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République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Sup

République Algérienne Démocratique et Populaire Ministère de l’Enseignement Supérieur et de la Recherche Scientifique UNIVERSITE ABOU BEKR BELKAID TLEMCEN FACULTE DE TECHNOLOGIE DEPARTEMENT DE GENIE ELECTRIQUE ET ELECTRONIQUE MEMOIRE Pour l’obtention du diplôme de Ingénieur d’Etat en Télécommunications Option : systèmes des télécommunications THEME REALISE PAR : BELABDELLI Abdelheq OUKAZ Mokhtar Soutenu en 01 juillet 2012 devant le Jury: Année universitaire : 2011-2012 Mr. Merzougui rachid Maitre de conférences(B) à l’Université de Tlemcen Président Mlle.Benmostefa naima Maitre assistante à l’Université de Tlemcen Encadreur Mlle. Djelti hamida Maitre assistante à l’Université de Tlemcen Examinateur Mr. Moussaoui Maitre assistant à l’Université de Tlemcen Examinateur Dimensionnement D'un Réseau Sans Fil Wifi Remerciements Je tiens d’abord à remercier mon encadreur Mademoiselle benmostefa naima pour avoir bien voulu encadrer ce travail ainsi que pour sa riche contribution et ses précieux conseils. Je retiens à remercier également le jury d’avoir accepté l’évaluation de ce travail. J’exprime mes sincères reconnaissances à l’égard de tous ceux qui ont contribué à mes études, particulièrement les enseignants de l'université Abou Bekr Belkaid. Enfin, je tiens à remercier tous ceux qui ont prêté main forte dans l’élaboration de ce travail. Dédicace Je dédie ce projet de fin d’études, aux personnes qui me sont les plus chères : A mes parents qui m’ont énormément soutenu dans les moments les plus difficiles, partagé mes joies et mes peines, qui se sont toujours sacrifiés pour moi. A mes frère pour ses encouragements. A mes amis et collègues. Belabdelli Abdelheq dédicace Dédicace A ma chère grande mère, A ma chère mère, A mon cher père, Qui m’ont tant donné pour faire de moi ce que je suis A mes sœurs et à mes frères, A tous ceux qui comptent pour moi, A tous ceux pour qui je compte MOKHTAR LISTE DES TABLEAUX ___________________________________________________________________________ LISTE DES TABLEAUX Tableau II-1 : Les différentes révisions de la norme 802.11............... ...................................20 Tableaux III-1 : les quatorze canaux de la bande ISM (2.4GHz)...........................................42 Tableau III-2 : Portée d’un réseau Wi-Fi 802.11b a l'intérieur d'un bâtiment. ......................46 Tableau III-3 : Portée d’un réseau Wi-Fi 802.11b a l'extérieur..............................................47 Tableau III-4 : Atténuation du signal causée par différents matériaux..................................47 Tableau III-5: Un bilan de liaison entre deux points d’accès..................................................56 Tableau III-6: Exemple d’estimation des débits crête par application....................................58 Tableau III-7: Atténuation du à chaque obstacle....................................................................67 Tableau III-8: Estimations de nombre de fois de pénétration de l’onde dans les obstacles....67 Tableau III-9: Caractérisation des services.............................................................................70 LISTE DES FIGURES __________________________________________________________________________________ LISTE DES FIGURES Figure I-1 : Les différentes technologies sans fil...................................................................... 5 Figure I-2 : Exemple d’un réseau personnel sans fil WPAN.....................................................6 Figure I-3 : Architecture du réseau métropolitain sans fil.............................................................9 Figure I-4 : Architecture du réseau GSM................................................................................10 Figure I-5: Architecture du réseau GPRS................................................................................12 Figure I-6 : Architecture générale de l’UMTS........................................................................13 Figure I-7: Effets multi-trajets des ondes radio.......................................................................16 Figure II-1 : Variation du débit en fonction de la distance pour la norme 802.11b................22 Figure II-2 : Structure IEEE802.11 versus couches OSI........................................................ 23 Figure II-3 : Description des couches IEEE 802.11................................................................24 Figure II-4: Le Direct Sequence Spread Spectrum................................................................. 25 Figure II-5 : Fonctionnement de la couche LLC ....................................................................27 Figure II-6 : Fonctionnement de la couche MAC 802.11.......................................................27 Figure II-7: Fonctionnement d’un BSS...................................................................................29 Figure II-8 : Réseau WIFI en mode infrastructur....................................................................29 Figure II-9: Réseau WIFI en mode Ad-hoc.............................................................................30 Figure II-10 : Exemple d’un IBSS...........................................................................................31 Figure II-11 : Cartes réseau WIFI PCMCIA...........................................................................33 Figure II-12 : Carte WIFI au format Compact Flash...............................................................34 Figure II-13: Cartes WIFI USB...............................................................................................35 LISTE DES FIGURES __________________________________________________________________________________ Figure II-14: Cartes WIFI PCI................................................................................................36 Figure II-15: Exemples de point d’accès et de routeur............................................................36 Figure II-16 : Zone d’émission de l’antenne d’une carte PCMCIA........................................37 Figure II-17 : Carte WIFI connectée à une antenne................................................................38 