Laboratoire Réseaux sans fils et mobiles

Quadrimestre 3 - Section réseaux et télécommunications

12 heures

Coordinateur : PMA

Enseignant : PMA

Description générale du cours

Les ordinateurs mobiles, les téléphones portables et les PDA, mais aussi les "communicateurs" multimédia sont, dans les industries informatique et télécommunication, les segments accusant les plus fortes croissances. L'usage de ces terminaux de plus en plus puissants appelle une connexion sans fil à tous les types de réseaux (données, téléphoniques, TV/video,...) pendant leurs déplacements, et toujours plus de débits et de services que ne peuvent offrir les réseaux radioélectriques classiques. Des projets ambitieux (IMT2000, UMTS) de mise sur pied de services de communication personnels et universels sont en plein déploiement conjuguant réseaux terrestres, aériens et satellitaires. Ce cours permet de comprendre les enjeux du marché des réseaux sans fil sur les différentes dimensions d'échelle que sont les : WPAN (Wireless Personal Area Network), les WLAN (Wireless LAN/MAN), les WWAN (Wireless WAN) et le Mobile Internet/Intranet.

Les séances de laboratoire ont pour but la prise en main d'une technologie sans fil WLAN et plus particulièrement la 802.11b. Cette prise en main s'effectue dans un double contexte d'apprentissage : mise au point et étude pratiques d'un prototype de réseau sans fil, établissement d'un devis technique visant à définir l'architecture générale d'un réseau LAN sans fil à l'ESI. Les séances se déroulent sous la forme d'un mini projet d'informatique système en réseau.

Matières de base utilisées

  • Introduction aux réseaux et aux télécommunications
  • Signal et transmission
  • Protocoles et modèles de réseaux
  • Technologies LAN : hubs, switches et câblages en Ethernet 10/100, suite TCP/IP (DNS, DHCP), communications asynchrones
  • Administration des systèmes et des réseaux Windows (NT et 2000) sur TCP/IP

Objectifs

Pour le cours: comprendre la diversité des besoins des utilisateurs, mais aussi les diverses problématiques des opérateurs et des constructeurs en réseaux sans fil et en réseaux mobiles. Comprendre la diversité des solutions technologiques présentes et à venir sur le marché dans les différents domaines d'application. Etre capable de produire des devis techniques pour implanter des extensions "sans fil" dans les réseaux existants des entreprises, mais aussi concevoir l'architecture de nouveaux réseaux avec les produits du marché.

Pour le laboratoire: apprendre les différentes facettes de l'intégration d'une technologie sans fil au réseau existant d'une entreprise ou d'un organisme. Suivre les différentes étapes d'un cycle de projet de recherche et d'évaluation technologique : analyse des besoins et des solutions, conception d'un prototype, implémentation et tests, enfin gestion et administration du prototype de réseau sans fil en laboratoire. Produire un rapport final.

Plan du cours

1. Présentation générale

  • Contenu et motivation du cours
  • Ce cours parmi les autres
  • Classification des réseaux
  • Différents points de vue à explorer
  • Modalités pratiques du cours
  • Attentes

2. Comprendre les réseaux sans fil

  • Différentes évolutions technologiques
  • Industrie informatique
  • Industrie des télécommunications
  • Industrie de l'audiovisuel
  • Mariage des différents concepts : information, communication et traitement
  • Les différents réseaux : informatiques et les autres

3. Réseaux et architectures

  • Les bases de la transmission
  • Les systèmes de transmission et leurs modèles
  • Les différentes normalisations
  • L'essor des réseaux informatiques
  • L'essor des réseaux mobiles
  • Le modèle simplifié

4. La couche physique

  • Rappels : La théorie de la transmission
  • La transmission sans fil
  • Le spectre électromagnétique et son partage
  • Les défauts des transmissions radioélectriques
  • Transmissions par ondes : radios, micro-ondes, infra-rouge, lumineuses
  • Comparaisons et normes d'exploitation

5. Systèmes de radiocommunication

  • Les systèmes de radiomessagerie : Telindus High-tech Institute
  • Les téléphones sans fil : CT-1, CT-2, CT-3 ou DECT
  • Les radiotéléphones analogiques
  • Les radiotéléphones cellulaires : AMPS et les concepts de base
  • Les radiotéléphones cellulaires numériques : GSM, IS-54
  • L'avenir des systèmes de radiocommunication avec les mobiles : UMTS, FPLMTS ou IMT2000

6. Les systèmes de communication par satellites

  • GEOS, MEOS, LEOS
  • VSAT, USAT
  • Constellations de satellites : Iridium, GlobalStar
  • Satellites ou fibres optiques ?

7. La couche liaison de données et l'accès partagé

  • Objectifs de la couche liaison de données : trames, contrôle et correction d'erreur
  • Le contrôle d'accès au canal : allocation statique, dynamique, FDM, TDM
  • Protocoles de gestion d'accès : Aloha pur, Aloha discrétisé, CSMA, MACA et MACAW, CDMA
  • Protocoles WLAN 802.11b : DSSS et FHSS
  • Autres protocoles WLAN : 802.11a, HyperLAN,
  • Protocoles WPAN 802.15 : Bluetooth, HomeRF
  • Les accès satellitaires

8. La couche réseau

  • Problèmes de la conception de la couche réseau
  • Routage des ordinateurs mobiles : localisation et roaming, domiciliation
  • Mobile IP

9. Le réseau GSM

  • La norme GSM
  • Architecture fonctionnelle d'un réseau GSM
  • Le sous-système radio
  • Le sous-système réseau
  • La gestion du réseau
  • Les terminaux

10. La norme DECT 1800

11. L'organisation des services GSM

12. Un réseau de données mobile : Mobitex

13. La messagerie par satellite

14. Le service SMS

15. Evolution du GSM : GPRS, UMTS

Plan du laboratoire

1. Séance d'introduction

  • Explication de la démarche globale des séances : cycle de mini projet, principe du fil rouge (projet de recherche et d'évaluation technologique) et du prototype, définition des équipes de projet (coordinateur, analyste, implémentateur et administrateur)
  • Exposé de la méthodologie de projet : étapes, rapport continu, équipe de projet
  • Inventaire de l'existant, rappels théoriques de base

2. Séance d'analyse

  • Analyse et formalisation de l'existant
  • Analyse et définition des besoins, choix stratégiques
  • Analyse et définition des solutions, choix de conception

3. Conception du prototype

  • Etude des documents techniques disponibles
  • Prise en main de la technologie et des équipements réseaux
  • Conception de la solution selon les différents axes concernés

4. Implémentation et tests

  • Implémentation : installation, configuration, tests, mise en service
  • Test de : file transfer, print sharing, network logon, roaming et étude des performances et interférences.

5. Gestion et administration

  • Domaine NT, Sécurité WEP, gestion des utilisateurs, ressources et droits d'accès,

6. Rapport final et acceptation - défense

  • Défense de groupe : Exposé et démo, rapport final
  • Défense individuelle : questions orales

Bibliographie

  • Syllabus du cours (E.S.I.)
  • Andrew Tanenbaum, Réseaux, Pearson Education (4ème édition, 2003)
  • Guy Pujolle, Les réseaux, Eyrolles (3ème édition, 2000)
  • Al Agha, Pujolle, Vivier, Réseaux de mobiles & réseaux sans fil Eyrolles 2001
  • Guy Pujolle, Davor Males, WiFi par la pratique, Eyrolles, 2004, 2ème édition