Rseaux et Tlcommunications 2 Introduction aux rseaux sans

Réseaux et Télécommunications 2 - Introduction aux réseaux sans fil Wireless Networks Edoardo Berera Telelinea

Plan • • • Tendances Accès sans fil An 2000: Tout numérique Wireless LAN Personal networks Bluetooth

Tendances • Trois phénomènes marquants dans le marché des télécoms des ces 10 dernières années: – Libéralisation du marché • multiplication du nombre d’opérateurs – Explosion de la téléphonie mobile – Croissance très soutenue de l’Internet Source: The Yankee Group, Nokia (IEEE Computer, Dec. 2000, p. 149)

Accès sans fil • Ericsson prévoyait en 2000 que l’accès sans fil à l’Internet commencerait à croître de manière significative à partir de 2001 pour devenir plus important que l’accès fixe en 2003. . . • …not really ! – Instabilité politique – Ralentissement économique Source: Ericsson (IEEE Computer, Dec. 2000, p. 17)

Technology push • Malgré l’instabilité économique, la poussée technologique demeure • Le coût des canaux radio continue à être divisé par 2 tous les 2 ans Source: Teligent Inc. (IEEE Spectrum, Sep. 1999)

Year 2000 Switchover • Tendances trafic voix et données • Le trafic données (Internet) est devenu plus important que le trafic voix sur les réseaux de télécommunications à partir de l’an 2000 • La voix commence aussi à utiliser le protocole IP (Voice over IP, Vo. IP) • C’est le “Tout Numérique” Source: Mohr and Konhaeuser, Siemens (IEEE Communications, Dec. 2000, p. 125)

Wireless Information Society • Wireless - sans fil ou plutôt avec possibilité d’accès sans fil aux réseaux de télécommunications pour permettre une plus grande mobilité tout en restant connecté • Le coeur des réseaux reste essentiellement cablé en fibres optiques Source: Lu, Siemens (IEEE Communications, Nov. 2000, p. 121)

Wireless Communications Systems • Satellite – – S-UMTS Satellite Universal Mobile. Telecom Service HAPS High Altitude Platform Station DVB Digital (Direct) Video Broadcast (Television) DAB Digital (Direct) Audio Broadcast (Radio) • Terrestrial – DVB-T Digital Video Broadcast – Terrestrial – TNT Télévision Numérique. Terrestre

Wireless Communications Systems (2) • Cellular – GSM Global System for Mobile communication – GPRS Global (General) Packet Radio Service – EDGE Enhanced Data communications for Global (GSM) Evolution – UMTS Universal Mobile Telecom Service • Quasi Cellular – MBS Mobile Broadband Service (System)

Wireless Communications Systems (3) • Local area – – WLAN Wireless Local Area Network Wi-Fi Wireless Ethernet Bluetooth UWB Ultra Wide Band • Indoor – IR Infra Red • Personal – PAN, PWAN Personal (Wireless) Area Network – Body LAN

Short Range Wireless (SRW) • Les réseaux sans fil de courte portée ne requièrent pas de licence radio Source: D. G. Leeper, Intel , IEEE Computer, Jun. 2001, p. 40

Réseaux personnels et réseaux locaux • Usages centrés soit sur la personne soit sur le groupe de travail Source: D. G. Leeper, Intel , IEEE Computer, Jun. 2001, p. 41

IEEE 802 standards (Ethernet) • Les paramètres fondamentaux sont – la complexité (coût) – la consommation (durée de la batterie) – le débit (applications possibles) Source: J. A. Gutierrez, Eaton Corp. , et al. , IEEE Network, Sep. /Oct. 2001, p. 12

WLAN, WPAN & SOHO Networks • WLAN/WPAN – Bluetooth – IEEE 802. 11 b/g • Air. Port, Wi-Fi – IEEE 802. 11 a – HIPERLAN • High Performance Radio LAN – 5 -UP • 5 GHz Unified Protocol – UWB • Ultra Wide Band • Home networks – UPn. P • Universal Plug and Play – VHN • Versatile Home Network – IEEE 1394 • Firewire, DV, i-Link – Home. PNA • Phone line Net Alliance – Home. CNA • Cable Network Alliance – PLC • Power Line Carrier La concurrence entre réseaux avec ou sans fil reste forte Le choix n’est pas facile

SOHO - Small Office, Home Office nets Besoins Réseau avec et sans fil ADSL box Network printer Source: B. A. Miller, IBM Corp. , et al. , IEEE Communications, Dec. 2001, p. 105 Router

Bluetooth • • • WPAN & MANET Piconets & scatternets Bluetooth specifications Applications Protocol stacks Profiles

