________________ 33I. II.1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9)

Introduction__________________________________________________________ 34 Bluetooth___________________________________________________________ 34La norme ___________________________________________________________________ La technologie _______________________________________________________________ Transmission de la voix et des donnes ____________________________________________ Schma de connexion _________________________________________________________ Les communications au sein de Bluetooth __________________________________________ Les tats de terminaux Bluetooth_________________________________________________ Le format dun paquet Bluetooth _________________________________________________ Scurit et fonctions de gestion __________________________________________________ WPAN (Wireless Personal Area Network)__________________________________________ 34 34 34 35 36 36 37 38 38

II III IV V

Inconvnients _______________________________________________________ 39 La domotique : lre des maisons intelligentes_______________________________ 39 Actualits __________________________________________________________ 40 Disparition de Bluetooth ou non ? _________________________________________ 40

WLAN : IEEE 802.11_______________________________________________________ 42I II1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8) 9)

Introduction__________________________________________________________ 43 Fonctionnement de IEEE 802.11 _________________________________________ 43Gnralits _________________________________________________________________ Architecture ________________________________________________________________ Couches ___________________________________________________________________ Mthodes daccs ____________________________________________________________ Trames MAC _______________________________________________________________ Mobilit ___________________________________________________________________ Scurit ____________________________________________________________________ Economie dnergie ___________________________________________________________ Rsum 802.11 ______________________________________________________________ 43 43 44 45 49 49 50 50 50

III1) 2) 3)

Extensions de IEEE 802.11 _____________________________________________ 51Vue gnrale ________________________________________________________________ 51 802.11a ____________________________________________________________________ 51 802.11e ____________________________________________________________________ 52

IV V1) 2) 3) 4) 5)

Implications gnrales_________________________________________________ 52 Offres du march ______________________________________________________ 533Com _____________________________________________________________________ Compaq____________________________________________________________________ iMac ______________________________________________________________________ DELL _____________________________________________________________________ Cisco______________________________________________________________________ 53 53 54 54 54

VI1) 2)

Rfrences__________________________________________________________ 54Sites Web __________________________________________________________________ 54 Livres _____________________________________________________________________ 55

WLAN : ETSI HiperLAN____________________________________________________ 56I II1)

Introduction__________________________________________________________ 57 Fonctionnement dHyperLAN __________________________________________ 57Gnralits _________________________________________________________________ 57


Sommaire

2) 3) 4) 5) 6)

Architecture ________________________________________________________________ Couches ___________________________________________________________________ Mthodes daccs ____________________________________________________________ Trames ____________________________________________________________________ Rsum HiperLAN ___________________________________________________________

57 58 58 59 59

III IV1) 2)

Implications gnrales_________________________________________________ 60 Rfrences__________________________________________________________ 60Sites Web __________________________________________________________________ 60 Livres _____________________________________________________________________ 60

Rseaux locaux sans fil : Rsum _____________________________________________ 61

3me PARTIE : LES RESEAUX D'ACCESLa Boucle Locale Radio_____________________________________________________ 64I II1) 2) 3) 4)

Introduction__________________________________________________________ 65 Fonctionnement de la BLR _____________________________________________ 65Gnralits _________________________________________________________________ Les technologies _____________________________________________________________ LMDS _____________________________________________________________________ IEEE 802.16 ________________________________________________________________ Les types de licences __________________________________________________________ Oprateurs retenus____________________________________________________________ Engagements des oprateurs devant lART _________________________________________ Engagements des oprateurs nationaux ____________________________________________ Quelques forfaits _____________________________________________________________ 65 67 67 70 71 72 72 73 73

III1) 2) 3) 4) 5)

Les licences dutilisation _______________________________________________ 71

IV1) 2)

Implications gnrales_________________________________________________ 73Avantages et inconvnients chez lutilisateurs _______________________________________ 73 Avantages pour les oprateurs ___________________________________________________ 74

V1) 2)

Rfrences ___________________________________________________________ 74Sites Web __________________________________________________________________ 74 Livres _____________________________________________________________________ 74

Les communications par satellites _____________________________________________ 75I II1) 2) 3)

Introduction__________________________________________________________ 76 Catgories de systmes satellitaires _______________________________________ 76Gnralits _________________________________________________________________ 76 Bandes de frquences _________________________________________________________ 76 Topologie des rseaux de satellites _______________________________________________ 77

III1) 2) 3) 4)

Techniques de transmission ____________________________________________ 78Principe____________________________________________________________________ Transmission analogique _______________________________________________________ Transmission numrique _______________________________________________________ Application aux communications par satellite _______________________________________ 78 79 79 79

IV1) 2) 3)

Multiplexage ________________________________________________________ 80Problmatique _______________________________________________________________ 80 Rpartition de frquences ______________________________________________________ 81 Rpartition dans le temps_______________________________________________________ 81

V1) 2)

Techniques daccs_____________________________________________________ 82Problmatique _______________________________________________________________ 82 FAMA ____________________________________________________________________ 82


Sommaire

3) 4) 5)

RA _______________________________________________________________________ 83 PR ________________________________________________________________________ 84 DAMA ____________________________________________________________________ 84

VI1) 2) 3)

Systmes existants ____________________________________________________ 85Systmes de satellites bande troite _______________________________________________ 85 Systmes de satellites large bande ________________________________________________ 85 Constellations _______________________________________________________________ 86

VII VIII1) 2)

Utilisation des rseaux de satellites _______________________________________ 86 Rfrences ________________________________________________________ 86Site Web ___________________________________________________________________ 86 Livres _____________________________________________________________________ 86

IX1) 2) 3) 4) 5)

Annexe le DVB _____________________________________________________ 87Quest-ce que le projet DVB ? ___________________________________________________ Quel est la philosophie du groupe DVB ?___________________________________________ Quels sont les avantages du DVB ? _______________________________________________ Les Standards _______________________________________________________________ La Transmission _____________________________________________________________ 87 87 87 88 89

Rseaux daccs : Rsum ___________________________________________________ 96

4me PARTIE : LES IMPACTSImpacts __________________________________________________________________ 98I II1) 2) 3) 4)

Introduction__________________________________________________________ 99 L'impact positif______________________________________________________ 99Le bureau virtuel _____________________________________________________________ 99 Tmoignage : le fin des temps improductif_________________________________________ 100 Linformatique redploie lentreprise_____________________________________________ 100 Interview : Information is business ____________________________________________ 100

III1) 2) 3) 4) 5)

Les diffrentes populations mobiles de lentreprise__________________________ 101Les utilisateurs de mobiles sont ils tous itinrants ? __________________________________ Portrait de nomades, les out-doors _______________________________________________ Portrait de nomades, les in-doors ________________________________________________ Tmoignage, le rseau sans fil in situ_____________________________________________ Comment ne pas se perdre dans loffre du sans fil ? _________________________________ 101 102 102 103 104

Conclusion ______________________________________________________________ 106 Annexe 1 : Les frquences et longueur dondes _________________________________ 108 Annexe 2 : IP Mobile ______________________________________________________ 110I II1) 2) 3) 4) 5) 6) 7) 8)

Introduction_________________________________________________________ 111 IP Mobile _________________________________________________________ 111La problmatique de la mobilit dans IP __________________________________________ Les limites du DNS (Domain Name System) _______________________________________ Le multiplexage TCP_________________________________________________________ DHCP et les autres solutions mobiles_____________________________________________ IP Mobile _________________________________________________________________ Les dfis d'IP Mobile _________________________________________________________ Les failles de scurit ________________________________________________________ Le fonctionnement d'IP Mobile _________________________________________________ 111 111 112 112 112 113 114 114

III1) 2)

IPv6______________________________________________________________ 118Len-tte dIPv6 ____________________________________________________________ 118 La mobilit dans IPv6 ________________________________________________________ 118


Sommaire

3) 4) 5)

Loptimisation de la route _____________________________________________________ 118 Format de la mis e en place de loptimisation de la route dans Destination Options ___________ 119 La scurit_________________________________________________________________ 119

Annexe 3 : Organisation du projet____________________________________________ 120


Introduction

Introduction

jeudi 31 janvier 2002

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Introduction

Aprs avoir dvelopp tout un ensemble de rseaux filaires exploitant des supports de communication "cuivre" et/ou "fibre" exploits pour la transmission de flux divers (donnes numriques de calculateurs, sons, images ), les oprateurs tlcoms et les fournisseurs de service marquent un intrt de plus en plus fort pour la mise en uvre de rseaux sans fils, apportant une valeur ajoute par sa diversification des moyens d'interconnexion de calculateurs (Wireless LAN), de construction de rseaux domotiques (Bluetooth), une nouvelle donne pour la fabrication de mobiles de troisime gnration (UMTS), l'accs Internet par le relais local radio L'objectif du TER est de raliser : un inventaire des domaines d'application des rseaux sans fils de situer les solutions existantes ou annonces par rapport aux technologies filaires d'inventorier les organismes de normalisation impliqus dans ce domaine de projeter les implications de l'application de ces technologies dans le domaine conomique, culturel, local, entreprise

Nous avons donc tabli en premier un inventaire des domaines d'application des rseaux sans fil, prsent sous forme de classification. A partir de l, nous avons tudi de manire dtaille les technologies prsentes en les comparant par la s uite. Pour chacune d'elles, les organismes de normalisation impliqus sont mentionns. Enfin les implications sur notre vie quotidienne ont t abordes.


