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Réseaux personnels sans fil : WPAN Réseaux métropolitains sans fil : WMAN Résea

Réseaux personnels sans fil : WPAN Réseaux métropolitains sans fil : WMAN Réseaux locaux sans fil : WLAN Réseaux étendus sans fil : WWAN 3 1 SEN Cours wifi Introduction Un réseau sans fil (Wireless Network) est un réseau dans lequel au moins 2 périphériques (ordinateur, PDA, caméra IP, imprimante…) peuvent communiquer sans liaison filaire. Les réseaux sans fils utilisent des ondes électromagnétiques (radio, infrarouge) à la place des câbles. Intérêt : Un utilisateur a la possibilité de rester connecté tout en se déplaçant dans un périmètre géographique plus ou moins étendu, notion généralement évoquée par les termes, mobilité ou itinérance. Avantage : Les réseaux sans fils permettent de relier très facilement des équipements distants d’une dizaine de mètres à quelques kilomètres. De plus, l’installation de tels réseaux ne nécessitent pas de lourds aménagements (goulottes, tranchées, connecteurs..). Inconvénients : Les transmissions radioélectriques sont soumises à une réglementation stricte propre à chaque pays, qui définit les plages de fréquence et les puissances auxquelles il est possible d’émettre. Il est impératif de mettre en œuvre les dispositions nécessaires pour assurer la confidentialité des données circulant sur les réseaux sans fils (problème de piratage des données). Catégories de réseaux sans fil Les réseaux sans fil sont habituellement répartis en plusieurs catégories selon la zone de couverture (zone de connectivité). WPAN: (Wireless Personal Area Network)il s’agit d’un réseau individuel ou domestique sans fil d’une faible portée de quelques dizaines de mètres. Ce type de réseau a recours aux technologies Bluetooth (IEEE.802.15.1), HomeRF (Home Radio Frequency), ZigBee (IEEE.802.15.4) et infrarouge. WLAN: (Wireless Local Area Network)il s’agit d’un réseau permettant de couvrir l’équivalent d’un réseau local d’entreprise, soit une portée d’une centaine de mètres environ. Plusieurs technologies : le WiFi (IEEE 802 .11) et HiperLAN2 (High Performance Radio LAN 2.0). WMAN: (Wireless Metropolitan Area Network)ce réseau est connu sous le nom de BLR (boucle locale radio – IEEE 802.16). La norme de réseau métropolitain sans fil la plus connue est le WIMAX permettant d’obtenir des débits de l’ordre de 70Mbits/s sur un rayon de plusieurs kms. WWAN: (Wireless Wide Area Network) Il s'agit des réseaux sans fil les plus répandus puisque tous les téléphones mobiles sont connectés à un réseau étendu sans fil. Les principales technologies sont les suivantes : GSM (Global System for Mobile Communications), GPRS et EDGE (General Packet Radio Service), UMTS (Universal Mobile Télécommunications System- 3G) ,LTE (Long Term Evolution- 4G) Lycée des Métiers Jacques PrévertCombs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques 3 1 SEN Cours wifi La technologie Wifi La norme WiFi (Wireless Fidelity) est le nom commercial donné à la norme IEEE 802.11 (Institute of Electrical and Electronics Engineers – l'organisme de certifications des normes réseaux) par la WiFi Alliance. Ce standard est actuellement l'un des standards les plus utilisés au monde Les normes La norme IEEE 802.11 est en réalité la norme initiale publiée en 1997. Des révisions ont été apportées afin d’améliorer le débit, c’est le cas des normes 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n et 802.11ac. Normes pour les réseaux 802.11 Protocole 802.11 Date de publication Fréquence (GHz) Largeur de bande des canaux (MHz) Numéro des canaux Débit de données par flux(Mbit/s) Flux MIMO admissibles Modulation Portée (interieur) - juin 1997 2,4 20 1 – 14 (2,4 GHz) 1, 2 1 DSSS, FHSS A sept. 1999 3,7/5 20 131 – 138 (3,7 GHz) 34 – 165 (5 GHz) 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 1 OFDM B sept. 1999 2,4 20 1 – 14 (2,4 GHz) 5,5, 11 1 DSSS G juin 2003 2,4 20 1 – 14 (2,4 GHz) 7.2, 14.4, 21.7, 28.9, 43.3, 57.8, 65, 72.2 1 OFDM,DSSS 25m N oct. 2009 2,4/5 20 ou 40 1 – 14 (2,4 GHz) 34 – 165 (5 GHz) 15, 30, 45, 60, 90, 120, 135, 150 4 OFDM 50m AC Janvier 2014 5 20, 40, 80, 160 34 – 165 (5 GHz) 433, 867 8 256-QAM 80m Modulation Afin de pouvoir transporter les informations il existe différentes technique de modulation du signal radio DSSS, direct sequence spread spectrum (modulation à spectre étalé à séquence directe); FHSS, frequency hopping spread spectrum (modulation à spectre étalé à sauts de fréquence); MIMO,multiple input multiple output (entrées multiples, sorties multiples); OFDM, orthogonal frequency division multiplexing (multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence). 