Sans-fil janvier Réseaux sans fil

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1 Sans-fil janvier 2005 Réseaux sans fil 03/02/2002

2 Sans-fil - 1 janvier 2005 Différents média Infrarouge ne traverse pas les parois opaques aux IR respect des angles d'émissions Laser Radio débit important liaisons point à point Cadre réglementaire contraignant Portée de 100 m à quelques km

3 Sans-fil - 2 janvier 2005 Intérêt du «sans fil» Utilisation croissante des terminaux portables en milieu industriel et logistique, Besoin d'un accès permanent des populations nomades au système d'information de l'entreprise, Réaliser des installations temporaires (réunions), Mettre en place des réseaux en un temps très court, Eviter le câblage de locaux, de liaisons inter-bâtiments, et Eviter la dépendance de la «boucle locale» (WMAN?).

4 Sans-fil - 3 janvier 2005 Panorama Débit 100 Mb/s HiperLAN2 IEEE a Réseaux sans fil 10 Mb/s IEEE b Réseaux cellulaires 3 ème Gén IEEE Mb/s 100 Kb/s Bluetooth UMTS Réseaux cellulaires 2 ème Gén 10 Kb/s Réseaux personnel sans fil GSM Portée

5 Sans-fil - 4 janvier 2005 Téléphonie mobile 2 ème génération : passage au numérique 1990 : GSM (Global System for Mobile Communication) fréquences 900 et 1800 MHz, débit 9,6 Kb/s 2,5 G 2001 : GPRS (General Packet Radio Service) Kb/s => 250 Kb/s (Enhanced Data Rate for GSM Evolution) la voix continue de transiter sur le réseau GSM 3 ème génération 2004 UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) fréquences MHz, débit 2 Mb/s

6 Sans-fil - 5 janvier 2005 Architectures ad-hoc Chaque noeud peut transmettre directement à un autre noeud

7 Sans-fil - 6 janvier 2005 Architectures avec point d accès (infrastructure) Chaque noeud communique via un point d accès

8 Sans-fil - 7 janvier 2005 Architectures ad-hoc multisaut Chaque noeud joue le rôle de routeur

9 Sans-fil - 8 janvier ECHNOLOGIES DU SANS FIL &R QUENCES UTILIS ES 400 MHz Radiotéléphone analogique 410/430 MHz 3RD 846/868 MHz Bi-Bop CT2 1880/1900 MHz DECT GHz ETS300/328 norme réseaux locaux SST 5 GHz Hiperlan MHz GHz 169,4 à 169,8 MHz Radiomessagerie 414/424 MHz Mobipac 935/960 MHz GSM 1710/1785 MHz DCS RD Réseaux Radioéléctriques Réservés aux données CT2 Cordless telephone 2nd generation DECT Digital European Cordless Telecommunication GSM Global System for Mobile DCS 1800 : variante GSM &ORMATION!23 *EAN0AUL '!54)%2 J-Paul GAUTIER (Formation ARS)

10 Sans-fil - 9 janvier 2005 Normalisation 1997 : HiperLAN type 1 24 Mb/s 5 GHz (ETS ) 1997 : IEEE Ethernet sans fil 1 ou 2 Mb/s infrarouge radio (2,4-2,5GHz) 1999 : IEEE b 5,5 ou 11 Mb/s 2,4465-2,4835 GHz IEEE a 54 Mb/s 5 GHz 2000 : HiperLAN type 2 54 Mb/s 5 GHz (ETS 101 xxx) 2000 : Bluetooth 1 Mb/s 2,4 GHz (Spec.Int.Grp)

11 Sans-fil - 10 janvier 2005 Techniques de transmission On retrouve : Modulation de phase Binary Phase Shift Keying (0,1) Quadrature Phase SK (00,01,10,11) Modulation de fréquence Frequency SK Gaussian Minimum SK (dans GSM et HiperLAN-1)