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Classification

Les rseaux sans fil Classification


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Classification

Poste client

Rseaux mobiles

de

GSM GPRS et EDGE Europe UMTS IS95 CDMA2000 USARseaux Locaux sans fil Rseaux daccs

Bluetooth HomeRF 802.11 HiperLAN

BLRWPAN

Satellites

WLAN

Autres points abords : DVB DAVIC 802.16 IPv6/IPMobile


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Les rseaux de mobiles



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I

Introduction

Les quipements terminaux qui utilisent la voie hertzienne pour communiquer et qui peuvent se dplacer, forment des rseaux de mobiles. Ces rseaux constituent en fait un sous-ensemble de rseaux sans fil. Un rseau de mobiles peut se dfinir par la fourniture lutilisateur dau moins un des deux services caractristiques de la mobilit : lui permettre de se dplacer travers le rseau en conservant une mme adresse et lui proposer un accs sans fil linformation.

II

Rseaux de mobiles et rseaux sans fil

Les termes mobile et sans fil sont souvent utiliss pour dcrire les systmes existants, tels que le GSM, IS95, IEEE 802.11, Bluetooth, etc. Toutefois, il est important de distinguer les deux catgories de rseaux que recoupent les concepts de mobile et de sans fil, de faon viter toute confusion.

1)


Un utilisateur mobile est dfini thoriquement comme un utilisateur capable de communiquer lextrieur de son rseau dabonnement tout en conservant une mme adresse. Les diffrents protocoles de signalisation luvre dans les rseaux tant peu compatibles entre eux, on a souvent recours, pour palier ce handicap, des mcanismes de transcriptions de la signalisation de lutilisateur pour ladapter au rseau visiteur.a)

La mobilit dans le GSM

Jusqu prsent, la mobilit nest autorise quau sein de rseaux partageant un mme standard, tel le rseau GSM. Dchelle plantaire, ce dernier rseau est mis en uvre dans chaque pays par plusieurs oprateurs, dtenteurs dun ou plusieurs sous-rseaux du GSM mondial. Principe : Labonn apparat dans un sous-rseau particulier. Lorsquil quitte son domaine dabonnement pour un autre domaine (dit visiteur), il effectue de la mobilit ; pour grer cette mobilit, le sous-rseau dispose de 2 bases de donnes lui permettant dinscrire la localisation de lutilisateur : un registre global (le HLR : Home Location Register) qui enregistre le profil de lutilisateur et les services auxquels il a souscrit, et un registre local (VLR : Visitor Location Register). Qui permet de suivre la mobilit de lutilisateur dans sa zone de localisation.


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Sous -rseaux

Rseau GSM mondial HLR

VLR

VLR

b)

La mobilit dans les rseaux IP Mobile

Un autre type de mobilit est celui mis en uvre dans un rseau IP Mobile. Normalement, une seule adresse IP (adresse logique du destinataire du paquet IP), suffit pour quun abonn puisse tre localis nimporte o dans le rseau Internet. Principe: Un nouveau protocole intgrant le concept de mobilit dans TCP/IP a t spcialement conu pour prendre en compte la nouvelle localisation de labonn et lui acheminer linformation. Il serait donc possible un abonn du rseau A dinitialiser une connexion partir du rseau C sans changer dadresse.

156.25.44.1 2 144.25.3.29 Internet

Rseau B (126.X.X.X) routeur

Rseau C (156.25.X.X) mobilit

Rseau A (144.25.X.X)

144.25.3.29


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2)

Les rseaux sans fil

Le concept de sans fil est troitement associ au support de transmission. Un systme est dit sans fil sil propose un service de communication totalement indpendant de prises murales. Dans cette configuration, dautres moyens daccs sont exploits, tels que linfrarouge ou les ondes hertziennes. Ces interfaces ne sont pas sans faire natre de nouvelles difficults. Prenons pour exemple le tlphone sans cordon de rsidence : ce tlphone donne accs au RTC (Rseau Tlphonique Commut) ou au RNIS (Rseau Numrique Intgration de Services). Le support utilise linterface radio pour quun abonn puisse appeler depuis son jardin ou son salon, mais ce dernier doit toujours rester au voisinage de son rseau dabonnement. En cas de mobilit dpassant ces limites, lutilisateur doit souscrire un autre abonnement auprs dun oprateur local. Toutefois, il existe des systmes tels que le GSM qui offre la mobilit et le sans fil simultanment.Systmes GSM IS95 UMTS TCP/IP IP Mobile ATM DECT (sans cordon) Services sans fil 4 4 4 4 Services mobiles 4 4 4 4 -

III

Les rseaux cellulaires

Les premires expriences ralises dans le domaine de la transmission sans fil consistaient dfinir une zone de couverture relativement grande puis, y installer une antenne relais, laquelle servait de point daccs aux utilisateurs voluant dans cette zone. Cette technique ncessitait une puissance dmission importante, capable datteindre la priphrie de la couverture. La forte attnuation du signal au niveau de cette priphrie permettait de rutiliser les frquences de lantenne relais (exemple : le radio FM procde cette technique, ce qui explique lattnuation de la rception lorsquon sloigne de la station mettrice, et le brouillage peru lorsquun vhicule traverse la frontire sparant deux stations). La proprit dattnuation, caractristique de linterface radio, a permis de dvelopper le concept cellulaire. Dans ce modle, la zone de couverture est divise en cellules, chaque cellule tant affecte une bande de frquences. Du fait de la raret du spectre hertzien, cette bande de frquences est troite, do la faible capacit de lensemble du systme. Pour faire face laugmentation croissante du nombre dutilisateurs des rseaux cellulaires, il a fallu tout la fois accrotre la capacit du systme, diminuer la dimension des cellules et installer un nombre plus important de relais. Par contrecoup, les antennes relais sont devenues plus petites, de faon desservir des microcellules et circonscrire les limitations de puissance dmission du systme. De petites antennes et une moindre puissance, de fait moins nuisible, conviennent au demeurant parfaitement un environnement urbain. Les rseaux de communication cellulaires comportent 3 niveaux de hirarchie : Le sous-rseau : a la charge denregistrer le profil dun abonn. La zone de couverture : regroupe lensemble des cellules. La station de base : dessert la cellule et assure la couverture radio.


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HLR Zones de localisation

Sous-rseau

Commutateur

Cellule

Stations de base

Architecture dun rseau cellulaire

Si les deux premiers niveaux sont dots dintelligence, conformment la terminologie rseau, la station de base nen possde que trs peu, assurant un simple rle de relais radio. Le commutateur, qui gre lensemble des stations de base, ralise un maximum de procdures pour garantir une connexion : tablissement dappel, authentification et cryptage, gestion du passage intercellulaire (cest la modification du cheminement de linformation lorsquun utilisateur se dplace et change de cellule ; ce changement est aussi appel handover ou handoff), etc.

IV

La boucle locale radio

Lmergence des supports de transport sans fil a donn naissance au concept de boucle locale radio, qui prsente le double avantage de rduire sensiblement les cots dinstallation tout en ouvrant le march de la communication la concurrence. Dans ce systme, une antenne est fixe proximit des zones dhabitation pour diffuser linformation vers des antennes plus petites installes aux sommets des immeubles, tout comme des antennes de tlvision. La boucle locale radio permet aussi doffrir, cots rduits, le moyen dassurer laccs aux nouveaux services rseau (vido, multimdia) qui requirent des hauts dbits.

V

Les proprits des rseaux de mobiles

Dans les rseaux de mobiles, le passage quasi obligatoire de linformation sur linterface radio restreint les ressources disponibles ainsi que la bande passante ddie aux utilisateurs. Cette


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rduction dcoule de ltroitesse de la bande des frquences qui a t alloue pour le fonctionnement de ces rseaux. Pour une gestion efficace de linterface radio commune tous les utilisateurs, de nouvelles technologies ont t cres dans le but de sadapter aux proprits des systmes de mobiles. Cest ainsi que des mthodes de multiplexage (pour laccs au rseau) et de contrle de puissance sophistiques ( pour conserver lnergie lectrique le plus longtemps possible et pour rduire le bruit dinterfrence sur les autres utilisateurs du rseau) et des techniques de localisation optimales (lors des changements intercellulaires) ont vu le jour pour diminuer le gaspillage des ressources sur cette interface.

VI

Les mthodes daccs aux rseaux

Dans les rseaux de mobiles, la transmission radio passe par linterface radio, que se partagent les utilisateurs dune mme cellule. Plusieurs mthodes permettent aux mobiles daccder la ressource radio. Ces mthodes ont toutes pour principe de diviser la bande de frquences en plusieurs canaux physiques assurant la communication tout en respectant les contraintes permettant dviter les interfrences. Les trois principales mthodes daccs utilises par les rseaux de mobiles sont FDMA (Frequency Division Multiple Access), TDMA (Time Division Multiple Access) et CDMA (Code Division Multiple Access).

1)

Le FDMA

Laccs multiple par division de frquences repose sur un multiplexage en frquences qui divise la bande de frquences en plusieurs sous-bandes qui sont chacune place sur une frquence spcifique du canal (porteuse ou carrier). Chaque porteuse ne peut transporter que le signal dun seul utilisateur. Cette mthode est essentiellement utilise dans les rseaux analogiques.