256-QAM, Quadrature Amplitude Modulation (modulation d'amplitude en quadrature) Lycée des Métiers Jacques PrévertCombs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques 3 1 SEN Cours wifi Fréquence Le Wifi utilise des fréquences situées dans des bandes dites sans licence. Il s'agit de bandes libres, qui ne nécessitent pas d'autorisation de la part d'un organisme de réglementation. Les deux bandes sans licence utilisées dans La bande ISM (Industrial, Scientific and Medical) correspond à une bande de fréquence située autour de 2.4 GHz, avec une largeur de bande de 83.5 MHz (2.4465-2.4835 GHz pour la France). Utilisé par les normes 802.11b/g/n La bande U-NII (Unlicenced-National Information Infrastructure)correspond à une bande de fréquence située autour de 5 GHz, elle n’est pas continue elle se décompose en 4 parties : UNI-1 : 5,15 – 5,25 GHz : 4 canaux de 20Mhz, 2 de 40MHz UNI-2 : 5,25 – 5,35 GHz : 4 canaux de 20Mhz, 2 de 40MHz UNI-2e : 5,470 – 5,725 GHz : 11 canaux de 20Mhz, 5 de 40MHz UNI-3 : 5,725 – 5,825 GHz : 4 canaux de 20Mhz, 2 de 40MHz Utilisé par les normes 802.11a/n/ac Situation des fréquences Wifi dans le spectre de fréquences Canaux Chaque bande de fréquence est divisée en canaux. La transmission ne se fait que sur un canal donné. 14 canaux de 20MHz pour la bande ISM Pour avoir un bon débit, il est fortement conseillé d'utiliser les canaux 1, 6, 11 car ils ne se recouvrent pas. 4 + 4 +11 + 4 canaux de 20MHz pour la bande U-NII Lycée des Métiers Jacques PrévertCombs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques 3 1 SEN Cours wifi Largeur de bande La largeur de canal contrôle la « largeur de tuyau » disponible pour le transfert des données. Toutefois, plus un canal est large, plus il est sujet aux interférences et plus il peut lui-même interférer avec les autres appareils Les normes 802.11n et ac permettent l’agrégation de canaux afin d’obtenir des débits supérieurs Le débit Le débit est fortement dépendant de la distance entre les appareils mais également des obstacles (comme les murs) qui se dressent sur le passage. Dans le meilleur des cas, il faut compter sur un débit pratique environ deux fois inférieur au débit théorique. Et dans le pire des cas (murs, interférences), le débit peut littéralement s’effondrer jusqu’à une perte de signal Technologie MIMO Apparue en 2009 avec la norme 802.11n la technologie MIMO (entrées multiples et sorties multiples) permet d'augmenter la portée du signal et d'augmenter les débits en intérieur. En effet, un signal Wi-Fi standard est rapidement dégradé par la présence d'obstacles. Pour diminuer cet impact sur les performances, les émetteurs MIMO transmettent le signal à l'aide de plusieurs antennes (de 2 à 7 pour l'émetteur, de 2 à 3 pour le récepteur). Le principe consiste à multiplier les signaux pour transmettre une même information. À l'arrivée, le récepteur recompose le signal en exploitant les paquets véhiculés par les différents signaux. On parle de plusieurs flux spatiaux Formation de faisceaux La formation de faisceau est une technique qui a d'abord été mise au pointpour la 802.11n, elle propage le signal sans fil en direction de l'utilisateur quien a le plus besoin, améliorant ainsi les performances et la couverture aulieu de transmettre le signal RF à la région environnante complète. Le schéma de droite montre comment le MIMO multi- utilisateurs utilisé enconjonction avec la formation de faisceau peut transmettre vers plusieursutilisateurs simultanément et diriger le faisceau RF à un utilisateurspécifique avec chacune de ses antennes. Lycée des Métiers Jacques PrévertCombs – la – Ville Section de BAC PRO Systèmes électroniques numériques réseau 3 1 SEN Cours wifi Mode de mise en réseau Le mode Infrastructure Le mode Infrastructure est un mode de fonctionnement qui permet de connecter les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi entre eux via un ou plusieurs points d’accès Le mode Ad hoc Le mode « Ad-Hoc » est un mode de fonctionnement qui permet de connecter directement les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi, sans utiliser un matériel tiers tel qu’un point d’accès Le mode Client La borne se comporte alors comme une carte WIFI. On peut la connecter via un réseau filaire à un ordinateur ne comportant pasde carte Wifi Le mode Pont « Bridge » Un point d'accès en mode pont sert à connecter un ou plusieurs points d'accès entre eux pour étendre un réseau filaire, par exemple entre deux bâtiments. Le mode Répéteur « range-extender » Un point d'accès en mode « Répéteur » permet de répéter un signal Wi-Fi plus loin Les différentes technologies de sécurisation WiFi Le WEP(Wired Equivalent Privacy) Pour remédier aux problèmes de confidentialité des échanges sur uploads/Ingenierie_Lourd/ cours-wifi-rev00 1 .pdf