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N° d’ordre 17/TCO/IRS Année universitaire : 2016-2017
UNIVERSITE D’ANTANANARIVO
-------------------------------
ECOLE SUPERIEURE POLYTECHNIQUE
-------------------------------
MENTION TELECOMMUNICATION
MEMOIRE
En vue de l’obtention
Du diplôme de MASTER
Titre : Ingénieur
Domaine : Sciences de l’Ingénieur
Mention : Télécommunication
Parcours : Ingénierie des Réseaux et Systèmes
Par : RATSIMITRAHO Miharimanana Tanjona
RESTRUCTURATION
ET MISE EN PLACE D’UN RESEAU MAN
POUR LA DIRECTION GENERALE DES IMPÔTS
Soutenu le 01 Mars 2018 devant la Commission d’Examen composée de :
Président :
Mr RAKOTOMALALA Mamy Alain
Examinateurs :
Mr RAVONIMANANTSOA Ndaohialy Manda-Vy
Mr RAKOTONDRAINA Tahina Ezéchiel
Mr RAVELOMANANTSOA Niary Lalaina
Directeur de mémoire :
Mr RANDRIAMITANTSOA Andry Auguste
Encadreur professionnel :
Mr RAOBELINA Fenohasina
i
REMERCIEMENTS
Je tiens tout d’abord à remercier l’Ecole Supérieure Polytechnique d’Antananarivo, mon école où
j’ai reçu ma formation d’Ingénieur.
Je tiens également à remercier Monsieur RAMANOELINA Panja Armand René, Professeur
Titulaire et Président de l’Université d’Antananarivo.
Monsieur ANDRIANAHARISON Yvon Dieudonné, Professeur Titulaire et Directeur de l’Ecole
Supérieure Polytechnique d’Antananarivo.
Monsieur RAKOTOMALALA Mamy Alain, Maître de Conférences et Responsable de la mention
Télécommunication de l’honneur qu’il me fait en président le Jury.
Monsieur RAVONIMANANTSOA Ndaohialy Manda-Vy, Maître de Conférences, Monsieur
RAKOTONDRAINA Tahina Ezéchiel, Maître de Conférences et Monsieur
RAVELOMANANTSOA Niary Lalaina, Docteur de l’Université d’Antananarivo pour l’honneur
qu’ils me font en étant membre du Jury.
Toutes mes gratitudes à mon Directeur de mémoire Monsieur RANDRIAMITANTSOA Andry
Auguste, Maître de Conférences, pour son aide lors de la préparation de mon mémoire et dans la
réalisation de cet ouvrage.
Une reconnaissance et de sincères remerciements à la Direction Générale des Impôts et plus
particulièrement au Directeur Générale, Monsieur RAZAFINDRAKOTO Iouri Garisse, à
l’Inspecteur RATSIMITRAHO Narimanana, Chef de Service Régionale des Entreprises 2
d’Analamanga, à mes encadreurs professionnels l’Inspecteur Raobelina Fenohasina Chef de Service
du Système d’Information Fiscale ainsi que l’Ingénieur Informaticien, Monsieur RAMILISAONA
Lova Lantolalaina pour leurs conseils, leurs aides et la confiance dont ils ont placé en moi.
Enfin, un grand merci pour mon père et ma mère pour tout leur amour et leur soutien.
ii
TABLE DES MATIERES
REMERCIEMENTS ................................................................................................................... i
TABLE DES MATIERES ......................................................................................................... ii
NOTATIONS…… ..................................................................................................................... v
INTRODUCTION GENERALE ................................................................................................ 1
CHAPITRE 1 PRESENTATION DE LA DIRECTION GENERALE DES IMPÖTS ET
ETUDE DE L’EXISTANT ........................................................................................................ 2
1.1 Introduction ................................................................................................................. 2
1.2 Histoire ........................................................................................................................ 2
1.2.1 L’impôt ................................................................................................................. 2
1.2.2 Dès l'Antiquité l'impôt avait un rôle économique ................................................ 2
1.2.3 Au moyen âge, l'impôt revêt déjà un caractère fiscal ........................................... 2
1.2.4 Fin XV -ème – début XVII -ème Siècle : période de l'ancien régime ................. 3
1.2.5 Au XVIII -ème siècle ........................................................................................... 3
1.2.6 Du XIX -ème siècle au XX -ème siècle ............................................................... 3
1.2.7 Historique de l’Impôt à Madagascar .................................................................... 4
1.3 Organigramme de la DGI ............................................................................................ 6
1.4 Personnel de la DGI ..................................................................................................... 6
1.5 Fonctionnement de la DGI .......................................................................................... 7
1.6 Architecture réseau des sites de la Direction Générale des Impôts actuelle................ 8
1.6.1 Architecture générale ........................................................................................... 9
1.6.2 Liaison internet ................................................................................................... 10
1.6.3 Architecture du réseau local à Mandrosoa ......................................................... 11
1.6.4 Architecture du réseau local à Amparibe ........................................................... 12
1.6.5 Architecture du réseau local à 67 Ha ................................................................. 13
1.6.6 Architecture du réseau local des autres sites ...................................................... 14
1.7 Document de projet ................................................................................................... 14
iii
1.7.1 Objectifs ............................................................................................................. 14
1.7.2 Solution technique .............................................................................................. 16
1.7.3 Avantages ........................................................................................................... 17
1.8 Conclusion ................................................................................................................. 18
CHAPITRE 2 SYSTEME DE ROUTAGE ET ENCAPSULATION PPP ........................ 19
2.1 Introduction ............................................................................................................... 19
2.2 Topologie du réseau ................................................................................................... 19
2.2.1 Solution 1 : Topologie en deux étoiles ............................................................... 19
2.2.2 Solution 2 : Topologie hybride ........................................................................... 20
2.2.3 Solution 3 : Topologie maillée ........................................................................... 21
2.3 Système de routage .................................................................................................... 22
2.4 Protocole PPP ............................................................................................................ 31
2.4.1 Format de la trame lors de l’utilisation du protocole PPP .................................. 31
2.4.2 Encapsulation PPP .............................................................................................. 32
2.4.3 Authentification PPP .......................................................................................... 33
2.5 Conclusion ................................................................................................................. 36
CHAPITRE 3 ETUDE DE LA MISE EN PLACE DES LIAISONS PAR FAISCEAUX
HERTZIENS DE LA DIRECTION GENERALE DES IMPÔTS ........................................... 37
3.1 Introduction ............................................................................................................... 37
3.2 Outils mathématiques et physiques utiles à la mise en place d’une liaison radio ..... 37
3.2.1 Fréquence, période et longueur d’onde .............................................................. 37
3.2.2 Le décibel 𝒅𝑩 ..................................................................................................... 37
3.2.3 Le décibel par rapport au milliwatt dBm ........................................................... 38
3.2.4 Le décibel isotrope dBi et le décibel demi-onde dBd ........................................ 38
3.2.5 Le ROS et le TOS ............................................................................................... 39
3.3 Antennes .................................................................................................................... 40
3.3.1 Les différentes caractéristiques d’une antenne ................................................... 40
3.3.2 La parabole ......................................................................................................... 42
3.4 Etude du projet sur Google Earth 7.1 professionnel .................................................. 43
iv
3.5 Etude de la mise en place des liaisons par faisceaux hertziens sur le logiciel
professionnel Pathloss 4.0 .................................................................................................... 45
3.5.1 A propos de Pathloss .......................................................................................... 45
3.5.2 Etude détaillée de la liaison reliant le site de 67 Ha et d’Antaninarenina .......... 46
3.5.3 Print Profile module ........................................................................................... 76
3.6 Conclusion ................................................................................................................. 82
CONCLUSION… .................................................................................................................... 83
ANNEXE 1 COUTS DU PROJET ......................................................................................... 84
ANNEXE 2 CHRONOGRAMME .......................................................................................... 86
ANNEXE 3 ACTES SUR LES BANDES LIBRES ............................................................... 87
ANNEXE 4 EQUIPEMENTS UBIQUITI .............................................................................. 88
ANNEXE 5 RESTRUCTURATION DU RESEAU LAN AVEC PFSENSE ET UNIFI
SWITCH (SITE DE MANDROSOA) ..................................................................................... 92
BIBLIOGRAPHIE ................................................................................................................... 97
RENSEIGNEMENTS .............................................................................................................. 98
v
NOTATIONS
1. Minuscules latines
d distance
dB décibel
dBd décibel demi-onde
dBi décibel isotrope
dBm décibel milliwatt
f fréquence
h hauteur
km kilomètre
m mètre
2. Majuscules latines
A marge d’atténuation effective
C facteur C
G gain d’antenne
K facteur géo climatique
KQ facteur KQ
S rugosité du terrain
W watts
3. Abréviations
AES Advanced Encryption Standard
AF AirFiber
BER Bit Error Rate
BLR Boucle Locale Radio
CF Centre Fiscal
CHAP CHallenge Authentication Protocol
CLI Command Line Interface
CDPCP Cisco Discovery Protocol Control Protocol
DGI Direction Générale des Impôts
DGRF Direction Générale des Règles Financières
DGE Direction des Grandes Entreprises
FH Faisceaux Hertziens
IP Internet Protocol
vi
ITU International Telecommunication Union
IDU InDoor Unit
IOS Interface Operating System
LAN Local Area Network
LCP Link Control Protocol
LOS Line Of Sight
MAN Metropolitan Area Network
MAP Madagascar Action Plan
NAT Network Address Translation
NIFONLINE Numéro d’Identification Fiscale ONLINE
NOC Network Operating Center
NCP Network Control Protocol
ODU OutDoor Unit
PAK Precision Alignment Kit
PAP Password Authentication Protocol
PAR Puissance Apparente Rayonnée
PIRE Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente
PPP Point to Point Protocol
QAM Quadrature Amplitude Modulation
ROS Rapport d’Onde Stationnaire
SRE Service Régional d’Entreprise
SFP Small Form-factor Pluggable
SIGTAS Standard Integrated Gouvernement Tax Administration System
SSIF Service du Système d’Information Fiscale
SAN Serveur Area Network
TOS Taux d’Onde Stationnaire
USG Unifi Security Gateway
VLAN Virtual Local Area Network
VPN Virtual Private Network
WAN Wide Area Network
4. Notations spéciales
𝜖𝑝 inclinaison du trajet
𝑔/𝑚3 grammes par mètre cube
𝜌 densité de la vapeur d’eau
vii
𝐴𝑎 absorption atmosphérique
𝐴𝐷 marge d’atténuation dispersive
𝐴𝑒 perte dans l’espace libre
𝐴𝐹 marge d’atténuation plate
𝐴𝑖 marge d’atténuation due aux interférences naturelles
𝐴𝑡 marge d’atténuation thermique
𝐶𝑙𝑎𝑡 valeur de la latitude
𝐶𝑙𝑜𝑛 valeur de la longitude
𝐾𝑐 facteur de courbure du rayon de la Terre
𝐺𝑒 gain de l’antenne émettrice
𝐺𝑟 gain de l’antenne réceptrice
𝑃𝑟 puissance reçue
𝑅𝐷 facteur d’atténuation
𝛾𝑜 atténuation provoquée par les molécules d’oxygènes
𝛾𝑤 atténuation provoquée par la vapeur d’eau
GbE gigabit Ethernet
GHz gigahertz
Hz hertz
MHz mégahertz
% pourcent
1
INTRODUCTION GENERALE
Plusieurs projets étaient en cours au sein du SSIF (Service du Système d’Information Fiscale), le
service où nous avons été affectés lors de notre stage au sein de la Direction Générale des Impôts
(DGI). SSIF est un service directement rattaché à la DGI et est le service pilote du système
d’information de la Direction. La DGI est une Direction du Ministère des Finances et du Budget
sous tutelle du Secrétariat Général qui est sous l’autorité du ministère.