2)

Le TDMA

Laccs multiple par division temporelle offre la totalit de la bande de frquences chaque utilisateur pendant une fraction de temps donne (slot ou intervalle). Lmetteur de la station mobile stocke les informations avant de les transmettre sur le slot. Les diffrents slots sont regroups sur une trame, le systme offrant ainsi plusieurs voies de communication aux diffrents utilisateurs. La succession des slots dans les trames forme le canal physique de lutilisateur. Le rcepteur enregistre les informations larrive de chaque slot et reconstitue le signal la vitesse du support de transmission. Cette mthode sutilise principalement pour la transmission de signaux numriques.

3)

Le CDMA

Laccs multiple par division de codes autorise lallocation de la totalit de la bande de frquences, de manire simultane, tous les utilisateurs dune mme cellule. Pour ce faire, un code binaire spcifique est octroy chaque utilisateur qui sen servira pour transmettre linformation en format binaire dune manire orthogonale (cest dire sans interfrence entre les signaux). En CDMA, chaque utilisateur dispose de toute la largeur de la bande passante. Lattribution de diffrents codes permet une rutilisation de la mme frquence dans les cellules adjacentes (avantage par rapport au FDMA et au TDMA). Toutefois, lorsque le nombre de communications simultanes augmente, un problme dauto-interfrence entre en jeu : excdant le nombre maximal de codes attribus, la surcharge de la cellule affecte en outre tous les autres utilisateurs par linterfrence provoque sur leurs canaux, alors quen comparaison, un seul utilisateur est brouill en TDMA.


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VII Lallocation des ressourcesDans un systme de transmission, chaque communication consomme une ressource physique dont le volume dpend de la quantit dinformation envoyer. Sur linterface radio, la ressource est le canal physique. Le systme commence par dfinir ce canal, puis il planifie la distribution des canaux sur les diffrentes cellules laide des mcanismes dallocation de ressources. Lensemble des ressources disponibles forme la bande passante, qui est divise en plusieurs ensembles de canaux radio non interfrents. Ces canaux peuvent tre utiliss simultanment et le multiplexage de plusieurs communications sur une bande passante se fait par les mthodes FDMA, TDMA, CDMA. La principale caractristique de linterface radio est laffaiblissement de la puissance en fonction de la distance sparant lutilisateur de sa station de base. La puissance dmission de chaque canal doit donc tre optimise pour assurer une bonne qualit de service de la communication sur le lien radio, et pour permettre de rutiliser un mme canal dans une autre cellule. Cette rutilisation dun canal sappelle lallocation des ressources.

VIII La scurit des rseaux de mobilesDans un rseau de mobiles, tous les utilisateurs partagent un mme support de transmission ; il est donc ncessaire de mettre en uvre un mcanisme de scurit. La scurit des rseaux de mobiles utilisant linterface radio ncessite lauthentification de lutilisateur, ainsi que le cryptage des donnes et la protection des donnes de contrle.

IX

Les fonctions du rseau cellulaireGestion de la mobilit : cette fonction met jour la localisation de lutilisateur dans un rseau. Cette mise jour se fait au niveau du HLR (Home Location Register) dun domaine dabonnement, et des VLR (Visitor Location Register) quil possde. Gestion des appels : il sagit de reprer lappel, dinitialiser un chemin puis de rserver les ressources ncessaires ltablissement dune liaison entre lappelant et lappel. Gestion des ressources radio : cette fonction, veille au bon fonctionnement du lien radio pour les utilisateurs dune cellule, en sassurant de toujours offrir le canal avec la meilleure qualit de service, tout en rduisant les interfrences sur les autres canaux.


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Le GSM Global System for Mobile communications


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I

Introduction

Les trois gnrations de rseaux de mobiles : Premire gnration : concerne le tlphone mobile avec communications analogiques. Deuxime gnration : utilise une communication numrique avec deux options : - soit le combin est embarqu dans un mobile avec une potentialit importante de dplacement. - soit la mobilit est rduite. Troisime gnration : voit le terminal se sophistiquer avec lintroduction dapplications multimdia et lapparition dun numro dappel unique au niveau mondial.

Les rseaux sans fil ou cellulaires existants actuellement forment la deuxime gnration. Les rseaux sans fil ont t conus comme une extension mobile des rseaux fixes afin de permettre aux utilisateurs des rseaux classiques de se dplacer autour dune station fixe. Mme si cette mobilit reste limite, lutilisateur devient mobile. Les systmes cellulaires dorigine Europenne : Le GSM (Global System for Mobile communications), premier systme de tlphonie mobile efficace, conomique et universel rpondant aux exigences dinterconnexion et de mobilit du monde contemporain, a t rapidement adopt par les utilisateurs ces dix dernires annes. Pour se maintenir la hauteur de ce succs tout en participant la convergence des mondes de linformatique et des tlcommunications dont notre poque est le tmoin, le GSM volue constamment. La technique HSCSD (High Speed Circuit Switched Data) permet au terminal mobile de se complexifier pour autoriser des dbits suprieurs. Avec le GPRS (General Packet Radio Service), le rseau sadapte la communication de paquets de donnes. EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution) renouvelle linterface radio pour offrir des dbits plus levs. LUMTS (Universal Mobile Telecommunications System) transforme encore plus radicalement linterface radio pour offrir des services mobiles quivalents ceux offerts sur les rseaux fixes. Tous issus de normes europennes, ces diffrents systmes de communication avec des mobiles sont aujourdhui mondialement connus.

II

Architecture gnrale

Le GSM a supplant les systmes analogiques, dits de premire gnration. La couverture du GSM est quasi mondiale, et le systme GSM a t tendu dautres bandes de frquences, notamment 900 et 1800 MHz. La russite du GSM sexplique par la prcision avec laquelle le systme GSM a t spcifi. Pour que linterfonctionnement soit complet, tous les niveaux du systme sont standardiss, tels les services, larchitecture rseau, linterface radio, les protocoles, etc. Pour grer les spcificits des communications avec les mobiles, le GSM a introduit des quipements spcifiques nexistant pas dans les PSTN (Public Switched Telephone Network), les rseaux tlphoniques fixes classiques, ou RTC (Rseau Tlphonique Commut). Ces quipements, et plus gnralement les fonctions relatives la gestion des utilisateurs mobiles, ont t regroups dans un type de rseau particulier : PLMN (Public Land Mobile Network). Ces rseaux se raccordent aux PSTN et aux PLMN dautres oprateurs par des passerelles, elles aussi spcifies dans le standard GSM.


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RTC BTS MSC B A bis BSC A VLR

CInterface air ou liaison radio

D

A bis

BTS

A E

HLR

A bis

D BSC VLR

B BTS

interfaces

BSS

NSS Interconnexion de rseaux

BSC BSS BTS HLR VLR MSC NSS RTC

Base Station Controller : gre les canaux radio (gestion des changements cellulaires ) Base Station Subsystem : sous -systme radio (compos des BTS, BSC et des terminaux) Base Transceiver Station : gre laccs radio des mobiles dans leur zone de couverture Home Location Register : stockage des informations relatives aux abonns (localisation ) Visitor Location Register : stockage des informations relatives aux utilisateurs dune rgion particulire Mobile-services Switching Center : commutateur numrique grant les communications Network SubSystem : sous -systme rseau (compos des MSC, VLR, HLR) Rseau Tlphonique Commut


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1)

Le sous-systme radio ou BSS

Le BSS (Base Station Subsystem) gre laccs radio et comprend : Des terminaux mobiles : le GSM a introduit une carte puce (carte SIM) qui contient les informations relatives labonnement dun utilisateur. Des stations de base : ce sont des points daccs au rseau et ont en charge laccs radio des mobiles dans leur zone de couverture (oprations de modulation, dmodulation, codage correcteur derreurs ), la diffusion dinformations sur la cellule et la remonte dinformations sur la qualit de transmission au BSC. Des BSC (Base Station Controller) : qui gre les canaux radio (contrle dadmission dappels, gestion des changements intercellulaires, contrle de puissance). Le BSC est connect au BTS par linterface Abis et au MSC (Mobile-services Switching Center) par linterface A. Le fait que ces interfaces soient normaliss garantit linterfonctionnement des matriels des diffrents constructeurs. La normalisation dune interface revient dfinir le jeu de messages changs de part et dautres de cette interface, ainsi que la manire dy transporter les donnes.

2)

Le sous-systme rseau ou NSS

Le NSS (Network SusSystem) soccupe de linterconnexion avec les rseaux fixes, publics ou privs, auxquels est rattach le rseau mobile. Il gre en outre ltablissement des communications avec les utilisateurs mobiles, utilisateurs dont il dtient un profil. Les lments du NSS sont les suivants : Le MSC (Mobile-services Switching Center) ou commutateur de services. Cest un commutateur numrique en mode circuit, qui gre toutes les communications avec les mobiles sous sa couverture. Le HLR (Home Location Register) ou base de donnes de localisation nominale. Cest la base dans laquelle sont stockes toutes les informations relatives aux abonns dun PLMN (numros de tlphone, informations de chiffrement et localisation courante de labonn cest dire la rfrence du VLR de la zone dans laquelle il se trouve). Le VLR (Visitor Location Register) ou base de donnes de localisation locale. Cette base stocke les informations relatives aux utilisateurs dune rgion particulire. On y trouve les mmes informations que dans le HLR, avec en outre lidentit temporaire de lutilisateur et sa zone de localisation, qui nest autre quun sous-ensemble de cellules dans lequel se trouve lutilisateur.

Le NSS utilise deux autres bases de donnes : LEIR (Equipment Identity Register) qui contient la liste de tous les mobiles autoriss fonctionner sur le rseau. LAUC (AUthentification Center) qui contient les codes PIN des cartes SIM.

