1896 : Marconi réalise les premières transmissions sans fil (Télégraphie sans fil)
Ensuite technologie sans fil réservé aux militaires avec un développement important durant la 2ième guerre mondiale.
Aux États-Unis, dans les années 80, apparition des terminaux de saisie portables.
En France, le développement est freiné par des réglementations plus que contraignantes <=> développement de technologie utilisant soit des ondes infrarouges, soit des puissances d’émission d’ondes hertziennes en dessous du seuil législatif => résultat insuffisant.
Bref historique
Années 80, des progrès sont faits au niveau des débits dus à la multiplication des terminaux portables, l’idée du "réseau sans fil" devient réaliste.
Parallèlement, la mode de la téléphonie cellulaire => maîtrise des problèmes liés à la communication sans fil à grande échelle.
Début des années 90, les réseaux sans fil ne cessent de s’implanter dans le milieu des LANs. Les produits utilisent des technologies performantes mais propriétaires.
Les principaux acteurs du marché (Lucent, Proxim ...) décide alors la création de la norme IEEE 802.11 (groupe de travail créé en 1990, norme ratifiée en juin 1997).
Bref historique
En France, depuis Septembre 1995, France Télécom a libérée une partie de la plage de fréquence autorisant dorénavant les communications sans fil via des technologies de types Hertziennes
En parallèle, les militaires libèrent aussi des fréquences
Processus long,
Lobby militaire puissant ...
Pourquoi s’intéresser au sans-fil ?
Besoin croissant des terminaux portables dans différents milieux (industrie, logistique, hôpitaux …)
Besoin d'un accès permanent des populations nomades au système d'information de l'entreprise,
Pour transmettre
La voix
Des messages courts (bips, numériques, alphanumériques),
Des données informatiques (fax, fichiers,textes, images).
Pourquoi s’intéresser au sans-fil ?
Réaliser des installations temporaires,
Mettre en place des réseaux en un temps très court (réunions, salons, show …)
Eviter le câblage de locaux (chantiers, usines automobile ou maritime), de liaisons inter-bâtiments,
Créer une infrastructure dans
des bâtiments classés ou de grandes valeurs,
des lieux ou le passage de câbles est prohibé (Jussieu & amiante).
Pourquoi s ’intéresser au sans-fil ?
Maturité des technologies sans fil:
Maîtrise de la téléphonie cellulaire sur une large échelle,
Roaming : permet d'être toujours joignable par le réseau et réciproquement (AP <-> mobile)
Handover (recouvrir)
Technique issue du monde GSM
Handover : Permet au mobile de continuer un transfert commencé dans une cellule, dans une autre
Intercellulaire : passage d'une cellule à une autre (AP<->AP)
Si le signal est trop faible (en général)
Si un point d'accès sature (partage de trafic)
Intracellulaire :
Changement de canal (si signal fort) avec qualité faible
Ondes lumineuses : Infrarouge
Peu utilisées dans dans les réseaux sans fils
Portée faible, mais "confidentialité"
Plage 870/950 nm
Débit 1Mb/s
Puissance : 2W
Transmission synchrone ou asynchrone
Normalisé IEEE 802.11
Ondes lumineuses : Laser
Technologie non normalisée
Pour le point à point (pas de mobilité)
Plage 900/950 nm
Débit important > 50Mb/s
En France, limité aux besoins internes (maximum 300m réglementé par la loi du 29/12/1990), sinon autorisation nécessaire
Portée de l'ordre du kilomètre
Norme IEEE 802.11
Standard unique pour tous les équipements radios dans la bande 2.4GHz pour des débits de 1 à 2 Mb/s en half-duplex (sinon prix des produits trop important)
Définit une interface de "propagation aérienne" pour permettre l'interopérabilité entre les ≠ fournisseurs d'adaptateur
Définit méthode de codage et de modulation (physique)
Utilisation des 2 standards FHSS et DSSS pour la radio
Utilisation d'1 méthode de transmission pour l'infrarouge (1Mb/s)
Les puissances d'émission dépendent des pays
France (ART) 100mW, USA (FCC) 1W pour la radio
Infrarouge (bande 870/950nm) à 2W
Norme IEEE 802.11
Norme IEEE 802.11 (PHY)
USA Europe France
Canaux FHSS (1Mz) 79 79 35
Norme IEEE 802.11 (PHY)
USA Europe France
Canaux DSSS 11 9 2
DSSS
Chip de 10bits
Plage de 5MHz
2 fréquences principales en France 2.457 & 2.462 GHz
Norme IEEE 802.11 (MAC)
Définit une couche d'accès au "média" (Medium Access Control)
Le protocole utilisé est le CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance)
Collision impossible à détecter dans l'air : donc le protocole estime par un algorithme (CCA : Clear Channel Assessment) si le canal est libre ou non ("Évite" les collisions).