Un de ces projets était la volonté, de restructurer le réseau MAN de la Direction Générale des Impôts
dont l’étude nous a été confiée dans le but d’interconnecter les différents sites principaux de la DGI
se trouvant à Analamanga indépendamment des opérateurs de Télécommunication et cela afin
d’améliorer les services fiscaux que la DGI propose aux contribuables.
Le but de la DGI est de collecter le maximum d’Impôts pour augmenter la recette de l’Etat, faire en
sorte que tout contribuable puisse déclarer et payer les impôts de ses dû. Le service SSIF quant à lui
a pour tâche de faciliter cette procédure de déclaration et collecte en apportant de nouvelle
technologie de l’information et de télécommunication à la Direction. La mise en place de différente
plate-forme et le développement de différentes applications à la fois performantes et faciles
d’utilisation ont été engagés par le Service. Le Travail et l’administration au sein de la DGI
s’orientent donc actuellement petit à petit vers des travaux d’administration fiscale intégré qui se
base sur l’informatique et les nouvelles technologies de pointes.
L’étude du projet de mise en place du réseau MAN et tous les détails le concernant seront développés
dans ce livre en commençant premièrement par l’étude de l’existant, deuxièmement la recherche et
la proposition des différentes solutions possibles, troisièmement le choix de la solution idéale qui
est en fonction de sa capabilité, de sa faisabilité et de son coût, quatrièmement la conception et
l’étude de la mise en place de la solution choisie, et cinquièmement le devis des coûts et du temps
que le projet prendra. Toutes ces étapes seront développées en trois Chapitres qui sont premièrement
la Présentation de la Direction Générale des Impôts, deuxièmement le Système de routage et
encapsulation PPP et troisièmement l’Etude de la mise en place des liaisons par Faisceaux Hertziens
de la DGI contenus dans ce projet de mise en place et de restructuration du réseau MAN de la
Direction Générale des Impôts.
2
CHAPITRE 1
PRESENTATION DE LA DIRECTION GENERALE DES IMPÖTS ET ETUDE DE
L’EXISTANT
1.1 Introduction
La Direction Générale des Impôts est une direction sous l’autorité du Secrétariat Général du
Ministère de la finance et du budget créée en 1998. Tout son système d’information est géré par la
Direction technique et le service SIF qui sont basés à Mandrosoa. Dans ce chapitre nous allons parler
de la Direction Générale des Impôts : son histoire, son organigramme, sa fonction… et du système
d’information et de télécommunication existant ainsi que le principe de fonctionnement de ce
système.
1.2 Histoire
De 1975 jusqu’à 1997, la Direction des impôts et la Direction des Douanes étaient dirigées par une
seule Direction Générale dénommée « Direction Générale des Règles Financières (DGRF) ». La
Direction chargée des impôts était divisée en 3 services pratiquement indépendants : service des
contributions directes, service des contributions indirectes et services de l’enregistrement et du
timbre. En 1998, La Direction Générale des Impôts a été créée et les 3 ex-services ont été fusionnés.
[1]
1.2.1 L’impôt
Par définition, l'impôt est un prélèvement effectué par l'Etat (ou par le roi) et les collectivités (en
nature ou en argent), en vue de couvrir les charges publiques. L'impôt avait déjà existé bien avant
Jésus Christ. [1]
1.2.2 Dès l'Antiquité l'impôt avait un rôle économique
Depuis l'Antiquité, l'impôt se présentait sous forme de « droit de sortie » assis sur les biens. Droit
frappant les biens vivriers nécessaires à la survie de la population. L'objectif était de défendre la
sortie des biens. [1]
1.2.3 Au moyen âge, l'impôt revêt déjà un caractère fiscal
Epoque de domination des rois (souverains). Les paysans qui cultivent la terre, appartenant aux
souverains, doivent payer le CENS pour marquer la souveraineté des rois. Le roi en contrepartie,
assure la protection des sujets contre les invasions et les attaques venant de l'extérieur. (C’est comme
le « fetin'ny santa-bary » à Madagascar). [1]
3
1.2.4 Fin XV -ème – début XVII -ème Siècle : période de l'ancien régime
Marqué par l'existence des impôts indirects, assis et établis sur les biens : droits d'entrée à la
frontière. Plus particulièrement sur des biens de consommation. Et l'impôt le plus ancien est la taxe
de consommation sur le sel « la gabelle », taxe à payer à chaque récolte de sel.
Etablissement du droit d'entrée imposé à l'entrée (droits de porte – droits des douanes) lors du
franchissement d'une frontière (exemple : le péage à nos jours) étrangère.
L'homme est aussi une assiette de l’impôt : apparition de l'impôt par tête d'habitant ou impôt de
taille ou impôt de capitation : impôt direct ou impôt personnel. L'impôt de taille frappant les pauvres
et épargnant les riches. L'impôt est quérable : utilisation des moyens de coercition pour percevoir
l'Impôt Minimum Fiscal (IMF). (Exemple à Madagascar : l'IMF est dû annuellement par chaque
citoyen âgé de 21 ans. Cet impôt oblige les paysans à rester chez eux pour travailler davantage la
terre. Aboli en 1972. Actuellement, l'impôt synthétique revêt un caractère direct et personnel). [1]
1.2.5 Au XVIII -ème siècle
Siècle de la lumière avec les idées révolutionnaires prônées par MONTESQUIEU, DIDEROT, J.J
ROUSSEAU, VOLTAIRE. [1]
• Suppression de l'impôt de l'ancien régime
• Condamnation de l'inquisition fiscale : une perquisition menée de force ou d'arbitraire
• Principe de neutralité
Ces philosophes réclament trois principes face à ce qu'ils appellent l'injustice fiscale :
• Principe de justice fiscale : suppression de l'impôt de taille
• Principe de liberté : qui condamne l'inquisition fiscale
• Principe de neutralité selon lequel l’impôts ne doit pas entraver les échanges commerciaux
1.2.6 Du XIX -ème siècle au XX -ème siècle
Période marquée par les deux guerres mondiales :
• Un immobilisme fiscal : pas d'évolution de la législation fiscale
• L’impôt est un moyen pourvoyeur de recettes, a un objectif fiscal
• L’impôt est un instrument de croissance, de développement économique et social
Le système fiscal Malagasy actuel n'est que l'héritage du système fiscal français, applicable à
Madagascar pendant près d'un siècle couvrant la période coloniale et néocoloniale.
A Madagascar, on remarque la prédominance de l'impôt foncier (impôt réel). La notion d'impôt
foncier est apparue à l'époque d'Andrianampoinimerina. Il était le grand propriétaire foncier (la
4
pleine de Betsimitatatra). Cette pleine était divisée en parcelles de rizière, appelées chacune
HETRA. Chaque HETRA constitue une base d'impôt, et les cultivateurs qui travaillent et cultivent
les « HETRA » doivent payer une piastre (vary fito venty). [1]
1.2.7 Historique de l’Impôt à Madagascar
1.2.7.1 Impôt en numéraires
a) Hetra
Du temps de la royauté à Madagascar le Hetra n’était qu’un dû que devrait payer un citoyen
seulement pour les parcelles de rizière qu’il possédait. [1]
b) Vidin’aina
• Impôt d’allégeance, de fidélité : Hasina équivaut à une piastre
• Impôt d'obéissance envers les rois : expression de la souveraineté royale
Actuellement l'impôt constitue une expression de la souveraineté nationale, fidélité envers l'Etat. «
Le consentement à l'impôt commence par l'adoption par le pouvoir législatif de la loi de finances »
[1]
1.2.7.2 Impôt en nature
Ce type d’impôt consiste à prélever une partie de force de l'homme (corvée ou « fanompoana » en
malagasy), il peut être un service militaire envers la Nation. [1]
a) Asa folo andro
Réquisition des personnes, travaux faits au profit des collectivités locales.
b) Réquisition des biens
Riz, bétails à titre de paiement d 'impôt.
Actuellement, depuis l'évolution de la conception de l'impôt dans le temps, la prestation pécunière
remplace le prélèvement en nature au profit de l'Etat. C'est ainsi qu'on parle aujourd'hui d'impôts
sur le revenu, sur la dépense et sur le capital. L'impôt atteint presque toutes les activités et les
patrimoines des personnes physiques et morales.
1.2.7.3 L’institution de l’impôt actuelle
L'institution de l'impôt est légale et sa perception est prévue par la Constitution en son article 36.
[1]
5
a) Objectifs
Comme dans toute société démocratiquement structurée, pour le financement des services publics
et des programmes de développement en partie, la contribution de tout un chacun (à travers le
paiement des impôts) est indispensable. Depuis 2007 la Direction Générale des Impôts a mis en
œuvre la stratégie et plan d'actions pour la réforme de l'administration fiscale (2007-2011) dont les
orientations stratégiques consistent en une administration fiscale plus efficace, plus simple et
tournée vers un meilleur service au public. [1]
Dans cette réforme l'administration fiscale s'est engagée à :
• Mobiliser des recettes budgétaires pour répondre aux objectifs du Gouvernement notamment
ceux fixés dans le cadre du Madagascar Action Plan (MAP)
• Définir une politique fiscale propice à l'investissement et à l'intégration régionale
• Moderniser ses structures et procédures
• Rendre des meilleurs services au public
b) Moyens
Bien que limités, le renforcement des moyens servira en priorité les réformes engagées
conformément à la stratégie de réforme. Il s'agit d'adapter les moyens aux enjeux.
Conformément à la stratégie de réforme, le logiciel SIGTAS, système intégré de gestion des impôts,
sera étendu dans un premier temps dans les services régionaux des entreprises.
Depuis 2007, dans le cadre de la mise en œuvre de la réforme un plan de communication externe et
interne a été appliqué.
Des centres de gestion agrées, seront mis en place en partenariat avec les organisations
professionnelles pour fournir : assistances techniques, formation, statistiques fiables, à leurs
adhérents outre l'aide pour l'élaboration de leurs déclarations fiscales. [1]
6
1.3 Organigramme de la DGI
Voici l’organigramme de la DGI, nous pouvons voir dans la figure ci-dessous le service SSIF, le
service où nous avons été affectés. Ce service est directement rattaché à la Direction principale.