Figure III-1:Représentation graphique des canaux wifi dans la bande ISM (2,4 GHz)..........42 Figure III-2 : Affectation de canaux dans la bande ISM (2.4 GHz).......................................43 Figure III-3 : Affectation de 4 canaux dans la bande ISM......................................................43 Figure III-4 : Topologie à cellule disjointes............................................................................44 Figure III-5 : Topologie à cellule partiellement recouvertes...................................................44 Figure III-6 : Topologie à cellules recouvertes.......................................................................45 Figure III-7 : Exemple d’interférence entre deux obstacles....................................................49 Figure III-8 : Connexions d’un réseau sans fil WIFI entre deux points d’accès.....................51 Figure III-9 : La différence des temps de propagation entre les signaux. ..............................59 Figure III-10 : Algorithme de dimensionnement. ...................................................................61 Figure III-11 : Interface de démarrage....................................................................................63 Figure III-12 : interface d’identification de l’utilisateur.........................................................64 Figure III-13 : interface pour la présentation du projet...........................................................65 Figure III-14 : Interface de dimensionnement permet d'entrée les Caractéristiques des équipements à utiliser.......................................................................................66 Figure III-15: Interface de dimensionnement du réseau WIFI par rapport à la zone de couverture............................................................................................................68 Figure III-16 : Interface de dimensionnement du réseau WIFI par rapport aux nombres équipements et la passe bande utilisée.................................................................69 LISTE DES FIGURES __________________________________________________________________________________ TABLE DES MATIERES ___________________________________________________________________________ TABLE DES MATIERES INTRODUCTION GENERALE........................................................................1 CHAPITRE I: GENERALITES SUR LES RESEAUX SANS FIL I.1 INTRODUCTION........................................................................................04 I.2 DEFINITION DES RESEAUX SANS FIL ...............................................04 I.3 LES TECHNOLOGIES SANS FIL .........................................................04 I.3.1 PRESENTATION DES RESEAUX PERSONNELS SANS FIL (WPAN)......06 I.3.1.1 Le Bluetooth ....................................................................................................06 I.3.1.2 Le HomeRF.......................................................................................................06 I.3.1.3 La technologie ZigBee .....................................................................................07 I.3.1.4 Les liaisons infrarouges ....................................................................................07 I.3.2 PRESENTATION DES RESEAUX LOCAUX SANS FIL (WLA N) ..............07 I.3.2.1 Le Wifi ..............................................................................................................07 I.3.2.2 Le HyperLAN2 ................................................................................................08 I.3.3 PRESENTATION DES RESEAUX METROPOLITAINS SANS FIL (WMAN)..................................................................................................................................08 I.3.4 PRESENTATION DES RESEAUX ETENDUS SANS FIL (WWAN)............09 I.3.4.1 GSM ..................................................................................................................09 I.3.4.2 GPRS..................................................................................................................10 I.3.4.3 UMTS................................................................................................................12 I.4 AVANTAGES ET INCONVÉNIENTS DES RÉSEAUX SANS FIL......14 I.5 CONCLUSION............................................................................................15 CHAPITRE II:LE WIFI II.1 INTRODUCTION......................................................................................18 II.2 LES PRINCIPALES NORMES WIFI ....................................................18 TABLE DES MATIERES ___________________________________________________________________________ II.3 FONCTIONNALITÉS D’UN RÉSEAU WIFI........................................20 II.3.1 FRAGMENTATION ET REASSEMBLAGE ..................................................20 II.3.2VARIATION DYNAMIQUE DU DEBIT ..........................................................21 II.4 ARCHITECTURE D’UN RÉSEAU WIFI ...........................................22 II.4.1 L'ARCHITECTURE EN COUCHE ..............................................................22 II.4.1.1 La couche physique..............................................................................23 II.4.1.2 La couche liaison de donnés.................................................................26 II.4.2 L'ARCHITECTURE CELLULAIRE .................................................28 II.4.2.1 Mode infrastructure...............................................................................28 II.4.2.2 Mode Ad-hoc........................................................................................30 II.5 MÉTHODES D’ACCÉS AU SUPPORT DE LA NORME 802.11 .......32 II.6 ÉQUIPEMENTS D’UN RÉSEAU WIFI..................................................32 II.6.1 LES PRODUITS WIFI ....................................................................................32 II.6.2 LES CARTES WIFI.........................................................................................33 II.6.2.1 Les cartes pour stations mobiles...........................................................33 II.6.2.2 Les cartes pour stations fixes................................................................35 