LAN : Wired vs Wireless. Wireless PAN / LAN / MAN Modèle standard. Ressources et capacités nécessaires : grande famille

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1 LAN : Wired vs Wireless Wireless PAN / LAN / MAN (3) IEMN/LIFL 6 Jean Carle MR Informatique Modèle standard Couches spécifiques sans fil : ous couche MAC Couche PHY IR : Infrared (peu ou pas utilisé) D : Direct pectrum (le plus robuste des trois) FH : Frequency Hopping 7 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique : grande famille Ressources et capacités nécessaires upport de transmission Propagation d'ondes Interface air Matériels Emission / réception : Antennes Circuits de modulation/démodulation Memoires, calcul,... Méthode(s) de communication Partage du spectre (i.e. canal) Accès aux canaux 9 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique

2 upport de transmission Régulation Gestion des bandes de fréquence Fonction du matériel Avalanche Info route, chemin de fer,... RFID Matériels militaires Libres IM : Industries / cientifique / Médical IL FAUT EVITER LE DEBORDEMENT Gestion communes de fréquences (c) R. Wattenhofer 3 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique Organismes de régulation ignaux ondulatoires périodiques International : ITU( 3 sections : Radiocommunication / telecom (norme) / developpement Europe ETI : European Telecommunication standard Institute Publication, comités techniques d'opérateurs/constructeurs/administrations CEPT : Conférence Européenne des Postes et Télécommunications Administrations régulatrices européennes France ART : Autorité de régulation des télécommunications urveillance, régulation ANFR : Agence Nationale des FRéquences Publication 34 Jean Carle MR Informatique A : amplitude F : fréquence (Hz = cycle/s) φ : phase Période : T = 1/f Longueur d'onde tq λf = c (==> λ = ct) f t =A t sin f t t t 35 Jean Carle MR Informatique Transformation de Fourier Wired vs Wireless ignal périodique uperposition d'harmoniques Pas (peu) d'atténuation Pas (peu) d'interférences Plusieurs médium Lourd, coûteux, fixe Atténuation forte Bcp d'interférences Un seul médium Débits faibles Normes : bcp & incompatibles écurité Pas de noeuds, pas de trous, mobilité Réseaux sans planification possible Plus robuste aux désastres 36 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique

3 Exple : Variation débit/distance en 80.11b Exple : Atténuation en micro-ondes Micro-ondes : de à 40 GHz Perte (L) Micro-ondes : d : distance à la source λ : longueur d'onde Câble : L = F(d²) 4πd ² 10 Log λ = Comparaison : En générale, les amplificateur, répéteurs... peuvent être plus éloignés en micro-ondes qu'en câble. Conclusion : De plus en, plus utilisé ce qui génère de l'encombrement et donc des interférences. L 38 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique Antennes Antennes Eléments de début/fin de chaîne après/avant la propagation Omnidirectionnelles ignal émis dans toutes les directions Aussi appelé antenne «isotrope» Directionnelles Emission dans une direction particulière (ou plusieurs) La zone dans laquelle on émet est un «faisceau» Exemple d antenne sectorielle à 6 lobes Directivité : orientation(s) du rayonnement z caractérisée par F ( θ,ψ ) Gain : mesure de la directivité G ( θ, Ψ ) = urface effective 0 0 = 4π Ω F F θ ( θ0, Ψ0 ) ( θ, Ψ) d r Ψ y x 4π ( Ω) = Ω λ 40 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique Propagation Propagation en espace libre (free space) Ligne droite (dans le plan euclidien) Modèle à seuil(s) 1 seuil : disque unitaire Rayon de communication Transmission Communication ok Taux d'erreurs faible Détection Détection des communications Pas de communication possible Interférence ignal pas toujours détecté Bruit de fond additionnel R Disque unitaire Interférence Détection (R) Transmission (R) 4 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique

4 Propagation Atténuation : fonction de la distance Évanouissement (fading) Effet doppler Effet de masque Réflexion Dispersion Diffraction Création de chemin multiple Communication en vision non directe Dispersion des retards Interférence Inter-ymbole (II) Distorsion du signal Multiplexage En espace : lieux éloignés (DM) Cellules, réutilisation de fréquence Antennes directionnelles En fréquence : soprano, alto, tenor, basse (FDM) En temps : Chacun son tour (TDM) Par codage : Utiliser des langues suffisamment différentes (OFDM) 44 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique Étalement de spectre Etalement de spectre par saut de fréquence Production d'un signal analogique en bande étroite Bruitage volontaire du signal Étalement du signal Plus large Moins fort AVANTAGE : Robustesse accrue Chiffrage Multiplexage Hedy Lamarr FH Assignation des canaux ynchronisation nécessaire 1600 sauts mini en 80.11! 46 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique Etalement de spectre par séquence directe D Allongement du codage binaire par addition d'un code d'étalement de n bits (répartition du signal) Exemple : code Barker 1 => (0 => non 1) Atténuation du signal Puissance Exple : facteur => ~3 db Dans le vide Puissance reçu : f(1/d²) Puissance émise: f(d²) En fait Multi-chemins affaiblissent encore le signal Consommation pour être reçu à une distance d [Feeney 00] : P d =d c db=10log P t P r Classique (dans le vide ou sur courte distance) : α =, c = 0 Courant : α = 4, c = Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique

5 Éblouissement Terminal caché Near far effect / blind effect La puissance d'émission de B recouvre le signal venant de A. Pas de détection de collision Pas de dialogue avec A olution : Contrôle de puissance A C B A B A et C ne se voient pas (Carrier ense en échec) B reçoit un signal brouillé A ne détecte pas le problème (Collision Detection en échec) olutions Busy Tone ignal sur le canal de contrôle pendant toute la durée de la communication Nécessite canaux simultanément RT/CT Petits messages courts annonçant une communication C 50 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique RT / CT RT : Request / Ready To end Envoyé en accès aléatoire l'initiateur de la communication Annonce une tentative de communication Libération du canal dans la zone du RT RT / CT - - CT : Clear To end Envoyé par le destinataire de la communication Valide la communication Libération du canal dans la zone du CT Le message de à D peut être envoyé D D 5 Jean Carle MR Informatique Jean Carle MR Informatique Accès MAC en : DFWMAC DIF IF : Inter-Frame pacing (EIF/DIF/PIF/IF) NAV : Network Allocation Vector cwmin = 15/31 (ag/b) cwmax = Jean Carle MR Informatique

6 Problème des 3 paires Problème d'équité (fairness) Tentative de communication de chaque paire A, B, C en accès aléatoire Difficulté d'accès au canal de la paire B. Le canal est toujours occupé par les paires voisines A B C 56 Jean Carle MR Informatique