Figure 1.01 : Organigramme de la Direction générale des impôts
1.4 Personnel de la DGI
Voici la statistique globale sur le personnel de la DGI :
MASCULIN
Tranche d’âge (ans) Nombre Pourcentage
20-29 114 9.69 %
30-39 490 41.57 %
40-49 356 30.27 %
50-59 215 18.28 %
60-69 1 0.09 %
Total Général 1178 100.00 %
Tableau 1.01 : Statistique du personnel masculin
7
FEMININ
Tranche d’âge (ans) Nombre Pourcentage
20-29 81 12.00 %
30-39 291 43.11 %
40-49 192 28.44 %
50-59 110 16.30 %
60-69 1 0.15 %
Total Général 675 100.00 %
Tableau 1.02 : Statistique du personnel féminin
Figure 1.02 : Histogramme de la statistique
1.5 Fonctionnement de la DGI
La DGI est composée de 111 établissements répartis dans tout Madagascar, ces différents
établissements sont composés : des services opérationnels (Centre Fiscal ,Service Régional des
Entreprises et Direction Générale des Entreprises) et des différents services d’administration qui
sont la Direction régionale, la Direction de la recherche et du contrôle fiscale, , la Direction
technique, la Direction de la formation professionnelle, la Direction de législation fiscale et du
contentieux, la Direction de la programmation des ressources.
Les principaux établissements exécutifs sont les CF, les SRE et la DGE, le reste n’est que purement
administratif. Chaque région de Madagascar possède plusieurs CF et un ou deux SRE selon
l’envergure de la région, et ces établissements sont sous l’autorité d’une DRI (Direction Régionale
8
des Impôts). Un CF gère les impôts pour des revenus de moins de 200 millions d’Ariary et un SRE
pour les revenus entre 200 millions et 4 milliards d’Ariary. Une DGE par contre, il n’y en a qu’une
dans tout Madagascar et est basé à Amparibe, cette direction gère les impôts pour les revenus de
plus de 4 milliards d’ariary.
Figure 1.03 : Graphe du système de gestion de payement des impôts de la DGI
1.6 Architecture réseau des sites de la Direction Générale des Impôts actuelle
L’architecture de ce réseau a été illustrée à l’aide de l’outil Microsoft Visio version 2013 [2]. Notre
projet ne concerne que l’interconnexion de ces 7 sites principaux de la Direction Générale des
Impôts basés à Antananarivo qui sont les sites : d’Antaninarenina, de Faravohitra, de Mandrosoa,
d’Amparibe, d’Anosy, de 67Ha et de Tsimbazaza. Nous ne parlerons donc que de ces sites
principaux dans toute la suite, le projet ne concerne pas les centres fiscaux ni les Directions
régionales autres que celle d’Analamanga.
9
1.6.1 Architecture générale
Figure 1.04 : Architecture générale du réseau étendu de la DGI.
La Direction Générale des Impôts offre deux services aux contribuables :
- Un service de télédéclaration où ces derniers font une déclaration à distance de leurs impôts
ainsi que des annexes.
- Un service de NIFONLINE : NIFONLINE est une base de données qui contient toutes les
informations des différents contribuables (le numéro NIF, nom, prénoms, âge, numéro de la
Carte d’Identité Nationale, possession, entreprise, voiture etc.) où le contribuable peut
modifier à distance après validation de sa demande auprès du service opérationnel ou
gestionnaire.
10
Le réseau est structuré comme illustré dans la figure 1.04, les serveurs Web de NIFONLINE et de
télédéclaration sont hébergés auprès de l’opérateur TELMA Madagascar. Ces serveurs puisent les
données hébergées à la DGE Amparibe via une interconnexion par fibre optique (débit : 8Mbps).
Le serveur web de Télédéclaration puise ses données dans une partie de la Base de données DGE
(Une partie puisque cette base est également celui du SIGTAS : SIGTAS qui est un système de
gestion en interne des différents services fiscaux de la DGI, la base comme l’application du SIGTAS
est de l’éditeur Oracle) et le serveur de NIFONLINE dans la base de données NIFONLINE. Tous
les serveurs de base de données sont basés au site d’Amparibe comme les base de données SRE 1
et SRE 2, le site de 67Ha où se trouve le SRE 1 et 2 puise donc ces données à travers une ligne louée
par fibre optique qui passe à travers le Network Operations Center (NOC) de TELMA.
Actuellement, un clonage de tous ces serveurs de base de données est actuellement en cours, ces
copies seront installées au site de Mandrosoa, c’est pour cette raison qu’il y a une interconnexion
entre le site de Mandrosoa et celui d’Amparibe (Une interconnexion par fibre optique d’un débit de
512Kbps) [2].
1.6.2 Liaison internet
Figure 1.05 : Liaison internet
11
Chaque site de la Direction Générale des Impôts se connecte à Internet indépendamment l’un de
l’autre, chaque site se connecte chacun de leur côté via la boucle locale ADSL ou la boucle locale
par fibre optique de Telma pour se connecter à Internet. [2]
1.6.3 Architecture du réseau local à Mandrosoa
Chaque liaison du réseau local du site de Mandrosoa, suit le protocole Ethernet. Plusieurs switchs
en cascade sont utilisés afin d’interconnecter les différentes machines des différents étages du
bâtiment. Un serveur de base de données, un serveur web de test et un serveur VoIP y sont également
installés. Le serveur de base de données est sur un serveur physique indépendant des deux autres,
quant aux deux autres serveurs, ceux-ci sont virtualisés sur un seul serveur physique en utilisant le
logiciel VMWARE. Un pare-feu PF Sense est installé sur un serveur à l’entrée du local afin de
protéger le réseau de toutes intrusions malfaisantes. [2]
Figure 1.06 : Architecture locale du site à Mandrosoa
12
1.6.4 Architecture du réseau local à Amparibe
Comme celui de Mandrosoa, le réseau local d’Amparibe suit également le protocole Ethernet. La
différence se trouve sur la disposition du LAN des hosts et du LAN des serveurs (SAN : Serveur
Area Network), le réseau local des hosts et celui des serveurs se trouvent dans deux sous-réseaux
différents. A l’entrée du local est placé un pare-feu et un autre pare-feu est également placé à l’entrée
du SAN. [2]
Figure 1.07 : Architecture locale du site à Amparibe
13
1.6.5 Architecture du réseau local à 67 Ha
Ce réseau suit également le protocole Ethernet, aucun serveur n’est installé à 67Ha, le site puise des
données à Amparibe grâce à une ligne louée à fibre optique chez l’opérateur TELMA. [2]
Figure 1.08 : Architecture du local à 67Ha
14
1.6.6 Architecture du réseau local des autres sites
Le reste des autres sites possède la même architecture locale, illustrée dans la figure 1.09, ces
réseaux locaux suivent aussi le protocole Ethernet et ne sont interconnectés à aucun autre site de la
DGI, ils accèdent à internet en se connectant à la boucle locale de TELMA. Il s’agit des sites de
Faravohitra (la Direction de la Formation professionnelle), de Tsimbazaza (la Direction de la
législation fiscale et du contentieux), d’Anosy (la Direction de la programmation des ressources) et
d’Antaninarenina (la Direction de la recherche et du contrôle fiscal). [2]
Figure 1.09 : Architecture locale des autres sites
1.7 Document de projet
Le document de projet est nécessaire pour la réalisation du projet, celui-ci sera présenté aux
différents décideurs pour que le projet puisse être approuver, dans ce document, nous essayerons de
les convaincre en leurs montrant les objectifs et les avantages que ce projet puisse offrir à la
Direction Générale des Impôts.
1.7.1 Objectifs
1.7.1.1 Etre indépendant des opérateurs de Télécommunication en matière de réseaux étendus à
l’échelle nationale
Le déploiement de ces équipements nous permettra d’avoir notre parc de réseau étendu privé
indépendant de tout opérateur. Nous pouvons ainsi gérer nos interconnexions de par nous-même et
nous seuls. Les interventions seront rapides, et nous maitriserons parfaitement l’intégrale de nos
15
réseaux. « Au lieu de circuler dans une voie publique étroite qui nous limite, nous circulerons
désormais dans notre propre autoroute privée. »
1.7.1.2 Mettre la Direction Générale des Impôts dans une avancée technologique par rapport aux
autres institutions publiques
Très peu d’Institution publique possède un parc de réseau étendu privé, la plupart dépend toujours
des opérateurs et paye une somme colossale tous les mois en guise d’abonnement. En cas de
problème ces dernières devraient attendre l’intervention de leur opérateur et en attendant cela toutes
leurs activités seront paralysées alors que parfois l’attente risque d’être longue. Ainsi la DGI
améliorera ses services grâce à ce projet en offrant une disponibilité imbattable et passera outre ces
deux problèmes.
Figure 1.11 : Illustration d’une Interconnexion par FH de deux bâtiments
1.7.1.3 Rendre le service d’information fiscale beaucoup plus rapide
Précédemment, nous avons pris comme exemple le fait de circuler dans une autoroute et dans une
route étroite. En effet, s’abonner à un opérateur pour permettre l’interconnexion entre des sites ne
nous offre qu’un petit débit d’interconnexion, exactement comme circuler dans une route étroite. Le
débit maximal que nous bénéficions sur l’une de nos interconnexions n’est que de 8 Mbps et nous
ne pouvons pas aller au-delà de ce débit car la location des lignes des opérateurs est extrêmement
chère. De ce fait, il y a une très grande latence dans la communication, ce qui réduira la performance
de travail des employés. Par exemple, au sein du service SIF un clonage d’un des serveurs du site
d’Amparibe s’effectuent actuellement pour en avoir une copie à Mandrosoa, lors de la copie, le
temps de synchronisation entre le serveur principal et le serveur clone dure plus d’une heure, une
énorme quantité de temps perdue. Alors qu’avec la technologie que nous voulions installer, nous
pouvons atteindre un débit de plus de 100 Mbps et cela pour chaque liaison. Exactement, comment
circuler dans une autoroute privée.
16
1.7.1.4 Permettre aux différents employés d’être toujours connectés et en contact
Comme tous les sites de la DGI seront interconnectés alors tous les employés de la SRE, de la DGE,
du SSIF… peuvent communiquer entre eux en tout temps grâce à des appels IP gratuit. La
décentralisation des données, des visioconférences, des séminaires à distances, de la télésurveillance
vidéo comme beaucoup d’autres services peuvent être également obtenus grâce à ce réseau.
1.7.2 Solution technique
Plusieurs solutions techniques peuvent être utilisées pour la mise en place d’un réseau étendu d’une
entreprise.
Voici un tableau comparatif de ces différentes solutions et les raisons pour lesquelles nous avons
choisi les Faisceaux Hertziens.
Fibre optique WiMax Faisceaux hertziens
Avantages :
Débit allant jusqu’à 10 Gbps.
Inconvénients :
Connexion filaire donc
nécessite de grands travaux
de génie civil.
Coûts élevés.
Portée selon la boucle de la
fibre optique mais
difficile à déployer dans les
zones géographiques enclavés.
[3]
Avantages :
Connexion sans fil, liaison par
radio donc facile à déployer.
Coûts 10 fois moins élevés
que la fibre optique pour
un déploiement d’un
réseau métropolitain
Pas besoin d’une visibilité
directe entre l’émetteur
et le récepteur dans le cas
où la fréquence est entre
1 et 10 GHz.