12 Sans-fil - 11 janvier 2005 particulièrement en milieu confiné Problèmes rencontrés Atténuation du signal - dépend de la fréquence, de la distance, des obstacles Déformation - fading du fait des obstacles (réflexions, diffraction) => diversité spaciale (2 antennes) Trajets multiples : interférences du signal avec lui-même => équalisation (trt sur les données reçues après apprentissage) étalement du spectre par saut de fréquence (cyclique) modulation multiporteuse (802.11a et HiperLAN-2) Globalement, taux d erreur plus élevés que le câble => codes auto correcteurs et entrelacement

13 Sans-fil - 12 janvier 2005 Problèmes rencontrés et... Réglementation relative aux transmissions radio-électriques : ART Diffusion non contrôlable => sécurité

14 Sans-fil - 13 janvier 2005

15 Sans-fil - 14 janvier 2005 Autres problèmes spécifiques pas de diffusion fiable (capture, collisions cachées,...) limite de portée => défauts de connectivité détection difficile (impossible) des collisions (affaiblissement du signal reçu)

16 Sans-fil - 15 janvier 2005 Solution (?) CSMA : oui, avec accusé réception (pour le trafic point à point) jeton : pas envisageable (gestion de l anneau virtuel) réservation : gérée par une station maître, mais - chaque station doit être vue du maître - difficulté d existence de plusieurs maîtres détection de collision (on ne sait pas "s écouter" en radio) - par accusé réception (dans ) - par signalement actif (clé aléatoire) signal d occupation (sur une autre fréquence)

17 Sans-fil - 16 janvier 2005 IEEE modes de fonctionnement : avec point d accès (Basic Service Set) possibilité de plusieurs BSS reliés par un réseau (ESS) ad-hoc (Independent Basic Service Set) Services de base : authentification/désauthentification acheminement des trames sécurité (chiffrement)

18 Sans-fil - 17 janvier 2005 IEEE Services complémentaires : association/désassociation (attachement à la base) distribution (relayage inter-station) intégration (accès via le fil)

19 Sans-fil - 18 janvier 2005 Services MAC échange de trames sans connexion - type «best effort» trames «temps réel» (optionnel) confidentialité : Wired Equivalent Privacy reséquencement

20 Sans-fil - 19 janvier 2005 Adresse à point d accès : adresse BSS = adresse MAC du point d accès ad-hoc : adresse IBSS = adresse MAC locale (individuelle) bit universel / local = 1 bit individuel / groupe = 0 on choisit les 46 bits restants

21 Sans-fil - 20 janvier 2005 Techniques d accès au canal accès à compétition + réservation (optionnel) CSMA + AR pour le point à point mécanisme de retransmission (non réception de l AR) réservation du canal (échange de trames de contrôle : RTS/CTS) Virtual Carier Sence => attente de Network Allocation Vector

22 Sans-fil - 21 janvier 2005 Intertrames arrivée d une trame à transmettre DIFS DIFS PIFS SIFS report de la transmission Contention Window Support occupé Bakoff Window Trame suivante Accès différé Slots Time SIFS : (Short Inter-Frame Spacing) DIFS : (Distributes Inter-Frame Spacing) PIFS : (Point Coordination Inter-Frame Spacing) Sélection d un slot décrémentation tantque le support est libre courte accès distribué accès contrôlé

23 Sans-fil - 22 janvier 2005 Accusé réception Source DIFS Paquet SIFS DIFS Destination Fenêtre de collision ACK Autre station Fenêtre de collision

24 Sans-fil - 23 janvier 2005 Fragmentation / réassemblage Utilisation de fragments petits parceque : le taux d erreur / bit est grand en radio la retransmission est moins coûteuse saut de fréquence (20 ms) => pas d interruption de transmission La trame totale reste grande (compatibilité avec les autres protocoles) Un nouveau fragment est envoyé : après réception d un ACK abandon de la transmission (trop d échecs)

25 Sans-fil - 24 janvier 2005 Chiffrement WEP vecteur d initialisation Clé RC4 séquence aléatoire + XOR Données utilisateur Données chiffrées CRC

26 Sans-fil - 25 janvier 2005 Synchronisation Toute station maintient une horloge synchronisée Indispensable pour mode sans contention économie d énergie sauts de fréquence => Réalisé par l envoi de balises => On ne prend pas en compte un temps plus ancien