Bluetooth • WPAN Wireless Personal Area Net – Réseau personnel sans fil • Ericsson T 36 avec oreillette sans fil Mobile Ad hoc NETwork (MANET) – Appelé ainsi car le réseau se constitue et se défait automatiquement selon les besoins et la distance entre les objets communiquants • Service Discovery Protocol (SDP) – Ce protocol permet de connaître les services qu’un objet met à disposition des autres objets communiquants • Ericsson Bluetooth Infowear relié sans fil avec un PC Bluetooth est le nom du roi qui a réuni les pays scandinaves au X siècle

Piconets • Les topologies plus simples de réseau sont appelées Piconets Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep. /Oct. 2001, p. 30)

Scatternet • Les topologies plus complexes de réseau sont appelées Scatternets et permettent de réunir plusieurs Piconets Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep. /Oct. 2001, p. 30)

Bluetooth Spécifications • Bande de fréquences – 2400 - 2483, 5 MHz, sans licence – ISM - Industrial, Scientific and Medical band • bande de fréquences réservé dans tous les pays (avec variations) pour les applications industrielles, sicentifiques et médicales • Puissance des émetteurs – Classe 1: 1 - 100 m. W avec contrôle de la puissance émise – Classe 2 : 0, 25 - 2, 5 m. W – Classe 3 : 1 m. W • Portée – 10 m – Jusqu’à 100 m avec la classe de puissance 1 • Débit – Asymétrique : 721 kb/s dans un sens et 57, 6 kb/s dans l’autre – Symétrique : 432, 6 kb/s dans les deux sens

Protocol stack • Exercices – Essayez de comparer les couches Bluetooth avec les couches OSI – Essayez de découvrir les acronymes utilisés Source: Riku Mettala, Nokia (Bluetooth White Paper, Aug. 1999, p. 5)

Profils Par profil on entend les applications possibles, les sous-ensembles de protocoles nécessaires et les spécifications complémentaires, y compris de test, pour garantir l’interopérabilité des produits de constructeurs différents • • • cordless telephony intercoms serial ports headsets fax machines LAN access file transfer dial-up networking printing imaging • • location positioning human interface devices PC cards USB dongles (security devices) • + 3 audio and 3 video profiles (group chaired by Philips Semiconductor) • + medical, automotive

File Transfer & Synchronization • Transfert de (petits) fichiers • OBEX - Object Exchange protocol • Exemple: photos entre téléphone cellulaire et PC • Synchronisation des rubriques d’adresses et des agendas • Exemple: assistant personnel (PDA), téléphone cellulaire et PC • Ir. MC - Infra-rouge Source: Riku Mettala, Nokia (Bluetooth White Paper, Aug. 1999)

Three-in-One Phone & Ultimate Headset • Trois applications du même poste téléphonique portable • Trois utilisations de l’oreillette – téléphone cellulaire à l’extérieur (GSM) – téléphone sans fils à l’intérieur (DECT) – walkie-talkie (Radio transceiver) Source: Riku Mettala, Nokia (Bluetooth White Paper, Aug. 1999) – écouteur/microphone pour le téléphone cellulaire – écouteur/microphone pour le PC – écouteur/microphone pour la chaîne Hi-Fi, Télé et radio

Bluetooth LAN Access Point • Interconnexion réseau Bluetooth et réseau LAN (Ethernet) Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep. /Oct. 2001, p. 31)

Internet Bridge Oreillette PDA • Utilisation du téléphone cellulaire comme modem radio pour la connexion à Internet via GSM/ GPRS Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep. /Oct. 2001, p. 29)

Bluetooth IP protocol stack • Utilisation de Bluetooth comme sous-réseau IP (à la place d’Ethernet, par exemple) • BNEP - Bluetooth Networking Encapsulation Protocol Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep. /Oct. 2001, p. 33)

BNEP • Pour les applications il s’agit d’un réseau IP classique • Le protocole BNEP permet d’encapsuler les datagrammes IP dans des messages Bluetooth Source: P. Johansson, Ericsson Research (IEEE Network, Sep. /Oct. 2001, p. 33)

Wireless Technologies Comparison Source: Steve Stroh, “Ultra-Wideband: multimedia unplugged” (IEEE Spectrum, Sep. 2003, p. 26)

Références • IEEE - Institute of Electrical and Electronics Engineers – www. ieee. org • Bluetooth Special Interest Group (SIG) – www. bluetooth. com • Mobile Ah hoc Networks (MANET) – www. ietf. org/html. charters/manet-charter. html

References: Bluetooth • Ron Schneiderman, "Bluetooth's slow dawn", IEEE Spectrum, Nov. 2000, pp. 61 -65 • Riku Mettala, Nokia, "Bluetooth Protocol Architecture", Aug. 1999 • Per Johansson, Ericsson Research, Manthos Kazantzidis, Rohit Kapor, Mario Gerla, UCLA, “Bluetooth: An Enabler for Personal Area Networks”, IEEE Network, September/October 2001, pp. 28 -37 • Bluetooth Special Interest Group (SIG) www. bluetooth. com • Mobile Ah hoc Networks (MANET) www. ietf. org/html. charters/manet-charter. html