Pas besoin d’une visibilité
directe entre l’émetteur
et le récepteur dans le cas
où la fréquence est entre
1 et 10 GHz.
Besoin d’une visibilité
directe dans le cas où
la fréquence est entre 11
et 66 GHz.
Inconvénients :
Débit : 75 Mbps.
Avantages :
Connexion sans fil, liaison par
radio donc facile à déployer
Coûts 10 fois moins élevés
que la fibre optique pour
un déploiement d’un
réseau métropolitain
Débit : La seule connexion
sans fil qui peut rivaliser
avec la fibre en termes
de débit : Allant jusqu’à
10 Gbps, voir même plus.
Portée : peut atteindre
les environs des 200 km
Liaison point à point
Inconvénients :
Nécessite une visibilité
directe entre les deux points à
interconnecter [4]
17
Portée : 1 à 50 km..
Tableau 1.03 : Comparatif des différentes solutions
pour la mise en place d’un réseau MAN
Ces trois technologies peuvent toutes être déployées pour la mise en place d’un réseau MAN.
Mais en termes de coûts les liaisons sans fil seront privilégiées par rapport à la connexion par fibre
optique.
Le réseau WiMax quant à lui, se démarque de la liaison par FH si les sites clientes de l’entreprises
se trouve dans des zones géographiques plus ou moins rapprochés. Dans ce cas, une antenne du site
de base suffira à servir toutes les sites clientes, car nous savons que la technologie WiMax agit
comme du Wifi à grande échelle et peut couvrir une zone géographique déterminée. Il est à noter
que le WiMax est le seul type de Boucle Locale Radio ou BLR point à multipoint encore utilisé de
nos jours.
Mais dans le cas où, les sites de l’entreprises sont très répartis et ne sont pas très nombreuses, le FH
l’emporte sur le WiMax en termes de qualité d’interconnexion, car cette technologie nous offre une
liaison point à point de débit élevé et avec une meilleure résistance aux aléas climatiques. De ce fait,
la solution FH a été choisie.
1.7.3 Avantages
1.7.3.1 Economie
La mise en place de ce réseau nous fera gagner beaucoup d’argent car il n’y aura plus d’abonnement
mensuel pour les interconnexions. De plus, nous savons que le coût de la mise en place d’une liaison
par faisceaux hertziens est beaucoup plus moins cher que celui du déploiement des autres
technologies comme la fibre par exemple.
1.7.3.2 Haute disponibilité
Selon l’étude faite concernant la mise en œuvre de cette technologie, la disponibilité de chaque
liaison est en moyenne de 99,99999%, un disfonctionnement de seulement 0,67 seconde peut donc
être rencontrer dans l’année. Nous verrons les détails de cela plus bas.
1.7.3.3 Facilité de déploiement et de gestion
La mise en place des antennes de faisceaux hertziens est très facile, tant que les deux antennes est
en visibilité directe est que la zone de Fresnel est complètement dégagée alors on peut être sûr que
la liaison fonctionnera. Comme il s’agit également d’une transmission sans fil alors l’entretien et la
gestion des équipements sont très faciles contrairement aux liaisons par fibres optiques qui en cas
de panne nécessitera de gros travaux et plusieurs équipes d’interventions et donc beaucoup de temps
et d’argent.
18
1.7.3.4 Etendre nos services au maximum
Grâce à ce réseau étendu privé, nous pouvons étendre nos services que ce soit en interne que ce soit
au niveau des contribuables. En interne, plusieurs services peuvent être mis en place comme nous
l’avons déjà cité précédemment (Visioconférence, séminaire à distance, vidéosurveillance…). Au
niveau des contribuables, il est évident que des employés bien équipés seront beaucoup plus
productifs et offriront donc de bons services. La décentralisation des données et une administration
fiscale intégrée permettent également de rendre nos services beaucoup plus rapides et faciles à
utiliser.
1.8 Conclusion
Après une étude de ces différentes solutions et concertation avec les différents décideurs, en faisant
entrer les différents paramètres coût et faisabilité, la solution FH a finalement été retenue et validée
pour le déploiement du réseau MAN de la Direction Générale des Impôts. Dans les chapitres
suivants nous verrons alors les détails techniques ainsi que la conception d’une structure réseau qui
sera basée sur cette technologie de transmission par Faisceaux Hertziens.
19
CHAPITRE 2
SYSTEME DE ROUTAGE ET ENCAPSULATION PPP
2.1 Introduction
Selon la topographie de la région où se trouve les sites ainsi que leur disposition géographique, Un
système d’interconnexion doit être mise en place afin d’avoir une liaison avec une visibilité directe.
Des antennes relais seront donc installées sur les sites élevés, C’est-à-dire Faravohitra et
Antaninarenina, par conséquent, certaines transmissions seront donc en premier lieu pointées vers
l’un de ces deux sites avant d’être router vers sa destination finale. Un système de routage et une
encapsulation PPP (Point to Point Protocol) seront donc mis en place dans notre réseau pour le relais
des paquets et pour gérer les liaisons étendues.
2.2 Rappel sur les différents types de réseau
Les réseaux informatiques et de télécommunication peuvent être différencier selon leur zone
géographique.
LAN ou Local Area Network est un réseau informatique et de télécommunication dont la portée se
limite à un local : bureau, bâtiment.
MAN ou Metropolitan Area Network est un réseau informatique et de télécommunication dont la
portée se limite à une ville (Zone géographique dans un rayon de moins de 10 km). Ce réseau est
classé parmi ceux dits étendus.
WAN ou Wide Area Network est un réseau informatique et de télécommunication dont la portée
dépasse la superficie d’une ville (Zone géographique dans un rayon de plus de 10 km). C’est un
réseau étendu.
2.3 Topologie du réseau
Plusieurs solutions de topologie ont été proposées pour la restructuration du réseau MAN de la
Direction générale des impôts :
2.3.1 Solution 1 : Topologie en deux étoiles
Voici la première solution de topologie, une topologie en deux étoiles composées de deux noyaux
qui sont Faravohitra et Antaninarenina.
20
Figure 2.01 : Topologie en deux étoiles
• Avantage :
Le coût du déploiement des équipements dans cette topologie n’est pas très élevé.
• Inconvénient :
Dans le cas où les sites principaux sont en pannes (Site de Faravohitra ou d’Antaninarenina). Le
réseau tout entier ne sera pas en état de fonctionné.
Remarque :
L’interconnexion Anosy-Faravohitra passera par Antaninarenina. Anosy ne sera pas directement
interconnecté avec Faravohitra afin d’éviter l’interférence entre les signaux de liaison puisque les
sites d’Antaninarenina et d’Anosy sont plus ou moins alignés par rapport à Faravohitra.
L’interconnexion Tsimbazaza-Faravohitra passera également par Antaninarenina puisque le site de
Tsimbazaza n’a pas de visibilité directe avec Faravohitra. Dans cette topologie, nous pouvons donc
constater deux étoiles en cascade, l’une ayant pour noyau le site de Faravohitra et l’autre le site
d’Antaninarenina.
2.3.2 Solution 2 : Topologie hybride
La deuxième solution est une solution hybride, qui est identique à la solution précédente mais où
l’on a ajouté une liaison de Backup entre 67Ha et Amparibe.
21
Figure 2.02 : Topologie hybride
• Avantage :
Le coût est moyen. Si le site de Faravohitra tombe en panne, le site de la DGE basé à Amparibe et
le site de la SRE à 67Ha seront toujours interconnectés en passant par le site d’Antaninarenina. La
DGE et la SRE sont les deux sites éxécutifs de la DGI et doivent toujours être interconnectés à tout
moment.
• Inconvénient :
En cas de panne du site de Faravohitra, toutes les autres liaisons qui passe par Faravohitra seront
coupées car elles ne possèdent pas de Backup.
2.3.3 Solution 3 : Topologie maillée
22
Figure 2.03 : Topologie maillée
• Avantage :
Il y a plus d’une route entre deux sites différents, si une antenne relais tombe alors en panne quelle
qu’elle soit, le réseau ne sera pas affecté.
• Inconvénient :
Coût du déploiement des équipements très élevés et nécessiter de plusieurs réflecteurs afin d’assurer
la liaison illustrer par les flèches rouges car les sites à interconnecter ne sont pas en visibilité directe.
Après un compromis entre l’avantage et l’inconvénient des différentes solutions, la topologie 2 sera
adoptée.
2.4 Système de routage
Chaque LAN de chaque site est affecté d’une plage d’adresse propre à lui :
- Pour le site de 67Ha ce sera l’adresse 192.168.10.0
- Pour le site de Faravohitra ce sera l’adresse 192.168.20.0
- Pour le site de Mandrosoa ce sera l’adresse 192.168.30.0
23
- Pour le site d’Antaninarenina ce sera l’adresse 192.168.40.0
- Pour le site d’Amparibe ce sera l’adresse 192.168.50.0
- Pour le site de Tsimbazaza ce sera l’adresse 192.168.60.0
- Et enfin pour le site d’Anosy ce sera l’adresse 192.168.70.0
Chaque liaison sera également affectée d’adresses réseaux indépendant de celles des LAN mais
cette fois-ci elle seront de classe A :
- Liaison principale entre 67Ha-Faravohitra : 10.0.0.0
- Liaison principale entre Faravohitra-Antaninarenina : 11.0.0.0
- Liaison principale entre Faravohitra-Amparibe : 12.0.0.0
- Liaison principale entre Faravohitra-Mandrosoa : 13.0.0.0
- Liaison principale entre Antaninarenina-Tsimbazaza : 14.0.0.0
- Liaison principale entre Antaninarenina-Anosy : 15.0.0.0
- Liaison backup entre 67Ha-Antaninarenina : 16.0.0.0
- Liaison backup entre Antaninarenina-Amparibe : 17.0.0.0
Nous avons choisi d’utiliser des adresses de classe C pour le LAN et des adresses de classe A pour
les interfaces de liaison étendue afin de pouvoir facilement distinguer ces interfaces avec les
machines du LAN ou autres terminaux réseaux. [5]
2.4.1.1 Simulation sur Packet Tracer
La topologie 2 sera utilisée pour le déploiement de notre réseau MAN. Voici une illustration du
fonctionnement de ce réseau simulé sur Packet Tracer.
24
Figure 2.04 : Simulation du réseau étendu
Légende :
Site de 67Ha
Site de Faravohitra
Site de Mandrosoa
Site d’Antaninarenina
Site d’Amparibe
Site de Tsimbazaza
Site d’Anosy
Comme les liaisons 67Ha-Antaninarenina et Antaninarenina-Amparibe sont des liaisons de backup
alors en premier lieu elles sont en mode « down », elles ne seront utilisées que lorsque la liaison
principale qui relie 67ha et Amparibe tombe en panne.
25
Figure 2.05 : Liaison de backup down
2.4.1.2 Routage
Nous avons écrit des routes statiques dans chaque table des différents routeurs des sites, de manière
à ce que tous les sites du réseau puissent communiquer entre eux.