III

Linterface radio

Elle permet la connexion sans fil du terminal au rseau. Elle est constitue de mcanismes permettant lmission et la rception de signaux de radiofrquence de manire efficace et sre quelle que soit la manire de propagation. Cette couche physique inclut des moyens permettant dtablir, maintenir et relcher les liens tablis entre le terminal mobile et le rseau. La notion de canal logique permet de dissocier les fonctions de ces diffrents liens.


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1)

Le canal physique

Il regroupe les moyens pour transmettre les informations de lmetteur vers le rcepteur. Dans un systme radiomobile, il gre l'mission et la rception des signaux radio. Pour viter que les signaux radio des diffrents utilisateurs proches ne se perturbent, on a dfinit des techniques daccs multiples (TDMA, FDMA, CDMA - Ces techniques ont t dfinies prcdemment dans le chapitre relatif aux rseaux de mobiles - ) ou des versions hybrides (F-TDMA pour le GSM). En GSM, laccs radio sappuie sur du F-TDMA. Sur plusieurs bandes de frquences se trouve une trame TDMA. Pour augmenter la diversit frquentielle, il est possible de mettre en uvre des sauts de frquences. Dans ce cas, chaque trame TDMA est transmise une frquence diffrente de la prcdente, le jeu de frquences utilis tant connu la fois de lmetteur et du rcepteur, et les trames TDMA se partageant les bandes de frquences disponibles. Les voies montante du mobile vers la station de base et descendante de la station de base vers le mobile sont spares en frquences. Cest lcart duplex ; cet cart est de 45 MHz pour le GSM 900 et de 95 MHz pour le GSM 1800. La bande de frquences est dcoupe en canaux de 200 KHz. Ainsi, il existe 125 canaux montants dans la bande 890-915 MHz et 375 dans la bande 1710-1785 MHz. Ces canaux sont partags entre les oprateurs. Laccs TDMA est assur par la dcoupe temporelle dun canal de 200 KHz en huit intervalles de temps lmentaires (slots) numrots de 0 7. La dure dun slot est de 577 s et celle de la trame de 4,615 ms. Le dbit binaire sur cette trame est denviron 270 Kbits/sec grce une modulation non linaire, la GMSK (Gaussian Minimum Shift Keying). Les voies montantes et descendantes utilisent une structure TDMA identique mais avec dcalage temporel de trois slots afin dviter quun mobile reoive et transmette en mme temps (ce qui serait techniquement ralisable, mais au prix de terminaux plus onreux). Les canaux physiques permettent de transporter diffrents types de canaux logiques de dbits varis. Pour mettre en uvre cette diversit de dbits, une notion de multitrame a t introduite, permettant dobtenir des priodes dapparition spcifiques pour chaque type dinformation : une multitrame 26 trames, dune dure totale de 120 ms, et une autre multitrame 51 trames, dune dure totale de 235,38 ms. En fonction du canal logique transport, le slot est organis en bursts (agencement des informations dans le signal transmis dans un slot TDMA). Il existe plusieurs types de bursts, ddis des fonctions particulires (synchronisation, transmission des donnes ). Remarque : utilisation de technique de type aloha avec bits de signalisation.

2)

Les canaux logiques

Contrairement aux canaux physiques, qui ne font que transporter des informations quelles quelles soient, les canaux logiques permettent de distinguer les diffrents types dinformations circulant dans le systme. Il existe deux catgories de canaux logiques : Les canaux ddis : rservs un utilisateur spcifique. Les canaux communs : partags par tous les utilisateurs.


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TYPE CATEGORIE NOM Communs Diffusion BCCH (Broadcast Control CHannel) FCCH (Frequency Correction CHannel) SCH (Synchronization CHannel) Contrle AGCH (Access Grant CHannel) CBCH (Cell Broadcast CHannel) PCH (paging CHannel) RACH (random Access CHannel) FACCH (Fast Associated Control CHannel) SACCH (Slow Associated Control CHannel) SDCCH (Stand-Alone Dedicated Control CHannel) TCH (Traffic CHannel)

SENS Descendant Descendant Descendant

ROLE Diffusion dinformations systme spcifique la cellule. Synchronisation frquentielle

Ddis

Contrle

Synchronisation temporelle et identification de la cellule. Descendant Rponse du rseau laccs initial Descendant Diffusion de messages courts Descendant Appel du mobile Montant Accs initial du mobile Bidirectionnel Signalisation rapide Bidirectionnel Contrle de la transmission Bidirectionnel Signalisation Bidirectionnel Transmission de donnes

Trafic

IV

Les protocoles

Le GSM sappuie sur un ensemble de protocoles pour rpondre aux besoins des oprateurs : localisation du mobile pour la gestion des appels Larchitecture protocolaire du GSM sappuie sur : Architecture classique de lOSI. Architecture dun rseau tlphonique numrique. Plusieurs plans sont identifis : Le plan utilisateur : contient les protocoles pour la transmission des donnes. Le plan de contrle : fournit la signalisation pour ltablissement et la supervision des transmissions. Le plan de gestion : permet de coordonner les deux prcdents et de grer les quipements.

1)

La couche 1

Cette couche permet la transmission physique, comme expliqu prcdemment. Du ct du BSS et du NSS, la couche physique utilise des techniques classiques des rseaux fixes : fibre optique, liaison hertzienne

2)

La couche 2

Ct rseau, entre BSS et NSS, il utilise le protocole MTP2 (Message transfert Part level 2) du SS7 pour fiabiliser la transmission. Ct radio, le GSM a adapt aux spcificits dune transmission radio, un protocole du RNIS, le LAPD (Link Access Procedure for the D-channel) et a dfini le LAPDm (LAPD for mobile).

3)

La couche 3

Elle regroupe trois types de protocoles qui peuvent tre considrs comme trois sous-couches : La gestion des connexions ou CM (Connection Management) : permet de fournir des services de communication entre le mobile et le MSC (Mobile services Switching Center). La gestion de la mobilit ou MM (Mobility Management) : est responsable de litinrance des utilisateurs et gre la mise jour des bases de donnes HLR et VLR, qui permettent de


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retrouver un utilisateur dans le rseau. Elle est en outre responsable des aspects de confidentialit et de scurit et stend du mobile au MSC. La gestion des ressources radio ou RR (Radio Ressources management) : permet dtablir des liens physiques de communication entre le mobile et le BSC (Base Station Controller), en tenant compte des dplacements du mobile et des alas du canal radio. Elle gre ainsi les changements intercellulaires et arbitre laccs la ressource radio, qui peut se rvler rare.

Pour finir, le GSM appelle le protocole MAP (Mobile Application Part) qui est la version amliore du SS7 (charg de la gestion de lensemble des communications lintrieur du NSS). Cette version est dite amliore car elle intgre des procdures caractristiques dun rseau de mobiles, telle la gestion de la mobilit.


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MM

SMS

SS

CC BSSAP RR DTAP

MM

SMS BSSAP

SS

CC

Couche 3DTAP

RR

BSSM AP

BSSMA P

Fonction de distribution

Fonction de distribution SCCP MTP3 MTP2 MTP1 MSC Couche 1 Couche 2

RR

DTAP

BTSM

SCCP BTSM MTP3 LAPDCouche physique

Fonction de distribution LAPDm Couche physique LAPDm Couche physique LAPD Couche physique

MTP2 MTP1

MS

BTS

BSC

BSSAP BSSMAP BTSM CC CM DTAP LAPD LAPDm MM MTP RR SCCP SMS

Base Station Subsystem Application Part Base Station Subsystem Management Application Part Base Transceiver Station Management Call Control Connection Management Direct Transfer Application Part Link Access Procedure for the D-channel LAPD for mobile Mobility Management Message Transfer Part Radio Ressource management Signalling Connection Control Part Short Message Service


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UMTS Universal Mobile Telecommunications System


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I

Introduction

En septembre 1999, le GSM compte environ 220 millions dutilisateurs dans le monde. En septembre 2000, ce chiffre dpasse les 380 millions, et la couverture du GSM est quasi mondiale. En parallle, les autres systmes mobiles de communication de deuxime gnration, tels que lIS95 et lIS96 aux Etats-Unis et le PDC au Japon, reprsentent eux deux environ 150 millions dutilisateurs. La couverture mondiale de ces systmes est plus restreinte, comparativement celle du GSM, puisque le PDC est ddi au Japon, avec quelques extensions aux pays avoisinants, et que les systmes amricains se concentrent sur lAmrique du Nord et lAsie. Les constructeurs et oprateurs des systmes de communication cellulaire mobile de troisime gnration ne peuvent pas ignorer cette situation. Ils sont tenus dassurer une compatibilit descendante maximale avec les systmes 2G et rentabiliser les investissements importants et rcents quils ont ralis. De plus les systmes 3G se doivent doffrir la mme couverture que ses anes, notamment la possibilit de se connecter quelle que soit sa position gographique. Enfin, grce la position dominante actuelle du GSM, utilis par la plupart des connexions mobiles, les gnrations qui en dcoulent sont dotes dun avantage indiscutable. Les systmes de troisime gnration sont donc vous une couverture mondiale et un nombre dutilisateurs sans cesse croissant. De plus, lUMTS Forum prvoit quen 2010, la parole reprsentera moins de la moiti des connexions, lautre moiti tant compose des services multimdias ou de transfert de donnes, trs gourmands en bande passante. A titre dexemple de cette volution, plus de 15 milliards de SMS ont t changs en dcembre 2000, alors que, en 2001, ce nombre avoisine les 200 milliards. Lapparition dune troisime gnration de rseaux de mobiles a donc pour origine tout la fois la saturation des systmes actuels et le besoin dune couverture universelle ainsi que de services volus tendant vers ceux offerts par les infrastructures fixes. Il faudrait ajouter ces raisons une certaine volont manant de pays nayant pas forcment dinfrastructure fixe adquate ou ayant rat le train du GSM dentrer rapidement dans la troisime gnration.