Mesure du signal radio au niveau de l'antenne (RSSI) et comparaison avec un seuil prédéfini
> Seuil => canal libre (émission)
< Seuil => transmission différée).
Norme IEEE 802.11 (MAC)
Options du protocole CSMA/CA pour minimiser les collisions
RTS : Request To Send (destination,longueur message)
CTS : Clear To Send
ACK : ACKnoledge
Établissement communication par une courte trame RTS
Destinataire répond par CTS
Collisions pour RTS et CTS (en général)
Attente d'un timer (Network Allocation Vector)
ACK renvoyée à émetteur pour bonne réception
Norme IEEE 802.11 (MAC)
Nœud caché : problème le + plus fréquent
peut perturber 40% ou plus de communications dans un environnement local très chargé.
Survient quand une station ne peut plus en joindre une autre => le canal est il occupé ?
A&B peuvent communiquer, mais pas A&C => état liaison A&C inconnu
A&C peuvent essayer de joindre B en même temps, d'où collision => Utilisation des trames RTS, CTS et ACK pour prévenir de telles perturbations.
Norme IEEE 802.11 : Sécurité
Algorithme de cryptage complexe WEP (Wired Equivalent Privacy).
Protection contre pirates utilisant le même matériel
Protection contre pirates à "l'écoute" (eavesdropping)
WEP protège les données sur le médium de fréquences radio en utilisant une clé primaire de 64 bits et l'algorithme de cryptage RC4.
Ne protège que les données et non les en-têtes de trame, pour maintenir la gestion du réseau.
Norme IEEE 802.11 : Puissance
PIRE : Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente
Économie batterie avec connectivité totale (≈ veille +)
Gérée par la sous-couche MAC.
Le protocole prévoit que l'AP puisse mettre le mobile en veille pendant certains intervalles de temps.
Norme IEEE 802.11 : Quelques offres
Norme IEEE 802.11 : Conclusion
Premier standard des réseaux sans fil
Base de développement pour de nouveaux standards à performances accrues
Débits acceptables aujourd'hui
Escalade permanente des débits qui touche obligatoirement le sans fil aussi
Normalisation du 802.11b pour 11Mb/s en cours
Développement Hiperlan (autres fréquences)
IAPP : Inter-Access Point Protocol
Développements de Aironet, Lucent et Digital
Complète IEEE 802.11 qui couvre seulement l'interface "propagation aérienne" - station à point d'accès
Données : Protocole CDMA (Code-Division Multiple Access) nouvelle technique de transmission numérique. Méthode ou les signaux sont émis sur une même porteuse, mais mélangés par une séquence pseudo aléatoire (étalement du spectre par répartition de code)
Offre Services satellites : Globalstar
Lancement débute début 97
Lanceurs américains, russes et chinois.
Ouverture du service en 1998
24 premiers satellites (Couverture US)
24 derniers satellites pour fin 1999
48 satellites (8,5m x 2 m) de type Big LEO (orbite : 1400 Kms) (7.5ans)
tour de la terre en 114', inclinaison de 52° par rapport à l'équateur,
couverture de la planète sauf les pôles,
un point au sol est vu par plusieurs satellites (maximum 5).
station terrestre avec un rayon d'action de 900 à 1000 km
peut servir plusieurs pays
Offre Services satellites : Teledesic
Projet le + cher (9 milliards de $) Début vers 2004 ?
McCaw (leader GSM US) + Microsoft + Boeing (satellite & lanceur)