• Pour arriver aux autres sites, les paquets des sites de 67Ha, d’Amparibe et de Mandrosoa
passeront par Faravohitra
• Ceux des sites d’Anosy et de Tsimbazaza passeront par Antaninarenina
• Et pour que les paquets d’Antaninarenina puissent arriver à 67Ha, Amparibe et Mandrosoa, ils
passeront par Faravohitra.
Configuration du routeur :
Nous mettons en place ces routes à travers les interfaces, en entrant en mode privilégié par la
commande « enable » ensuite en mode de configuration du terminal en entrant la commande
« configure terminal ». L’interface sera ensuite configurée par la commande « interface
nom_de_l’interface » (Exemple : « interface serial 0/0/0 » ou en abrégé « interface s 0/0/0 »).
La route sera ensuite configurée par la commande « ip route adresse_de_la_destination
masque_de_l’adresse_de_destination adresse_de_l’interface_de_sortie » (Exemple : « ip route
192.168.10.0 255.255.255.0 10.0.0.253 »). [6]
26
Figure 2.06 : Ligne de commande pour la mise en place d’une route
Remarque :
Les commandes « no shutdown » et « copy running-config startup-config » ont été également
utilisés tout au long de cette configuration. La première sert à activer l’interface et la seconde pour
que le routeur mémorise toutes les commandes que nous avons faites, avec cette commande alors
même si le routeur est éteint, les différentes configurations seront toujours maintenues après le
redémarrage de celui-ci. Notons que la commande « no shutdown » se fait en mode configuration
de l’interface et que la commande « copy running-config startup-config » se fait en mode
privilégié.
27
2.4.1.3 Table de routage
La table de routage est obtenue en entrant la commande « show ip route ».
Voici donc les différentes tables de routage des différents routeurs de chaque site du réseau :
Figure 2.07 : Table de routage du routeur de 67Ha
28
Figure 2.08 : Table de routage du routeur de Faravohitra
Figure 2.09 : Table de routage du routeur de Mandrosoa
Figure 2.10 : Table de routage du routeur d’Antaninarenina
29
Figure 2.11 : Table de routage du routeur d’Anosy
Figure 2.12 : Table de routage du routeur de Tsimbazaza
30
Figure 2.13 : Table de routage du routeur d’Amparibe
2.4.1.4 Accès internet
L’Internet Service Provider se connectera à notre réseau à partir du site d’Amparibe via l’interface
fast Ethernet 0/1. Chaque site pourra donc se connecter à internet à partir du routeur d’Amparibe.
Ce choix a également été fait afin d’augmenter la sécurité du réseau, dans le MAN tout entier. Dans
cette topologie, il n’y aura qu’une seule interface qui sera en contact direct avec l’extérieure et cette
interface se trouve à Amparibe.
Toutes les requêtes de connexion à internet de chaque LAN sera donc routée de telle sorte qu’elle
arrive au routeur d’Amparibe.
• Au niveau du routeur de 67Ha ce sera la commande « ip route 0.0.0.0 0.0.0.0
10.0.0.254 »
• Pour celui d’Antaninarenina ce sera la commande « ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 11.0.0.254 »
• Pour celui de Faravohitra ce sera la commande « ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 12.0.0.253 »
• Pour celui de Mandrosoa ce sera la commande « ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 13.0.0.254 »
• Pour celui de Tsimbazaza ce sera la commande « ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 14.0.0.254 »
• Et pour celui d’Anosy ce sera la commande « ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 15.0.0.254 »
31
Remarque :
La liaison qui permet l’interconnexion entre le routeur et Internet n’est pas illustrer dans la
simulation précédente cette liaison sera à la charge du fournisseur de service internet. Toutefois
nous avons pris toutes les dispositions nécessaires en ce qui nous concerne, c’est-à-dire le routage
de toutes requêtes vers internet de chaque LAN vers le routeur d’Amparibe qui est le point d’accès
du réseau (vu précédemment). Mais également la configuration du NAT (Network Address
Translation) pour qu’aucune adresse locale ne soit router vers Internet mais ce sera l’identité offerte
pars l’ISF c’est-à-dire l’adresse publique qui sera utilisée.
Il a été convenu dans cette simulation que ce sera l’interface fa0/1 du routeur d’Amparibe qui sera
relier avec le routeur de l’ISP. La NAT a été donc configurer de cette manière :
La configuration se fait en mode configuration d’interface :
• Pour l’interface fa0/1 ce sera : « ip nat outside », Translation de chaque adresse locale avant la
sortie des différentes requêtes vers Internet.
• Pour l’interface fa0/0 ce sera : « ip nat inside », restauration de l’adresse du réseau local
d’Amparibe lors de la réception des paquets d’internet.
• Pour l’interface s0/0/0 ce sera : « ip nat inside », restauration de l’adresse local de tous les autres
sites autres qu’Amparibe lors de la réception des paquets venant d’internet.
2.5 Protocole PPP
Plusieurs protocoles peuvent être utilisés dans un réseau étendu comme HDLC, Frame Relay,
MPLS, PPP . . . Le protocole PPP a été choisi dans ce réseau du fait que ce protocole offre une
meilleure gestion des liaisons : Il prend en charge des mécanismes d’authentification, il permet
l’agrégation de lien et permet également la compression des données. [7]
2.5.1 Format de la trame lors de l’utilisation du protocole PPP
Dans une liaison qui utilise le protocole PPP comme protocole de liaison étendue, la forme de
chaque trame est la suivante [8] :
Entête PPP Contrôle PPP IP source IP destination Port source Port destination DATA
Figure 2.14 : Format de trame PPP
Avant d’être envoyé vers la liaison étendue, les champs d’adresse MAC source et d’adresse MAC
destination des trames Ethernet seront enlevés et substitués par les champs d’entête PPP et contrôle
PPP.
L’entête PPP : Ce champ est constitué du Flag ou du Fanion PPP
Contrôle PPP : Ce champ peut inclure un ou plusieurs protocoles de contrôle liés à PPP comme
32
• Le LCP ou Link Control Protocol : Ce protocole gère l’ouverture et la fermeture de la liaison
PPP et l’agrégation des lignes lors de l’utilisation du « multi Link PPP », permet
l’authentification CHAP ou PAP et détecte les boucles.
• Le NCP ou Network Control Protocol : Ce protocole permet de négocier les adresses lors du
transport de l’information dans une communication de niveau 3. Comme dans une
communication IP ou AppleTalk par exemple.
• Le CDPCP ou Cisco Discovery Protocol Control Protocol, c’est un protocole qui est propriétaire
à Cisco et utilisable seulement sur les routeurs Cisco, ce protocole permet à un routeur d’identifier
les équipements adjacents avec qui il communique.
2.5.2 Encapsulation PPP
La mise en place de l’encapsulation PPP se fait de part et d’autre des deux interfaces qui sont reliées.
La mise en place du protocole sur la ligne se fait à l’aide de la commande « encapsulation ppp ».
[7]
Cette encapsulation peut être ensuite vérifiée à l’aide de la commande « show interface
nom_de_l’interface » (Exemple : « show interface s0/0/0 »)
Figure 2.15 : Etat de la liaison observée au niveau de l’interface s0/0/0 du routeur de 67Ha
33
2.5.3 Authentification PPP
L’authentification est une technique utilisée afin de sécuriser notre ligne PPP. C’est une
authentification qui se fait au niveau des routeurs.
2.5.3.1 Type
L’authentification dans une liaison PPP peut être :
• Unidirectionnelle, dans ce cas ce sera tout simplement au devoir du routeur client de
s’authentifier auprès du routeur serveur. Cela peut être observé dans le cas d’un accès à distance
d’un utilisateur au réseau via un réseau téléphonique par exemple. [8]
• Bidirectionnelle, ce type d’authentification est utilisé dans une ligne spécialisée comme dans le
cas de notre projet où chaque routeur devra s’authentifier entre eux avant que la communication
puisse être établie. [8]
2.5.3.2 Les différents protocoles d’authentification dans une liaison PPP
• PAP : Password Authentication Protocol, c’est un protocole que nous pouvons utiliser dans une
liaison PPP afin de bénéficier d’un service d’authentification. Le seul inconvénient de ce
protocole c’est qu’il envoie en clair dans la ligne le nom d’utilisateur et le mot de passe lors de
la phase d’authentification. Si une personne malveillante intercepte donc le signal, la sécurité de
la ligne sera compromise. [8]
• CHAP : Challenge Handshake Authentication Protocol, ce protocole suit le même principe que
le PAP, mais il est beaucoup plus robuste que PAP car il crypte le mot de passe avant de l’envoyer
sur la ligne. [8]
Pour notre part, nous allons donc utiliser le protocole CHAP comme protocole d’authentification.
34
2.5.3.3 Mise en place de l’authentification CHAP bidirectionnelle
Une table d’authentification sera donc écrite dans chacun des deux routeurs qui communiquent.
Prenons l’exemple de la liaison entre Faravohitra et de 67Ha :
Figure 2.16 : Ligne spécialisée entre 67Ha et Faravohitra
a) Configuration au niveau du routeur de 67Ha :
La table d’authentification de 67Ha sera composée de l’identifiant de Faravohitra ainsi que le mot
de passe dont les deux routeurs se sont convenus pour s’authentifier. Il faut noter que pour une
liaison, un seul mot de passe sera utilisé et ce sera cet unique mot de passe que les deux routeurs
vont vérifier avant d’ouvrir la liaison. Il faut donc que le mot de passe se trouvant dans la table
d’authentification des deux routeurs soit le même. On écrit sur cette table en mode privilégié à l’aide
de la commande « username Faravohitra password The snow is beautiful ».
On met ensuite en place le protocole CHAP au niveau de l’interface série s0/0/0 à l’aide de la
commande « ppp authentication chap ».
b) Configuration au niveau du routeur de Faravohitra :
L’identifiant de 67 Ha ainsi que le même mot de passe écrit dans la table d’authentification du
routeur de 67 Ha seront écrits dans celle de Faravohitra et se fait à l’aide de la commande suivante :
« username 67Ha password The snow is beautiful ».
Comme précédemment, il faut ensuite mettre en place le protocole CHAP au niveau de l’interface
d’interconnexion à l’aide de la commande : « ppp authentication chap ».
35
Remarque :
- Avant de mettre en place une authentification PPP, il faut tout d’abord que la liaison soit une
liaison PPP.
- Illustration du système d’authentification CHAP à l’aide de l’exemple précédent :
Etape 1 : Le routeur de 67 Ha enverra une trame de chalenge qui aura la structure suivante :
Figure 2.17 : Trame de challenge
01 : Marque le type de la trame, 01 signifie : « Demande d’authentification »
ID : un identificateur de le trame CHAP (cet ID peut prendre la valeur 1,2 ou 3 …)
Random value : une valeur numérique aléatoire
67Ha : login du routeur de 67Ha
Etape 2 : Faravohitra reçoit ensuite ce paquet et consulte sa table d’authentification, regarde le login
qui est 67Ha, et prend ensuite le mot de passe associé et le hache avec l’ID et la valeur aléatoire à
l’aide d’une fonction de hachage. La valeur obtenue qui est une valeur cryptée sera ensuite envoyé
au routeur de 67Ha à l’aide de la trame suivante :
Figure 2.18 : Trame de réponse
02 : Numéro qui indique que c’est une trame de réponse d’un challenge
ID : Identificateur de la trame
Hash : la valeur cryptée du mot de passe
Faravohitra : login du routeur de Faravohitra
Etape 3 : Après la réception de cette trame, le routeur de 67Ha réeffectue l’opération de hachage,
en prenant le mot de passe qui correspond au login de Faravohitra dans sa table d’authentification
et compare ensuite la valeur obtenue avec le Hash envoyé par Faravohitra. Si les valeurs sont
identiques alors 67Ha enverra une trame de succès à Faravohitra sinon la demande d’interconnexion
sera rejetée.