II

Gnralits1)

Les objectifs de la norme UMTS

Adjoindre des capacits multimdia haut dbit pour les donnes. Proposer des services vocaux mais aussi des communications de donnes. Aujourdhui, le GSM propose le transfert de donnes en mode circuit avec un dbit allant jusqu 9Kbit/s. Il est envisag de dvelopper la transmission plus haut dbit en mode circuit (HCSD) et la transmission de donnes en mode paquet (GPRS, EDGE).

2)

Pourquoi une nouvelle norme

LUMTS (comme les autres normes 3G) est concerne par 4 jeux de force : La convergence entre informatique, tlcommunication et audiovisuel (extension aux donnes et au mix voix/donnes). Lutilisation de nouvelles ressources en frquence. La norme 3G offrira une meilleure efficacit spectrale (plus de dbit sur une mme plage de frquence). La migration dapplications et services plus diversifis et plus dvelopps. Les volutions technologiques (rseau, systme ).


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3)

Les besoins

Cette norme 3G doit dtailler un systme : unique efficace (qualit, scurit, largeur de bande) multimdia distinguant le service du rseau offrant une couverture globale une flexibilit dusage et une offre multiservices.

4)

Les services

Des services traditionnels comme la transmission haut dbit : LUMTS fournira un meilleur compromis capacit/cot : 384 Kb/s pour tout le monde en mode mobile et 2Mb/s en situation fixe. De nouveaux services qui rpondront 3 exigences : Un contenu multimdia (jeux). La mobilit De la valeur ajoute (le grand public doit pouvoir payer le surcot des services).

5)

Du GSM lUMTS : les paliersa) Interoprabilit GSM / UMTS

Par consquent, lUMTS se dveloppera certainement, dans un premier temps, dans des lots de couverture (milieu urbain, centre daffaires) et se gnralisera par un dploiement progressif, permettant des investissements incrmentaux. La norme 3G sappuiera sur la norme 2G pour la couverture globale ; en effet, lUMTS opre une frquence plus leve et avec des dbits la fois variables et importants, et donc ncessite des cellules de taille nettement plus petites que les macro-cellules actuelles du GSM, ce qui conduirait un rseau au cot plus lev, onreux en infrastructures. En sappuyant sur la norme 2G, on veut obtenir une couverture maximale pour que les services UMTS puissent tre accessibles haut dbit en mode dgrad. Cela ncessite une interoprabilit maximale avec le GSM, et des terminaux GSM/UMTS pour passer dlots en lots en gardant la continuit du service.

b)

Les paliers techniques

Linterface radio : Une dcision de compromis a t prise par lETSI : - Le protocole WCDMA (Wideband Code Division Multiple Access) pour les bandes de frquences appaires. - Le protocole TD/CDMA (Time Division / Code Division Multiple Access) a t retenu pour les bandes de frquences non appaires (applications faible porte, tlphone sans cordon, dbits fortement asymtriques). Le rseau : LUMTS impliquera limplantation de nouvelles cellules grant les interfaces radio et la rutilisation maximale des composants GSM de dernire gnration (haut dbit). De plus, pour assurer la couverture, les terminaux pour lUMTS devront tre multimode. Les services et applications : Aujourdhui, le 2G assure les services vocaux et partiellement le domaine donnes. Les services sont peu nombreux et consistent essentiellement en une reprise dgrade des services fixes, et sont fournis principalement par le rseau (rseau intelligent). Les performances se dgradent rapidement en cas de mobilit. LUMTS doit assurer en 3G des services trs nombreux, volutifs, dlivrs en priphrie, sur une base de rseau UMTS ou GSM, en modle client/serveur.


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6)

Les cots

Il faut prendre en compte de nombreux facteurs de cots : Linvestissement Le rseau Linstallation Lachat de spectre Les nouveaux sites Lexploitation Les nouveaux terminaux : reprsenteront les cots les plus lourds ; ils devront assurer des fonctionnalits plus complexes et coteuses (multimdia, haut dbit). En rsum, il apparat que sur des hypothses de dveloppement local, lUMTS ne cotera pas plus cher que le GSM, dans un contexte gnral de baisse des cots (llectronique cotant de moins en moins cher).

III

Principes de fonctionnement1) Les stratgies dallocation de frquences UMTS

Les frquences sont traditionnellement proprit des Etats, lesquels les attribuent aux oprateurs pour offrir des services sans fil. La prise de conscience de la vritable valeur des frquences est apparue avec le succs du GSM et sa proche congestion. Pour valoriser leur bien, les gouvernements ont adopt diffrentes stratgies : Lattribution des licences par mise aux enchres : Cette mthode garantit normalement la maximisation du gain des gouvernements puisque les oprateurs sont censs sarracher de rares licences. En contrepartie, les enchres favorisent les plus puissants (oprateurs multinationaux), et tent la possibilit doctroyer une licence un oprateur national. Enfin, rien, dans les enchres, ne garantit le service offert aux utilisateurs par loprateur, qui a tendance leur faire payer les investissements engags par des tarifs levs. Lattribution des licences sur dossier : Pour ce type dattribution, loprateur sengage sur des services (couverture, types de services). Pour rentabiliser son spectre, un gouvernement peut exiger un droit dentre loprateur pour le dpt du dossier.

Quelques exemples dallocation de licences UMTS en Europe : France Grande-Bretagne Allemagne Autriche Italie Pays-Bas Espagne Finlande 4 licences ; soumission comparative avec droit dentre de 5 M par licence 5 licences aux enchres pour 38,7 M 6 licences aux enchres pour 50 M 6 licences aux enchres pour 0,83 M 5 licences, dossier et enchres, pour 12,1 M 5 licences aux enchres, pour 2,68 M (avec plainte du gouvernement pour coalition des candidats) Soumission comparative avec droit dentre de 12 M 4 licences gratuites

2)

Les concepts daccs radio

LETSI a tudi 5 solutions techniques pour lUTRA (UMTS Terrestrial radio Access) : ou W-CDMA (Wideband-CDMA) :


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CDMA large bande qui requiert des canaux plus larges (5 MHz). Cest un systme flexible qui accepte tout type de dbit (du Kbits/sec plusieurs centaines de Kbits/sec). ou OFDMA : Technique fonde sur des modulations OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing), et qui est un mlange du TDMA (prsent prcdemment) et du OFDMA (partage des porteuses OFDM entre diffrents utilisateurs). Cette solution a t limine car, mme si elle prsente une flexibilit dans les dbits, elle reste complexe au niveau de lamplification de puissance des terminaux. ou TD-CDMA : Systme hybride TDMA / CDMA qui consiste prendre une trame CDMA, multiplexer plusieurs utilisateurs dans un mme slot CDMA ; on rend la bande utilise plus large en talant le spectre dans chaque slot. Ce concept a t dvelopp dans un premier temps pour des canaux larges de 1.6 MHz, puis a donn lieu au mode TDD (Time Division Duplex) de lUMTS dans des canaux de 5 MHz. ou W-TDMA : TDMA large bande ; cette technique sappuie sur un systme TDMA de type GSM mais avec des canaux plus larges (1.6 MHz) que ceux du GSM (200 KHz) ; pas dtalement de spectre. Cette solution a t rejete car elle savre peu pratique pour accepter les bas dbits et offrir les mmes services de voix que les systmes de deuxime gnration. ? ou ODMA : (Opportunity Driven Multiple Access) Cette technique de relais est applicable toutes les autres solutions. Lorsquun utilisateur a de mauvaises conditions radio, il peut, par le biais de cette mthode, communiquer avec la station de base par lintermdiaire dautres mobiles qui seraient situs entre cet utilisateur et la station de base. Cette solution permet dviter dmettre pleine puissance et dengendrer beaucoup dinterfrences. Toutefois, la possibilit de voir sa batterie se dcharger pour dautres communications que la sienne est assez mal vue par la majorit des utilisateurs. Cest pourquoi cette solution est reste optionnelle, mme si elle revient actuellement la mode du fait de lengouement pour les rseaux ad-hoc.

En rsum : Les deux solutions retenues sont le W-CDMA et le TD -CDMA ; ces solutions diffrent dans les accs physiques mais les couches suprieures sont fortement semblables et peuvent apparatre comme deux modes dune mme solution.

3)

Architecture gnrale

Larchitecture UMTS sappuie sur la modularit (signalisation spare du transport dinformations). LUMTS se dfinit en 3 domaines : Le domaine utilisateur Le domaine daccs radio ou UTRAN Le rseau cur Ces domaines sont spars par des interfaces (respectivement Uu et Iu). Des strates fonctionnelles sont appliques cette architecture de faon sparer les fonctions en groupes indpendants : La strate daccs radio qui contient les protocoles et fonctions relatifs laccs radio. La strate de service contient tout ce qui permet ltablissement dun service de tlcommunication. La strate personnelle qui est ddie aux fonctions permettant de mmoriser et de rcuprer les informations relatives un utilisateur pour personnaliser ses services et environnements. La strate applicative qui reprsente les applications mises en uvre de bout en bout.