27 Sans-fil - 26 janvier 2005 Format des trames Adr 1 Adr 2 Adr 3 Adr 4 Données CRC Durée Champ de contrôle 3 types : trames de gestion trames de contrôle trames de données

28 Sans-fil - 27 janvier 2005 Trames de contrôle RTS Ctrl Durée Dest Source CRC CTS Ctrl Durée Dest CRC

29 Sans-fil - 28 janvier 2005 Trames de gestion Association dans un réseau type infrastructure Interrogation (présence d un réseau dans le voisinage radio) Authentification Balises (maintien de l horloge synchronisée)

30 Sans-fil - 29 janvier 2005 IEEE b Extension améliorant le débit : 5,5 Mb/s et 11 Mb/s Utilise aussi la bande 2,4-2,5 GHz En fait, elle coiffe la norme

31 Sans-fil - 30 janvier 2005 IEEE a Extension améliorant le débit : 6 Mb/s à 54 Mb/s Bande de fréquence : 5 GHz Pour atteindre ces objectifs, utilisation de nb techniques : modulation de phase transmission par multiporteuse (OFDM) codage convolutionnel entrelacement

32 Sans-fil - 31 janvier 2005 IEEE e et i Extensions améliorant : les qualités de service la sécurité

33 Sans-fil - 32 janvier 2005 HiperLAN-1 (pour mémoire) High PErformance Radio LAN Système d accès multiple doté de priorités => temps réel Possibilité d extension du réseau un noeud peut relayer une trame qui ne lui est pas destinée

34 Sans-fil - 33 janvier 2005 HIgh Performance Radio LAN 2.0 HiperLAN-2 élaborée par l'etsi (European Telecommunications Standards Institute) Comme le type 1 : gamme des 5 GHz (entre et MHz) Débits de 54 Mb/s Particularité : couches de convergence réseaux paquets Ethernet, IP, PPP,... réseaux à cellules ATM cellulaires G3 UMTS

35 Sans-fil - 34 janvier 2005 Bluetooth Norme Ericsson (1994), Bluetooth SIG (juillet 1999) 1 Mb/s => 20 Mb/s ( en développement) Plusieurs classes d équippement, fonction de la puissance 100 mw < 100 mètres 2,5 mw mètres 1 mw 10 mètre Architecture centralisée 1 maître jusqu à 8 esclaves (piconet) Polling

36 Sans-fil - 35 janvier 2005 Wi-Fi Protected Access Sécurité : WPA Protocole de sécurisation => remplace WEP trop fragile TKIP (Temporal Key Integrity Protocol) génère régulièrement de nouvelles clés dynamiques ajoute un mécanisme d authentification (extension de PPP) => WPA2 (IEEE i)

37 Sans-fil - 36 janvier 2005 Wireless Application Protocol WAP Définit la façon par laquelle les terminaux mobiles accèdent à des services Internet. Structuration du document : WML (Wireless Markup Language) dérivé de HTML, puis XHTML (dans la version 2). langage de script (WMLScript). sécurisation du transport (techno SSL). WAP Forum (équivalent au W3C).

38 Sans-fil - 37 janvier 2005 i-mode Concurrent du WAP (?) permet d'envoyer des courriers électroniques entre abonnés Langage chtml (pas de gras ni d italique, pas de javascript) lancé au Japon en février 1999 par NTT DoCoMo Aliance : Bouygues Telecom (France) Telefonica (Espagne) E-Plus (Allemagne) Base (Belgique) KPN (Pays-Bas) Wind (Italie) O2 (UK) MTS (Russie) Réussite commerciale.

39 Sans-fil - 38 janvier 2005 Bibliographie Monter un réseau sans fil Olivier Pavie - CampusPress Wi-Fi par la pratique Davor Males, Guy Pujolle, Olivier Salvatori - Eyrolles Montez votre réseau sans fil Wi-Fi Thomas gee - Micro Application Wi-Fi, déploiement et sécurité Aurélien Géron - Dunod Le guide du Wi-Fi et du Bluetooth Guy de Lussigny, Joanna Truffaut, B. Grossier - CampusPress Le guide officiel WAP 1.2 Wap Forum - Eyrolles

40 Sans-fil - 39 janvier 2005 Documentation