36
Figure 2.19 : Trame de succès
Comme il s’agit d’une authentification bidirectionnelle, avant que la liaison soit ouverte, cette
opération sera refaite mais ce sera au tour de 67Ha de s’authentifier auprès de Faravohitra.
2.6 Conclusion
Une partie très importante du projet a été développée dans ce chapitre, nous avons pu étudier et
simuler le système de routage que nous allons adopter et mettre en place, nous avons également mis
en place une encapsulation PPP pour bénéficier des meilleurs avantages des liaisons étendues ainsi
qu’une authentification PPP pour la sécurité de chaque liaison et enfin nous avons effectué quelques
configurations essentielles pour que chaque LAN puisse avoir accès à Internet lorsque l’ISP se
connectera avec le routeur d’Amparibe.
37
CHAPITRE 3
ETUDE DE LA MISE EN PLACE DES LIAISONS PAR FAISCEAUX HERTZIENS DE
LA DIRECTION GENERALE DES IMPÔTS
3.1 Introduction
Selon la topologie que nous allons adopter dans la mise en place du réseau métropolitain de la
Direction Générale des Impôts plusieurs liaisons par faisceaux hertziens seront étudiées, ce sont
celles de : 67Ha-Antaninarenina, Antaninarenina-Amparibe, Antaninarenina-Anosy,
Antaninarenina-Tsimbazaza, Faravohitra-67Ha, Faravohitra-Antaninarenina, Faravohitra-
Amparibe et Faravohitra-Mandrosoa. Dans cette étude, nous utiliserons deux logiciels
professionnels : Pathloss version 4.0 et Google Earth version 7.1. Mais revoyons tout d’abord
quelques rappels concernant les outils mathématiques et physiques nécessaires à la mise en place
d’une liaison radio.
3.2 Outils mathématiques et physiques utiles à la mise en place d’une liaison radio
3.2.1 Fréquence, période et longueur d’onde
Une onde électromagnétique est caractérisée par ces trois grandeurs qui sont toutes en relation l’une
avec l’autre par les formules [9] :
𝑇 = 1
𝑓 (3.01)
𝑙 = c
𝑓 (3.02)
Où : 𝑓 est la fréquence en hertz (Hz)
𝑇 est la période en seconde (s)
𝑙 est la longueur d’onde en mètre (m)
𝑐 est la célérité de la lumière dans le vide et égale à 300.000.000 m/s
3.2.2 Le décibel 𝒅𝑩
Le décibel est une unité de mesure très utilisée en physique en particulier en transmission radio. Le
principal avantage de cette unité est de simplifier le calcul des gains ou des atténuations qui se
transforme alors en un calcul très simple d’addition ou de soustraction.
Il est une unité de grandeur définie comme dix fois le logarithme décimal du rapport entre deux
puissances. [9]
𝐺𝑎𝑖𝑛 𝑑𝐵 𝑒𝑛 𝑝𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 = 10 log (𝑃1
𝑃2) (3.03)
38
3.2.3 Le décibel par rapport au milliwatt dBm
Cette unité est généralement utilisée en transmission radio afin d’exprimer la puissance
d’alimentation d’un émetteur mais également pour exprimer la sensibilité de réception d’un
récepteur. [10]
𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 𝑒𝑛 𝑑𝐵𝑚 = 10 log(𝑃) (3.04)
Où 𝑃 est la puissance exprimée en mW
3.2.4 Le décibel isotrope dBi et le décibel demi-onde dBd
Le dBi comme le dBd peuvent être l’unité de mesure du gain d’une antenne.
Le dBi représente le gain par rapport à celui de l’antenne isotrope et le dBd représente le gain par
rapport à celui de l’antenne dipôle demi-onde.
L’antenne isotrope est une antenne fictive, imaginaire qui rayonne uniformément dans toutes les
directions, son gain est de 0𝑑𝐵𝑖. Elle est purement théorique et reste imaginaire, parce qu’une
antenne ne peut rayonner de façon uniforme dans toutes les directions car elle subit toujours
l’influence de l’espace, du sol, de son support, des éléments métalliques proches… Le diagramme
de rayonnement d’une antenne isotrope est donc également imaginaire. [9]
L’antenne demi-onde est légèrement différente, c’est également une antenne omnidirectionnelle de
référence mais elle est bien réelle. Par rapport à l’antenne isotrope, l’antenne dipôle demi-onde
possède un surplus de gain de 2.15dB, son gain est alors de 2.15dBi ou de 0dBd. [9]
Plusieurs formules découlent donc de cette propriété :
2.15𝑑𝐵𝑖 = 0𝑑𝐵𝑑 (3.05)
𝐺𝑎𝑖𝑛 𝑒𝑛 𝑑𝐵𝑖 = 𝐺𝑎𝑖𝑛 𝑒𝑛 𝑑𝐵𝑑 + 2.15𝑑𝐵 (3.06)
𝐺𝑎𝑖𝑛 𝑒𝑛 𝑑𝐵𝑑 = 𝐺𝑎𝑖𝑛 𝑒𝑛 𝑑𝐵𝑖 − 2.15𝑑𝐵 (3.07)
Lors du calcul de la puissance rayonnée par l’antenne lors de la transmission, on parle alors de :
• PAR ou Puissance Apparente Rayonnée lorsqu’on tient compte du gain de l’antenne en 𝑑𝐵𝑑.
• Et de PIRE ou Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente lorsqu’on tient compte du gain de
l’antenne en 𝑑𝐵𝑖.
𝑃𝐼𝑅𝐸𝑑𝐵𝑖 = 𝑃𝐴𝑅𝑑𝐵𝑑 + 2.15𝑑𝐵 (3.08)
𝑃𝐼𝑅𝐸𝑤 = 𝑃𝐴𝑅𝑊 × 1.64 (3.09)
39
Lors du passage du PAR au PIRE avec l’unité en Watt dans la formule (3.09), nous avons le facteur
de multiplication 1.64, cette valeur correspond à un surplus de gain de 2.15𝑑𝐵.
La formule (3.04), nous a permis d’obtenir cette valeur : 64 = 102.15
10 .
Un surplus de 2.15𝑑𝐵 (+2.15 𝑑𝐵) correspond à un facteur de multiplication de 1.64 de la valeur de
la puissance en W.
Un défaut de 2.15𝑑𝐵 (-2.15 𝑑𝐵) correspond donc à un facteur de division de 1.64 de la valeur de la
puissance en W.
3.2.5 Le ROS et le TOS
Le ROS et le TOS sont également deux grandeurs physiques très importants en transmission radio.
Le ROS est le déséquilibre de l’impédance de la charge (antenne) par rapport à la source (émetteur)
et le TOS est la conséquence de cette désadaptation.
Ces deux grandeurs entre en jeu dans le calcul de la perte cautionnée par le signal lors de son passage
dans le câble reliant l’émetteur et l’antenne. Notons que la perte calculée lors de l’utilisation de ces
grandeurs, est différente de la perte dû à la résistance du câble, le ROS et le TOS nous permet de
calculer la perte dû au non-rayonnement de l’onde. [9]
• Le ROS ou Rapport d’Onde Stationnaire est sans unité et est donné par la formule suivante :
𝑅𝑂𝑆 = 1 + √
𝑃𝑟
𝑃𝑑
1 − √𝑃𝑟
𝑃𝑑
(3.10)
• Le TOS ou Taux d’Onde Stationnaire est exprimé en pourcentage et est donné par la formule :
𝑇𝑂𝑆% = 100𝑃𝑟
𝑃𝑑 (3.11)
Où 𝑃𝑑 est la puissance directe envoyée vers l’antenne
𝑃𝑟 est la puissance réfléchie
Et que :
𝑃𝑢𝑖𝑠𝑠𝑎𝑛𝑐𝑒 é𝑚𝑖𝑠𝑒 = 𝑃𝑑 − 𝑃𝑟 (3.12)
40
Remarque :
• Lors de la mesure de la valeur du ROS et du TOS, il est conseillé de prendre la mesure au niveau
du câble qui est près de l’antenne afin d’avoir des valeurs réelles, des valeurs qui ne sont pas
influencées par la résistance du câble.
• L’appareil de mesure du ROS est appelé Rosmètre.
La détermination du ROS et du TOS permet de tester si une antenne fonctionne bien ou on, si
l’émetteur est bien alimenté ou non, ou si l’antenne et l’émetteur sont bien compatibles entre eux.
Exemple : Pour une puissance directe 𝑃𝑑=11.31W, voici un exemple de valeurs de ROS et de TOS
prises sur 4 antennes différentes.
Antenne
théorique
Antenne 1 Antenne 2 Antenne 3 Antenne 4
𝑃𝑟 0W 0.042W 0.45W 1.5W 11.31W
ROS 1 1.13 1.5 2.15 Élevé
TOS 0% 0.37% 4% 13.3% 100%
Conclusion Parfait mais
théorique
Excellent Limite Très mauvais Le plus
mauvais
Tableau 3.01 : Résultats de la mesure du ROS et du TOS sur 4 antennes différentes
Parmi les 4 antennes c’est l’antenne 1 qui est compatible avec l’émetteur utilisé.
3.3 Antennes
L’antenne est l’équipement de base dans une liaison radio. En émission, l’antenne permet de
transformer le signal électrique en onde électromagnétique et en réception elle fait la fonction
inverse c’est-à-dire qu’elle transforme l’onde électromagnétique en signal électrique.
3.3.1 Les différentes caractéristiques d’une antenne
Une antenne possède plusieurs caractéristiques [11] :
• Les caractéristiques mécaniques (dimensions, poids, charges au vent, …)
• La polarisation (verticale, horizontale, …)
• La ou les fréquences de fonctionnement (en MHz, en GHz, …)
• La bande passante (en KHz, en MHz, …)
• L’impédance (50, 75, 300 ohms, …)
41
• La directivité (ou son diagramme de rayonnement)
• Le gain (en 𝑑𝐵𝑖 ou en 𝑑𝐵𝑑)
• La puissance maximale d’utilisation (en W, en dBm, …)
3.3.1.1 Les caractéristiques mécaniques
Ces caractéristiques sont très utiles lors de la mise en place et la fixation de l’antenne, elles sont
inscrites dans la datasheet ou le manuel d’utilisation de l’antenne.
3.3.1.2 La polarisation
La polarisation d’une antenne est la manière dont l’onde est rayonnée dans l’espace, c’est la manière
dont le champ électrique se propage dans l’espace, elle peut être linaire (verticale ou horizontale),
ou circulaire (circulaire à droite ou circulaire à gauche).