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RTC

RNC

MSC

UE

Uu

IuNodeB

F

EIR C

HLR-AuC

SGSN Infrastructure GPRSRseau IP

Gr

GGSN interfaces

BG

GIRseau Inter PLMN Rseau InternetIntranet

PLMN

PLMN

AuC BG EIR GGSN SGSN HLR MSC PLMN RNC RTC

AUthentification Center Border Gateway Equipment Identity Register Gateway GPRS Support Node Serving GPRS Support Node Home Location Register Mobile-services Switching Center Public Land Mobile Network Radio Network Controller Rseau Tlphonique Commut

a)

Le domaine utilisateur

Le domaine utilisateur est similaire ce qui a t dfini en GSM. Il se compose dun terminal capable de grer linterface radio et dune carte puce, la carte U -SIM, qui contient les caractristiques de lutilisateur et de son abonnement.

b)

Le domaine du rseau cur (Core Network)

Ce domaine est semblable celui du GPRS. Scind en deux parties, le rseau cur comprend :


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Un rseau cur de type circuit compos de commutateurs circuits (MSC), de passerelles vars les rseaux tlphoniques publics et de serveurs ddis aux SMS. Un rseau cur de type paquet compos par des commutateurs paquets (SGSN et GGSN) qui relient le rseau oprateur au monde extrieur. Entre les SGSN et les GGSN, existe un rseau paquet quelconque (le plus souvent un rseau IP).

Pour grer les donnes relatives aux utilisateurs (position dans le rseau, abonnement), on retrouve les bases de donnes qui avaient t introduites dans le GSM : HLR (Home Location Register), VLR (Visitor Location Register) et EIR (Equipment Identity Register).

c)

Le domaine daccs radio (UTRAN)

Contrairement aux deux autres domaines qui reprennent des concepts existants, le domaine daccs radio est compltement diffrent. On y retrouve lapproche modulaire qui domine lUMTS, la signalisation tant spare du transport des informations. Il en dcoule donc deux catgories de protocoles : Les protocoles du plan utilisateur Les protocoles du plan de contrle LUTRAN comporte la strate daccs qui est relie aux autres strates par des points daccs de services de 3 types : Services de contrle commun (diffusion dinformations gnrales) Services de contrle ddi (pour un utilisateur spcifique) Services de notification (diffusion dinformations non pas toute la cellule mais des utilisateurs spcifiques) Les lments constituant lUTRAN sont les stations de base (ou NodeB) et les RNC (Radio Network Controller). Un RNC et plusieurs stations de base forment un sous-systme radio ou RNS (Radio Network Subsystem). Comparaison de la terminologie du rseau daccs radio :UMTS UE (User Equipment) NodeB RNC (radio Network Controller) UMSC (UMTS MSC) RNS (Radio Network Subsystem) Interface Iub Interface Iu Interface Iur GSM MS (Mobile Station) BTS (Base Transceiver Station) BSC (Base Station Controller) MSC (Mobile-services Switching Center) BSS (Base Station Subsystem) Interface Abis Interface A Inexistante Commentaires Un nodeB est moins autonome quune BTS Un RNC est plus complexe quun BSC puisquil contrle compltement les nodeB

Entre NodeB et RNC (BTS et BSC) Entre RNC (BSC) et rseau cur Entre 2 RNC

LUTRAN est dcoup en couches : Une couche physique PHY Une couche de partage des ressources MAC Une couche de fiabilisation du lien radio RLC (Radio Link Control) Une couche dadaptation des donnes PDCP (Packet Data Convergence Protocol) et une entit transverse, le RRC (radio Ressource Controller), qui contrle le tout. Une couche BMC (Broadcast Multicast Control) qui traite de service de diffusion dans une cellule ou un ensemble de cellules. Ces couches correspondent aux couches 1 et 2 du modle de lOSI, mme si certaines fonctions du RRC peuvent tre rattaches la couche 3 de lOSI. Toujours dans une optique de modularit de lUMTS, sous la couche physique se trouvent des canaux physiques, entre la couche physique et la couche MAC des canaux de transport et entre le MAC et le RLC des canaux logiques. Ces canaux reprsentent des points daccs de services rendus par la couche infrieure la couche suprieure.


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(a) La couche physique : Les canaux physiques du mode FDD (Frequency Division Duplex) utilisent un duplex en frquence (voies montante et descendante spare en frquence). Le mobile et la station de base communiquent en continu et simultanment dans les deux directions. Cette communication stablie par la technique dtalement de spectre. Cette technique se droule en deux phases : dabord, le signal transmettre est multipli par une squence de chips au dbit plus rapide. Dans un second temps, il y a une phase dembrouillage : le signal est multipli chip chip, cest dire sans accroissement du dbit rsultant, par une squence pseudo-alatoire, ou code dembrouillage (srambling code). Les squences dembrouillage utilises sont des portions de 38400 chips de codes de Gold. Elles permettent de sparer des sources asynchrones, soit, sur la voie descendante, diffrentes stations de base et, sur la voie montante, diffrents mobiles. Le dbit chip est constant et slve 3,84 Mchip/sec. Le canal physique est lassociation dune frquence porteuse, dune paire de codes (un pour lembrouillage et un pour ltalement) et dune dure temporelle exprime en multiple de chips. Il existe plusieurs types de canaux physiques : Canaux ddis (pour un utilisateur) Canaux communs (partags par tous les utilisateurs) Canaux visibles par les couches suprieures (transmission informations) Canaux qui ne servent quau bon fonctionnement de la couche physique Canaux physiques de lUMTS FDD :Type Ddis Nom DPDCH (Dedicated Physical Data CHannel) Rle

Transport de donnes ddies un utilisateur ; bidirectionnel DPCCH (Dedicated Physical Control CHannel) Contrle le DPDCH ; bidirectionnel Communs (visibles par Pour accs initial des mobiles dans le couches suprieures) PRACH (Physical Random Access CHannel) rseau ; UL uniquement PCPCH (Physical Common Packet CHannel) Canal partag montant ; UL uniquement PDSCH (Physical Downlink Shared CHannel) Canal partag pour des transmissions descendantes sporadiques ; DL uniquement PCCPCH (Primary Common Control Physical CHannel) Diffusion dinformations systme (primary) ; SCCPCH (Secondary Common Control Physical paging et rponse des couches hautes aux CHannel) accs initiaux (secondary) ; DL uniquement Communs Pour une rponse de la couche physique (uniquement couche AICH (Acquisition Indicator CHannel) aux accs initiaux ; DL uniquement physique SCH (Synchronization CHannel) Permet au mobile de se synchroniser au rseau ; DL uniquement CPICH (Common Pilot CHannel) Canal pilote commun ; permet au mobile de se synchroniser sur la cellule et destimer sa puissance reue (mesure lorigine des handovers) ; DL uniquement

Chaque canal physique possde sa propre structure. Par exemple, le canal physique de synchronisation SCH consiste rpter une mme squence.


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Canaux de transport : Permettent la couche physique doffrir des services de transport la couche suprieure.Type Ddi Nom DCH (Dedicated CHannel) Rle Transport des informations de lutilisateur et des informations de contrle des couches suprieures relatives cet utilis ateur Diffusion dinformations systme propres une cellule (code utilis ) ; sens descendant Aprs une demande daccs initial par le canal RACH, le rseau rpond au mobile dans ce canal Canal descendant permettant au rseau dappeler un mobile dans la zone de localisation Canal descendant transportant des donnes ddies un utilisateur spcifique Canal montant dans lequel un mobile effectue en requtes de demande de connexion Canal montant partag qui tend les fonctionnalits du RACH. Les mobiles peuvent y envoyer des paquets de donnes sans ncessairement avoir une connexion ouverte

Communs

BCH (Broadcast cHannel)

FACH (Forward Access CHannel)

PCH (Paging CHannel)

DSCH (Downlink Shared CHannel) RACH (random Access CHannel)

CPCH (Common Packet CHannel)

En rsum : Les traitements assurs par la couche physique sont : Ajout dun CRC (pour les erreurs en rception) Codage du canal Adaptation de dbit (modification du nombre de bits sur le canal de transport pour que a corresponde au nombre de bits dune trame physique). Segmentation (quand le bloc dinformation du canal est suprieur la capacit de la trame, on construit plusieurs trames) et concatnation. Multiplexage des canaux de transport et entrelacement (pour viter des vanouissements sur le canal radio).