II.6.3 LES POINT D'ACCES WIFI..........................................................................36 II.6.4 LES ANTENNES..............................................................................................37 II.7 CONCLUSION ..........................................................................................38 CHAPITRE III: DIMENSIONNEMENT ET APPLICATION III.1 INTRODUCTION.....................................................................................41 III.2 DIMENSIONNEMENT............................................................................41 III.2.1 PROBLÉMATIQUE DE DIMENSIONNEMENT D’UN RÉSEAU WIFI...41 III.2.1.1 MISE EN PLACE D'UN RESEAU WIFI .......................................................40 III.2.1.2 AFFECTATION DES CANAUX........................................................41 III.2.1.3 LE CHOIX DE LA TOPOLOGIE......................................................44 III .2.1.3.1 Topologie à cellules disjointes ............................................45 TABLE DES MATIERES ___________________________________________________________________________ III .2.1.3.2 Topologie à cellules partiellement recouvertes ..................45 III .2.1.3.3 Topologie à cellules recouvertes.........................................46 III .2.1.4 ZONE DE COUVERTURE ............................................................44 III 2.1.4.1 En milieu intérieur................................................................47 III 2.1.4.2 En milieu extérieur ..............................................................47 III .2.1.5 LES INTERFÉRANCES ...................................................................49 III .2.1.5.1 Les interférences entraînent :...............................................49 III .2.1.5.2 Sources d’interférence :.......................................................49 III.2.1.5 .3 Combattre les interférences.................................................50 III.2.2 PROCESSUS DE DIMENSIONNEMENT ET D’UN RESEAU WIFI...................51 III.2.2.1 PREVIISON DE COUVERTUER......................................................51 III.2.2.1.1 théorie de portée radio..........................................................51 III.2.2.1.2 bilan de la liaison..................................................................55 III.2.2.2 PREVISION DE TRAFIC................................................................................58 III.2.2.2.1 nombre d’utilisateurs...........................................................58 III.2.2.2.2 nature des applications et du trafic......................................58 III.2.2.2.3 propagation..........................................................................58 III.2.2.2.4 capacité de système..............................................................58 III.2.3 DIMENSIONNEMENT D'UN RESEAU WIFI.....................................................................60 III.2.3.1 DIMENSIONNEMENT DES CELLULES WIFI................................................60 III.2.3.1.1 rayon et surface des cellules........................................................... 60 III2.3.1.2 nombre des cellules dans la zone à couvrir......................................60 III.2.3.2 DIMENSIONNEMENT DES EQUIPMENT......................................................61 III.2.3.2.1 nombre de point d'accès par cellule .............................................. 61 III.2.3.2.2 nombre des switchs.........................................................................61 III.2.4 SCHEMA GENERAL DE DIMENSIONNEMENT D’UN RESEAU WIFI..........62 TABLE DES MATIERES ___________________________________________________________________________ III.3 PRÉSENTATION GÉNERALE DE L'APPLICATION...........................................63 III.3.1 LE CHOIX DU LOGICIEL D'APPLICATION.....................................63 III.3.2 LES FONCTIONS GÉNÉRALES DE L'APPLICATION ....................63 III.3.2.1 Exécution de l'interface ..................................................64 III.4 CONCLUSION.........................................................................................71 CONCLUSION GENERALE...........................................................................73 TABLE DES MATIERES ___________________________________________________________________________ INTRODUCTION GENERALE ___________________________________________________________________________ 1 INTRODUCTION GENERALE Les réseaux sans fil ont été crées pour permettre aux utilisateurs d'effectuer des communications de tel sorte à garder la connectivité des équipements, tout en ayant gain de mobilité et sans avoir recours aux `fils' utilisés dans les réseaux traditionnels et qui encombrent ces derniers. Ces dernières années, les technologies sans fil ont connues un essor considérable que se soit au niveau commercial ou dans le domaine des recherches, ceci revient aux multiples avantages qu'elles offrent (mobilité, faible coûts, etc.). Mais, comparer aux interfaces filaires, peu nombreuses sont les interfaces sans fil qui offrent un débit rapide (ondes hertziennes, l'infrarouge). Il existe plusieurs technologies pour les réseaux sans fil se distinguant d'une part par la fréquence d'émission utilisée ainsi que le débit et la portée des transmissions (Bluetooth, Zigbee, Hiperlan, Wi-Fi qui est l'objet de ce mémoire), leur arrivée a soulevée un engouement nouveau pour les réseaux radio qui étaient jusqu'alors le domaine exclusif des militaires. Grâce au Wi-Fi il est possible de créer des réseaux locaux sans fils à haut débit pour peu que la station à connecter ne soit pas trop distante par rapport au point d'accès. Dans la pratique le Wi-Fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des assistants personnels (PDA) ou tout type de périphérique à une liaison haut débit sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres en intérieur à plusieurs centaines de mètres en environnement ouvert. Notre projet de fin d’études a pour objectif d’effectuer une étude technique de la norme WI-FI et d’en développer un outil de dimensionnement pour facilite le déploiement d'un réseau d’accès WI-FI. Afin d'effectuer une étude détaillée sur la norme Wi-Fi, uploads/Ingenierie_Lourd/ dimensionnement-d-x27-un-reseau-sans-fil-wifi.pdf