Figure 3.01 : Les différents types de polarisations d’une antenne
3.3.1.3 Les fréquences de fonctionnement et la bande passante
En général, une antenne fonctionne sur une gamme de fréquence assez réduite et fonctionne comme
un filtre accordé, ne recevant que sa fréquence de fonctionnement et atténuant toutes les autres
fréquences non-désirées. En théorie, à gain égal plus la fréquence d’une antenne est élevée plus sa
taille est réduite, cela est en relation avec la longueur d’onde. Toutefois, grâce à l’évolution de la
technologie, il existe actuellement des antennes à large bande qui peuvent fonctionner dans une
plage de fréquence large.
La bande passante de l’antenne dépend de sa ou ses fréquences de fonctionnement.
42
3.3.1.4 L’impédance
Chaque antenne possède sa propre impédance en fonction de sa forme, du nombre d’éléments qui
la constitue …
Remarque : Pour que le système puisse bien fonctionner, il faut que l’antenne, l’émetteur et le câble
de liaison aient la même impédance.
3.3.1.5 La directivité
La directivité d’une antenne est étroitement liée au gain. C’est la faculté d’une antenne à éliminer
ou atténuer les émissions et les parasites venant des autres directions que celle souhaitée.
Nous pouvons catégoriser deux types d’antennes selon sa directivité : Une antenne non directive qui
reçoit et qui émet dans toutes les directions et une antenne directive qui reçoit et émet dans une
direction bien précise. Plus le gain est élevé, plus la directivité de l’antenne augmente. La directivité
est liée au rapport avant-arrière en 𝑑𝐵 et rapport avant-côté également en 𝑑𝐵 , qui est respectivement
la faculté de l’antenne directive à éliminer les signaux reçus dans la direction opposée de la direction
souhaitée et la faculté de l’antenne directive à éliminer les signaux reçus dans les directions de côtés
de la direction souhaitée. Les valeurs des deux rapports sont obtenues par la lecture du diagramme
de rayonnement de l’antenne.
3.3.1.6 Le gain
Le gain est étroitement lié à la directivité. C’est la quantité d’énergie émise ou reçue par l’antenne
dans une direction donnée.
Son unité est le 𝑑𝐵𝑖 si on se réfère à l’antenne isotrope et elle est le 𝑑𝐵𝑑 si on se réfère à l’antenne
dipôle demi-onde.
3.3.1.7 La puissance maximale d’utilisation
C’est la puissance maximale que peut supporter l’antenne.
3.3.2 La parabole
La parabole est le type d’antenne utilisée dans les transmissions par Faisceaux Hertziens, c’est une
antenne munie d’un réflecteur parabolique et d’un cœur situé dans le foyer (la source). Les antennes
paraboliques sont généralement utilisées pour les fréquences élevées (de l’ordre des GHz).
Il existe 4 modèles de parabole [9] :
• La parabole PRIME FOCUS : celle qu’on rencontre le plus souvent, elle est généralement utilisée
dans la réception des programmes de télévision. Mais son design a fait que son foyer créé une
zone d’ombre lors de la réception du signal.
• La parabole OFFSET : parabole dont le réflecteur est plus ou moins vertical et le foyer disposé
sur le côté.
43
• La parabole CASSEGRAIN : elle est munie d’un réflecteur supplémentaire, son rendement est
élevé.
• La parabole GREGORIENNE : elle est de type OFFSET mais muni d’un réflecteur
supplémentaire.
Figure 3.02 : Les différents type de parabole
3.4 Etude du projet sur Google Earth 7.1 professionnel
L’étude du projet sur Google Earth nous a permis de déterminer les coordonnées géographiques des
différents sites et les caractéristiques topographiques (élévation, bâtiments, arbres, …) se trouvant
sur chaque liaison.
L’image satellite date du 7 octobre 2017 :
Figure 3.03 : Image satellite du réseau MAN de la DGI
44
Voici les coordonnées géographiques des différents sites :
• Site 67Ha : latitude : 18 54 17.26 S, longitude : 47 30 38.21 E
• Site Faravohitra : latitude : 18 54 23.86 S, longitude : 47 31 43.26 E
• Site Antaninarenina : latitude : 18 54 38.23 S, longitude : 47 31 28.52 E
• Site Mandrosoa : latitude : 18 54 32.43 S, longitude : 47 31 42.60 E
• Site Amparibe : latitude : 18 54 54.48 S, longitude : 47 31 34.29 E
• Site Anosy : latitude : 18 54 58.46 S, longitude : 47 31 5.60 E
• Site Tsimbazaza : latitude : 18 55 35.75 S, longitude : 47 31 43.72 E
Les liaisons principales sont en bleu et les backups en vert :
Figure 3.04 : Zoom sur les sites de Faravohitra, Antaninarenina et Mandrosoa
Toutes les informations prises dans Google Earth seront utilisées pour l’étude des liaisons radios
dans Pathloss.
45
3.5 Etude de la mise en place des liaisons par faisceaux hertziens sur le logiciel professionnel
Pathloss 4.0
3.5.1 A propos de Pathloss
Pathloss est un logiciel professionnel utilisé pour l’étude avant la mise en place d’une transmission
par onde VHF-UHF ou par Faisceaux Hertziens. Nous allons l’utiliser pour l’étude des différentes
liaisons par FH de notre projet.
Les liaisons sont des liaisons point à point, et nous allons les étudier une par une. Chacune des
liaisons de notre réseau possèdera donc un dossier dans Pathloss propre à elle, et ces liaisons sont
les suivantes : la liaison 67Ha-Antaninarenina, la liaison Antaninarenina-Amparibe, la liaison
Antaninarenina-Anosy, la liaison Antaninarenina-Tsimbazaza, la liaison Faravohitra-67Ha, la
liaison Faravohitra-Amparibe, la liaison Faravohitra-Antaninarenina et la liaison Faravohitra-
Mandrosoa.
Pathloss est muni de plusieurs modules : le Summary Module (Module sommaire) , le Terrain
Data module (Module des données du terrain) , l’Antenna Heights module (module des hauteurs
d’antenne) , le Worksheets module (module du bilan de la liaison), le Diffraction module (module
d’étude de la perte de diffraction), le Reflections module (module de la perte de réflexion) , le
Multipath module (module de la perte en multi trajet) , le Print Profile module (module des
résultats) , le Network module (module du réseau) et le Map Grid module (module de la carte)
qui permettent de faire cette étude. [12]
• Le Summary module est le module qui permet d’entrer les informations générales concernant la
liaison : le nom des sites, les coordonnées géographiques et la fréquence utilisée.
• Le Terrain Data module permet d’importer à partir de la base de données de Pathloss le profil du
terrain qui se trouve entre les deux sites en fonction de leurs coordonnées géographiques.
• L’Antenna Heights module permet de configurer et de modifier la hauteur des antennes à mettre
en place sur chaque site.
• Le Worksheets module est le module où l’on entre toutes les différentes caractéristiques des
équipements que nous allons utiliser (Emetteur, câble et antenne). On y entre par exemple le gain
des antennes, la puissance utilisée, la perte sur le câble de transmission, … Mais c’est également
dans ce module que nous pourrons déterminer les différentes pertes comme la perte en espace
libre, la perte due à l’absorption atmosphérique, et faire ainsi le bilan de la liaison.
• Le Diffraction module est le module où nous déterminons la perte due à la diffraction lors de la
transmission, notons que la perte calculer dans ce module sera envoyée automatiquement dans le
Worksheets module pour le bilan de la liaison.
46
• Le Reflections module est le module où nous déterminons la perte causée par la réflexion de
l’onde lors de la transmission, comme précédemment le résultat obtenu sera envoyé
automatiquement vers le Worksheets module.
• Le Multipath module est le module qui nous permet d’observer de façon concrète le trajet de
l’onde lors de sa propagation.
• Le Print Profile module est le module imprimable. C’est une feuille qui contient les résultats de
notre étude, une fiche contenant les informations générales de la liaison et toutes les différentes
configurations que nous devrons effectuer lors de la mise en place.
• Le Network module, est un module où l’on peut dessiner les différents sites et les différentes
liaisons. Ce module importe tous les dossiers étudiés et donne une vue d’ensemble de toutes les
liaisons du réseau.
• Le Map Grid module est un module qui permet de dessiner les deux sites ainsi que la liaison qui
les relient.
Nous avons vu le principe de fonctionnement du logiciel. Voyons maintenant en détails, l’étude
faite sur l’une des liaisons du réseau : la liaison 67 Ha-Antaninarenina.
L’étude de chacune des liaisons suivait le même principe mais pour ne pas trop charger l’ouvrage,
nous ne prendrons que cet exemple.
3.5.2 Etude détaillée de la liaison reliant le site de 67 Ha et d’Antaninarenina
3.5.2.1 Summary module ou module sommaire
Comme nous l’avons dit plus haut, nous entrons les informations générales de la liaison dans ce
module.
Figure 3.05 : Summary module de la liaison 67Ha-Antaninarenina
Les informations générales sont :
Nom des sites 67 Ha Antaninarenina
47
Latitude 18 54 17.26 S 18 54 38.23 S
Longitude 47 30 38.21 E 47 31 28.52 E
Fréquence (MHz) 5200
Tableau 3.02 : Informations générales concernant les sites de 67Ha et d’Antaninarenina
Les autres informations seront calculées et complétées par Pathloss au fur et à mesure de l’étude.
.
Remarque :
Avant d’insérer des données dans le Summary module, il faut au préalable faire quelques
configurations au niveau du logiciel.
Figure 3.06 : Fenêtre de l’onglet Application
Dans cet onglet, il faut indiquer qu’il s’agit d’une transmission par Faisceaux Hertziens ou
Microwave et non VHF-UHF, que l’unité de mesure utilisée sera le Kilomètre-Mètre et enfin qu’il
s’agit d’une liaison point à point. L’onglet Hub site ne concerne que les liaisons point à multipoint
alors nous n’y toucherons pas. [12]
3.5.2.2 Terrain Data module ou module des données du terrain
Voici les données du terrain en partant de 67 Ha jusqu’à Antaninarenina, l’élévation de chaque point
pris tous les 20 m et les structures se trouvant dans le trajet :
48
Tableau 3.03 : Données topographique du terrain entre 67Ha et Antaninarenina
Figure 3.07 : Terrain Data module de la liaison 67Ha-Antaninarenina
Le profil du terrain est généré automatiquement par Pathloss, il suffit d’entrée les coordonnées
géographiques de chaque site pour l’obtenir.
Figure 3.08 : Définition de l’incrémentation
49
Les bâtiments ainsi que les arbres seront insérés dans le profil manuellement, deux méthodes
s’offrent à nous afin de réaliser ce travail : en utilisant Google Earth ou en effectuant une descente
sur terrain. Dans notre cas, nous avons utilisé Google Earth et effectué quelques descentes sur les
sites.
3.5.2.3 Antenna Heights module ou module des hauteurs d’antenne
Le module permet de calculer la hauteur des antennes en fonction de la hauteur des sites et des
obstacles se trouvant entre les points d’interconnexion. Notre but est de mettre en place des antennes
à une certaine hauteur de telle sorte que la zone de Fresnel de la liaison soit complètement dégagée.