Outre le mode FDD, qui reste le mode majeur de lUMTS, le mode TDD peut tre utilis ; ce mode consiste mettre en uvre un sens montant et un sens descendant en fonction dune dure (slot). (b) La couche MAC : Medium Access Control La couche MAC effectue lassociation des canaux logiques (visibles par la couche RLC) et des canaux de transport offerts par la couche physique. Elle gre les priorits entre les flux dun mme utilisateur et entre diffrents utilisateurs, et collecte de mesures sur le volume de trafic puis les transmet au RRC. Canaux logiques :


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Type Trafic

Nom DTCH (Dedicated Traffic CHannel) CTCH (Common Traffic CHannel)

Contrle

BCCH (Broadcast Control CHannel) PCCH (Paging Control CHannel) DCCH (Dedicated Control CHannel)

CCCH (Common Control CHannel)

Rle Transfert de donnes ddies un utilisateur ; bidirectionnel Canal point multipoint pour le transfert de donnes un groupe dutilisateurs ; DL uniquement Diffusion dinformation systme ; DL uniquement Pour le paging ; DL uniquement Transfert dinformations de contrle (tablissement dappel, handovers) ddie un utilisateur ; bidirectionnel Transfert dinformations de contrle partages par les utilisateurs (accs initial, rponse laccs initial) ; bidirectionnel

(c) La couche RLC : Radio Link Control Son rle est de fiabiliser les transmissions sur linterface radio, tout en ralisant un contrle de flux. Ses fonctions sont : Segmentation Rassemblage Concatnation ou bourrage des blocs dinformations Dtection des duplications Retransmission Mise en ordre des paquets reus Cryptage Sappuie sur trois modes doprations : Mode transparent : oprations de segmentation et rassemblage. Mode non acquitt : numrote les paquets et dtecte les erreurs ; pas de retransmission pour des corrections. Mode acquitt : retransmission quand il y a des erreurs. (d) La couche PDCP : Packet Data Convergence Protocol Garantit lindpendance des couches basses du domaine daccs radio par rapport aux protocoles des rseaux extrieurs, assure le transfert des donnes des couches suprieures et amliore lefficacit des transmissions par la compression des informations redondantes.(e) La couche BMC : Broadcast Multicast Control

Permet de diffuser sur la cellule des informations destines lensemble des utilisateurs ou un groupe restreint dabonns. Peut tre compare au service de diffusion SMS du GSM. (f) RRC : Radio Ressource Controller Entit qui pilote toutes les couches en fonction des QoS requises sur les communications et de la charge du rseau. Il existe donc des connexions entre le RRC et les autres couches.


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Rseau RRC

BMC

PDCP

PDCP

Liaisons De donnes

RLC

RLC

RLC

RLC

Canaux logiques

MAC

Canaux de transport

Physique PHY

Architecture en couches de lUTRAN


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Rseaux de mobiles

d)

Les interfaces

NodeB

Iub

RNC

Iu

Rseau coeur

Iur

RNC

Linterface Iur se situe entre 2 RNC, et nexistait pas dans le GSM. Elle a t introduite pour permettre ltablissement de deux ou plusieurs chemins entre le rseau et un mobile via deux stations de base potentiellement diffrentes. Linterface Iu permet de connecter lUTRAN au rseau cur. Cest une double interface : une interface vers le domaine circuit du rseau cur et une vers le domaine paquet.


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Rseaux de mobiles

Les rseaux mobiles Rsum


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Rseaux de mobiles

Rseau de mobiles GSM Description gnrale Organisme de normalisation Anne de parution Principaux acteurs 1991 France Tlcom, Cgtel, Bouygues point point ETSI En cours de dv. France Tlcom, Cgtel UMTS

Dbit

9 Kbits/s (mode circuit) 384 Kbits/s (WCDMA FDD), 2 Mbits/s (WCDMA -TDD) 900 et 1800 MHz 2 GHz

Frquence

Mobilit des terminaux

Oui

Oui

Politique d'accs

F-TDMA

W-CDMA (pol.princip.), TD-CDMA, ODMA (pol. Option.) Tlphonie, transfert donnes, multimdias haut dbit

Applications cibles

Tlphonie


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Rseaux locaux sans fil : WPAN

WPAN


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I.

Introduction

Les rseaux locaux sans fil connaissent actuellement de nombreux dveloppements du fait de la flexibilit de leur interface. La norme Bluetooth cherche unifier les diffrents systmes de transmission radio qui vont s'installer dans les foyers. L'objectif, l'horizon 2001, est de se doter d'un outil technique commun pour faire dialoguer une foule d'appareils lectroniques : PC, tlphones, agendas lectroniques, voire les produits de type domotique. Il existe de standards en cours de constitution : Bluetooth la norme 802.11b (dite aussi WI-FI)

II.

Bluetooth1)

La norme

Norme mondiale de connectivit sans fil pour des usages trs courte porte la maison ou au bureau. Les dispositifs la norme Bluetooth peuvent communiquer les uns avec les autres, sans tre ancr un rseau. Cest un protocole de rseau sorganisant lui-mme. Les utilisateurs peuvent sy joindre et en sortir de faon alatoire. Il a t mis en place par un consortium de plus de 900 entreprises (SIG = Special Interest Group IG, il a t cr en mai 1998 par Ericsson, IBM, Intel, Nokia et Toshiba pour dvelopper un standard de connectivit sans fil) afin dinter relier de petits dispositifs lectroniques en troite proximit.

2)

La technologie

Communications radio grands dbits bidirectionnels courte distance sur une seule puce : Fonctionne dans la zone libre de permis de 2.4 GHz sur la bande ISM Les conditions dutilisation des quipements daprs lART (lAutorit de Rgulation des tlcommunications) : Conformment aux dispositions de larticle L.33-3 du code des postes et tlcommunications, ces installations sont tablies librement : aucune licence nest donc ncessaire pour les utiliser. Pour les installations radiolectriques de faible puissance et de faible porte fonctionnant dans la bande des 2.4 GHz, lART autorise la totalit de la bande 2400-2483,5 Mhz, avec une puissance limite 10 mW lintrieur des btiments et 2,5 mW lextrieur des btiments. Port : 10 mtres ou moins, jusqu 100 mtres avec amplificateur de puissance Vitesse de transmission des donnes : jusqu 720 Kbits/s (vitesse brute de transmission des donnes, 1 Mbit/s) Faible consommation dnergie Duplex rpartition dans le temps (DRT), modulation par dplacement de frquences G-FSK Utilise le spectre dispers saut de frquences 1600 sauts/s, 79 (ou 23) voies de radiofrquences

3)

Transmission de la voix et des donnes

Autorise jusqu 7 liaisons simultanes (il y a partage de la vitesse maximale de transmission de donnes)


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Nexige pas de liaison en visibilit directe (traverse les murs, les corps) Communications scuritaires Liaison vocale Synchrone (ou SCO = Synchronous Connection-Oriented link), avec correction derreurs sans circuit de retour Encodage de la voix CVSD (modulation Delta pente variable continue) 64 Kbits/s par voie (deux voies pour les communications vocales en duplex intgral) Liaison informatique Asynchrone (ou ACL = Asynchronous Connection-Less link) Vitesse maximale de transmission des donnes : 432 Kbits/s en mode symtrique, 721/57 Kbits/s en mode asymtrique

Pour rpondre ces objectifs, des groupements industriels se sont mis en place, tels Bluetooth et HomeRF dans le but de raliser une spcification ouverte de connexion sans fil entre quipements personnels. Bluetooth est fond sur une communication en forme de liaison radio entre deux quipements. HomeRF sintresse la connexion des PC avec toutes les machines domestiques sur une porte de 50 mtres.

4)

Schma de connexion

Rseau unique (dit aussi piconet) : prend en charge jusqu 8 terminaux, avec un matre (dont son but est de grer les communications) et huit terminaux au statut desclave. La communication entre 2 terminaux esclaves transite obligatoirement par le terminal matre. Piconet

Esclave Matre

Rseau interconnectant des piconets pour former un scatternet (en anglais scattter = dispersion). Le matre dun piconet peut devenir lesclave du matre dun autre piconet. Un esclave peut tre lesclave de plusieurs matres. Un esclave peut se dtacher provisoirement dun matre pour se raccrocher un autre piconet puis revenir v ers le premier matre, une fois sa communication termine avec le second.

Matre Esclave du piconet 1 et du piconet 2

Matre du piconet 3 et Esclave du piconet 2

Piconet 3

Piconet 1

Piconet 2


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5)

Les communications au sein de Bluetooth

Le temps est dcoup en tranche, ou slots, raison de 1600 slots par secondes. Un slot fait donc 625 s de long. Un terminal utilise une frquence sur un slot puis, par un saut de frquence (Frequency Hop), il change de frquence sur la tranche de temps suivante, et ainsi de suite.

Matre

Tranche de temps (slot) de 625 s Esclave Un client Bluetooth utilise de faon cyclique toutes les bandes de frquences. Les clients dun mme piconet possdent la mme suite de sauts de frquence, et, lorsquun nouveau terminal veut se connecter, il doit commencer par reconnatre lensemble des sauts de frquences pour pouvoir les respecter. Une communication sexerce par paquet. En gnral, un paquet tient sur un slot, mais il peut stendre sur 3 ou 5 slots. Le saut de frquence a lieu la fin de la communication dun paquet.

Matre

Tranche de temps (slot) de 625 s Esclave

6)

Les tats de terminaux Bluetooth

Les diffrents tats dun terminal Bluetooth :


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Non connect Standby

Connect Inquiry Page

Actif Transmit Connected

Economie Park Hold Sniff

Dans un tat de marche normal, le terminal matre doit tre dans ltat Inquiry et lesclave dans ltat Inquiry Scan. Le matre met une signalisation pour initialiser la communication. Dans c cas, si e lesclave reoit les messages, il passe dans un tat Inquiry Response, qui lui permet denvoyer un message au matre lui prcisant son adresse et ltat de son horloge. Il passe ensuite dans un nouvel tat, Page scan, dans lequel il attend de recevoir un paquet contenant son adresse sur lune des frquences disponibles. A rception du message, le matre passe dans ltat Page, dans lequel il met jour ses tables de connexion puis envoie un message vers lesclave. Lorsque lesclave dtecte ce message, il se place dans ltat Slave Response puis rpond au matre en indiquant son code daccs. Le matre se met alors dans ltat Master Response et envoie un paquet Frequency Hopping Synchronization, qui permet lesclave de se synchroniser sur lhorloge du matre, puis passe dans ltat connect (Connected). De mme, lorsque lesclave reoit ce message, il passe dans ltat connect. Le matre na plus alors qu effectuer une interrogation (polling) vers lesclave pour vrifier quil y a bien eu connexion. Ltat parqu (Park) indique que le terminal ne peut ni recevoir ni mettre. Il peut seulement se rveiller de temps en temps pour consulter les messages mis par le matre. Dans cet tat, il utilise un minimum dnergie, il nest pas comptabilis dans un piconet et peut tre remplac par un autre terminal dans les 7 connexions que peut recevoir un matre. Ltat suspendu (Hold) indique que le terminal ne peut que recevoir des communications synchrones de type SCO. De ce fait, le terminal se met en veille entre les instants synchrones de rception de paquet. Ltat de repos actif (Sniff) permet au terminal de dcider des slots pendant lesquels il travaille et de ceux pendant lesquels il se met ltat de repos.

7)

Le format dun paquet Bluetooth


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72 bits Code daccs

54 bits En-tte

0 2745 bits Donnes

3 bits Adresse MAC

4 bits Type

1 bit

8 bits HEC

Flot

ARQN

SEQN

ARQN = Automatic Repeat reQuest sequence Number HEC = Header Error Control MAC = Medium Access Control SEQN = SEQuence Number Les 72 bits premiers bits du paquet permettent de transporter le code daccs tout en effectuant une synchronisation entre les composants Bluetooth. Cette zone se compose de 4 bits de prambule 0101 ou 1010, permettant de dtecter le dbut de la trame, puis de 64 ou 68 bits pour le code et enfin de 4 bits de terminaison, lorsque le corps fait 64, permettant de dtecter la fin de la synchronisation en utilisant les sries 0101 ou 1010. Les 54 bits suivants consistent en 3 fois une mme squence de 6 champs de longueur 3, 4, 1, 1, 1 et 8 bits. Ces champs servent indiquer ladresse dun membre actif du piconet, ainsi quun numro de code, un contrle de flux piconet, une demande dacquittement et un contrle derreur des transmissions. Le champ de 18 bits est rpt 3 fois de suite pour tre sr de sa rception correcte au rcepteur. La zone de donnes qui stend ensuite de 0 2745 bits contient une zone de dtection derreur sur 1 ou 2 octets. 3 grands types de paquets sont dfinis dans Bluetooth 1. paquets de contrle (grer la connexion des terminaux) 2. paquets SCO (communications synchrones) paquets DV (Data Voice) qui portent la fois donnes et de la parole paquets HVy (High quality Voice) sans correction, la valeur y indique le type de contrle derreur dans le paquet y=1, un FEC (Forward Error Correction) de 1/3 est utilis ? le corps du paquet contient une redondance par lmission de 3 fois la mme information y=2, un FEC de 2/3 est utilis y=3, aucune protection nest utilise 3. paquets ACL (transfert de donnes 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 dbit effectif plus lev

8)

Scurit et fonctions de gestion

Des mcanismes dauthentification et de chiffrement au niveau MAC sont proposs.

9)

WPAN (Wireless Personal Area Network)

On appelle WPAN (rseau individuel sans fil) un systme de rseau conomique pour des dispositifs informatiques, par exemple des ordinateurs personnels (OP), ordinateurs portatifs, imprimantes et


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assistants numriques personnels de communiquer sans fil les uns avec les autres sur de courtes distances. Ce sont les normes de rseau individuel sans fil WPAN 802.15 de lIEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). un groupe de travail soccupe dlaborer une norme 1 Mbit/s daprs les travaux du groupe Bluetooth. On a commenc llaboration dune norme pour un WPAN grand dbit de 20 Mbits/s un prix visant le grand public Pour le transfert de linformation sur de courtes distances

II

Particulirement pour le multimdia et limagerie numrique.

Inconvnients

Il existe cependant quelques problmes rsoudre : Notamment celui de coexistence des diffrentes normes. De ce fait, il existe un groupe de travail sur la coexistence (TG2) dont lune des grandes proccupations partages par nombres dans lindustrie est de savoir si divers dispositifs sans fil reposant sur des normes ou devis gnraux peuvent coexister pacifiquement lintrieur dune mme bande de 2,4GHz. Le groupe de travail sur la coexistence 802.15 de lIEEE laborera une classe de norme appele Pratique recommande , de faon faciliter la coexistence avec les autres systmes sans fil (par exemple 802.11) fonctionnant dans la mme bande. Les rseaux IEEE 802.11 et Hiperlan prsentent des vulnrabilits; la nature mme du rseau facilite lcoute radio et linterception des donnes, lintrieur comme lextrieur des murs. Enfin, la plus grande faiblesse des rseaux hertziens est leur vulnrabilit, au niveau physique, face aux attaques de type DoS (Denial of Service), c'est--dire dune saturation du signal rseau ou interfrences volontairement provoques par une source extrieure. Il est plus facile de paralyser un rseau sans fil que de lcouter ou de le dtourner.

III

La domotique : lre des maisons intelligentes

La maison intelligente revient sur le devant de la scne. La nouvelle domotique est sans fil. Il suffit de poser un quipement sur une table, et un autre dans une autre pice, pour quils communiquent entre eux, quils schangent des informations. Les appareils intelligents restent effectivement chers. Mais ils permettent certaines conomies, et surtout, ils sont des prcurseurs, surtout dans le domaine des produits blancs. Justement, le rfrigrateur Internet, nest ce pas un peu gadget ? Mais rappelez-vous des prmisses du Walkman ou des tlphones mobiles. On regardait ceux qui sen servaient comme sils taient des zombies. Mais si on rflchit bien, on saperoit que ce rfrigrateur apporte rellement quelque chose. Il va grer les recettes de cuisine, raliser les commandes. En un mot, il apporte des services. Dailleurs, la domotique va faciliter laccs d e nombreux services extrieurs de livraisons dentretien. Et apporter galement des services au sein de la maison, comme le dlestage lectrique. La domotique va aussi aider amliorer la scurit dans la maison. Lutilisation des produits communicants va rduire le nombre daccidents. Lquipement informatique des foyers, et en particulier lachat dun deuxime ordinateur, provoque le besoin dun rseau, pour partager une imprimante, un scanner, un accs Internet.. Les constructeurs dinformatique ne doivent pas considrer la maison comme un deuxime bureau. Linformatique pntre dans un nouvel espace, particulirement sensible et allergique aux technologies. Il faut lquiper intelligemment et ne pas vouloir mettre un bureau dans la maison. Il faut se rapprocher de la tlvision, utiliser un clavier sans fil. Les constructeurs ont surtout jouer la carte de la domotique, et faire entrer lunivers de linformatique le contrle de lenvironnement et la gestion domestique. Dans la maison, on a besoin davoir des informations sur ltat de fonctionnement : le niveau de fioul, ltat de sa facture dlectricit, savoir si lon a bien teint dans le garage. Les standards sont en train de se constituer. Les principaux acteurs de linformatique, des rseaux et de llectronique grand public ont commenc travailler ensemble.


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IV

ActualitsCet t, le premier virus et le premier cheval de Troie furent dcouverts sous PalmOS, heureusement peu nocifs. Mais nous voil, comme pour un ordinateur classique, le tlphone mobile, un assistant personnel possdent un systme dexploitation, de la mmoire et hbergent des donnes. On peut donc nuire au terminal et ce quil contient. Le risque est dautant plus lev que le terminal possde plus de mmoire : cest autant de place pour abriter des programmes indsirables. Le premier rseau public Bluetooth au Royaume-Uni est apparu. Netario, socit anglaise base Manchester, vient douvrir le premier rseau en europe. Dici le mois de fvrier 2002, le rseau devrait comprendre prs de 70 points chauds (hot spots) dissmins travers la ville et offrant un dbit de 400 Kbits/s. Selon Philip Coen, PDG, Notario prvoit de desservir douze ou treize villes anglaises avec un rseau similaire dici le troisime trimestre 2002. Bluetooth peut oprer un dbit plafond de 723 Kbits/s, mais selon le PDG, un compromis sur les performances a d tre consenti afin dtendre la porte des cellules un rayon de 100 mtres.

V

Disparition de Bluetooth ou non ?

Alors que les premiers produits Bluetooth sont attendus dici la fin de lanne, quelques spcialistes prdisent dj la disparition de cette norme dici 2003. Elle serait remplace par la spcification 802.15.3 WLAN (Wireless Local Area Network, rseau local sans fil) qui permet des transferts de donnes 20 Mbits/s, contre 1 Mbit pour Bluetooth. Les composants WLAN auront cependant surmonter le handicap dune consommation dnergie suprieure celle de Bluetooth. Un inconvnient majeur pour lquipement dappareils nomades. Cependant, Compaq commercialise en France un systme de rseau sans fil la norme WI-FI, dot d'un protocole de chiffrement de 128 bits. Egalement 3Com choisit WI-FI avant Bluetooth, une technologie radio qui prsente des avantages et des inconvnients que n'offre pas la norme Bluetooth. Le constructeur amricain a prfr adopter la norme WI-FI (802.11b) qui offre un plus grand rayon d'action que sa rivale Bluetooth. La norme de transmission radio Bluetooth, promise de longue date pour crer la maison des rseaux sans fil entr

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Les réseaux sans fils++++