Figure 3.09 : Antenna Heights module de la liaison 67Ha-Antaninarenina
Des données concernant la hauteur de chaque bâtiment du réseau ont été fournies par le service SIF
[2] :
• Bâtiment de 67Ha : 19 m
• Bâtiment de Faravohitra : 17 m
• Bâtiment de Mandrosoa : 15 m
• Bâtiment d’Antaninarenina : 19 m
• Bâtiment d’Amparibe : 15 m
• Bâtiment d’Anosy : 11 m
• Bâtiment de Tsimbazaza : 11 m
50
3.5.2.4 Worksheets module ou module du bilan de la liaison
C’est dans ce module que nous effectuons le bilan de la liaison et faisons-en sorte que le cahier des
charges de la liaison soit respecté.
Cahier des charges :
Liaison Liaison radio par FH
Equipements Marque Ubiquiti
Débit de chaque liaison Supérieur à 200 Mbps
Tableau 3.04 : Cahier des charges du projet
Le cahier des charges donné par le service SIF est celui qui est défini dans le tableau (X.X), le réseau
doit être composé de plusieurs liaisons radios interconnectées, tous les équipements utilisés doivent
être du constructeur Ubiquiti et le débit de chaque liaison doit être supérieur à 200 Mbps.
Les données entrées dans chaque module de Pathloss seront donc celles des équipements Ubiquiti.
Selon la sensibilité du récepteur radio AirFiber X (Emetteur radio Ubiquiti), tant que la puissance
du signal reçu est supérieure à -60 dBm alors le cahier des charges est respecté.
Voici les données concernant la capacité et la sensibilité de ce récepteur :
51
Tableau 3.05 : Extrait de la Datasheet de l’AirFiber X fournie par Ubiquiti
a) Les fréquences de transmission
Nous entrons les données concernant les fréquences de transmission dans la fenêtre TX Channels.
Figure 3.10 : Les différents canaux utilisés dans la liaison 67Ha-Antaninarenina
52
• Channel ID (Identificateur du canal) : C’est l’identifiant de la fréquence, 1L (1 : le numéro du
canal et L : pour Low, c’est-à-dire la fréquence basse de la fréquence centrale que nous allons
utiliser qui est 5200 MHz) et 1H (1 : le numéro de la fréquence central du canal et H : pour High,
la fréquence haute par rapport à 5200Mhz). Dans notre cas nous allons donc utiliser deux canaux
dont la largeur de bande est de 50MHz sur les fréquences 5175 MHz et 5225 Mhz,
• TX (MHz) : c’est dans ce champ que nous indiquons les différentes fréquences sur lesquelles les
canaux seront installés. L’antenne de 67Ha transmettra donc des données à partir de la fréquence
5175 Mhz et recevra à partir de la fréquence 5225 Mhz et inversement celle d’Antaninarenina
transmettra à partir de 5225 Mhz et recevra à partir de 5175 Mhz.
• ATPC ou Automatic Transmit Power Control (en 𝑑𝐵) : Il est seulement utilisé dans l’étude des
cas des interférences. Le champ restera vide pour notre cas puisque nous utiliserons différentes
fréquences pour chaque liaison. De plus nous allons utiliser un équipement appelé « Isobeam »
qui sera installé sur chacune de nos antennes, cet équipement a pour but de concentrer l’onde
transmise dans l’espace souhaité et réduira ainsi les potentiels problème d’interférence (Le détail
de fonctionnement de cet équipement ainsi que tous les équipements utilisés seront vus dans
l’Annexe 4).
• Power reduction (réduction de puissance) : Ce champ restera également vide car il permet de
réduire la puissance de transmission de chaque canal s’il y a des interférences sur des antennes
colocalisées.
• Polarisation : c’est dans ce champ que nous indiquons la polarisation utilisée dans la
transmission.
Remarque : Voici les différentes fréquences qui seront utilisées pour chaque liaison de notre réseau
ainsi que leurs fréquences « Low » et « High ».
L’équipement radio que nous allons utiliser peut travailler dans la bande 4900 – 6200 Mhz [13],
Mais selon l’acte des autorités de régulation des télécommunications, les bandes libres que nous
pouvons utiliser sont les bandes de 5150 – 5350 Mhz et de 5470 – 5725 Mhz [14] [15].
La répartition des fréquences sur les différentes liaisons du réseau est donc la suivante :
• Pour la liaison 67Ha-Antaninarenina : 5200 Mhz (1L : 5175Mhz, 1H : 5225 Mhz)
• Pour la liaison Antaninarenina-Amparibe : 5300 Mhz (1L : 5275 Mhz, 1H : 5325 Mhz)
• Pour la liaison Antaninarenina-Anosy : 5600 Mhz (1L : 5575 Mhz, 1H : 5625 Mhz)
• Pour la liaison Antaninarenina-Tsimbazaza : 5700 Mhz (1L : 5680 Mhz, 1H : 5710 Mhz)
• Pour la liaison Faravohitra-67Ha : 5200 Mhz (1L : 5175 Mhz, 1H : 5225 Mhz)
• Pour la liaison Faravohitra-Amparibe : 5300 Mhz (1L : 5275 Mhz, 1H : 5325 Mhz)
• Pour la liaison Faravohitra-Antaninarenina : 5600 Mhz (1L : 5575 Mhz, 1H : 5625 Mhz)
53
• Et pour la liaison Faravohitra-Mandrosoa : 5700 Mhz (1L : 5680 Mhz, 1H : 5710 Mhz)
Cette répartition est effectuée de telle sorte que chaque canal des liaisons 67Ha-Antaninarenina,
Antaninarenina-Amparibe, Antaninarenina-Anosy, Faravohitra-67Ha, Faravohitra-Amparibe,
Faravohitra-Antaninarenina ait une bande passante de 50Mhz ce qui correspondra à un débit de
494.1 Mbps [13] et les liaisons Antaninarenina-Tsimbazaza, Faravohitra-Mandrosoa des canaux de
30Mhz de bande passante, soit un débit de 307.2 Mbps par canal selon la performance de l’AirFiber
X [13] (nous verrons les détails de chaque équipement à déployer dans l’Annexe 4).
b) L’émetteur radio
Nous pouvons entrer des données de l’émetteur radio que nous allons utiliser en cliquant sur l’icône
« TR ». Les données sont entrées en fonction des caractéristiques de l’émetteur radio AirFiber X
d’Ubiquiti. [13]
Figure 3.11 : Fenêtre de configuration de l’émetteur radio
Modèle de l’émetteur AF-5X
Modulation utilisée 256 QAM
Puissance d’émission 20 dBm
Sensibilité de réception -60 dBm
Critère de réception du signal BER 10−6
Tableau 3.06 : Extrait de la datasheet de l’AirFiber X
Remarque : L’émission designator (identificateur d’émission) n’est pas utilisé pour une liaison
point à point sans la technique de diversité spatiale alors il est laissé pour vide. Le Maximum receive
54
signal (signal maximal supportable) est une donnée optionnelle. Le code est utilisé seulement lors
de l’importation des données d’émetteur qui sont déjà répertoriés dans Pathloss or ce n’est pas notre
cas. Toutes nos données sont donc entrées manuellement pour que Pathloss puisse les utiliser.
c) Câble de transmission
En entre les données du câble de transmission à partir de l’icône affiché dans le module. Les données
sont nécessaires afin de déterminer l’atténuation et les pertes causées par le câble. La valeur de
l’unité de perte sur la ligne a été prise en fonction d’une valeur moyenne des câbles de transmission
que nous avons trouvé lors de nos recherches comme nous n’avons pas les informations exactes et
le modèle exact du câble reliant l’antenne et l’AirFiber X d’Ubiquiti sauf sa longueur qui est de
20cm.
Figure 3.12 : Fenêtre de configuration du câble de transmission
Le câble de transmission cause donc une perte de 0.01 𝒅𝑩.
d) L’antenne
On entre les données concernant l’antenne d’émission et de réception à partir de l’icône dans le
module. Les données entrées sont celles de l’antenne AF-5G23-S45 d’Ubiquiti. [16]
55
Figure 3.13 : Fenêtre de configuration de l’antenne
Modèle de l’antenne AF-5G23-S45
Diamètre de l’antenne 0.38 m
Gain de l’antenne 23 dBi
Angle d’ouverture à 3dB 10°
Tableau 3.07 : Extrait de la datasheet de l’Antenne AF-5G23-S45
Remarque : L’Orientation loss, le radome loss ne sont pas pour une étude de liaison point à point
alors le champ est laissé pour vide. L’Antenna azimuth (azimuth de l’antenne) et l’Antenna downtilt
(élévation ou abaissement de l’angle vertical de l’antenne) sont également vide puisque ce sera le
True azimuth (vrai azimuth) et le vertical angle (angle d’élévation) calculés par Pathloss qui
définirons l’orientation de l’antenne dans le plan vertical et horizontal. Le code est utilisé seulement
lors de l’importation des données d’antennes qui sont déjà répertoriées dans Pathloss or ce n’est pas
le cas puisque nous avons utilisé une technologie assez récente qui est Ubiquiti, et les données
concernant ces équipements ne sont pas encore répertoriées dans Pathloss. Toutes nos données sont
donc entrées manuellement pour que Pathloss puisse les utiliser.
e) Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente ou PIRE
La PIRE est la puissance émise par l’émetteur dans l’espace libre et exprimé en 𝑑𝐵𝑚 :
𝑃𝐼𝑅𝐸 = 𝑃 + 𝐺𝑡 − 𝐶𝑙 (3.26)
Où 𝑃 est la puissance de transmission à l’émetteur
𝐺𝑡 est le gain de l’antenne d’émission en 𝑑𝐵𝑖
56
𝐶𝑙 est la perte dans le câble
Dans notre cas la valeur du PIRE est de 42.99 𝒅𝑩𝒎. (Voir le bilan de la liaison : paragraphe 3.5.2.4
-i)).
f) Atténuation dans l’espace
• La perte dans l’espace libre
La perte dans l’espace libre est l’atténuation que subit le signal lors de son trajet dans l’espace. Elle
est en fonction de la distance et de la fréquence utilisée : [10]
𝐴𝑒 = 92.4 + 20 log(𝑓) + 20 log(𝑑) (3.22)
Où 𝑓 est la fréquence de transmission en GHz et 𝑑 la longueur du trajet en km.
Dans notre cas sa valeur est de 110.91 𝒅𝑩, cette valeur est affichée dans la fenêtre du bilan de
liaison. (Voir paragraphe 3.5.2.4 -i))
• Absorption atmosphérique
L’absorption atmosphérique 𝐴𝑎 est la somme des atténuations causés par l’oxygène et la vapeur
d’eau dans l’espace. Ces différentes atténuations se calculent à l’aide des formules suivantes :
Pour des fréquences inférieures à 57 GHz comme dans notre cas l’atténuation provoqué par
l’oxygène dans l’air est égale à :
𝛾𝑂 = [7,19. 10−3 + 6,09
𝑓2 + 0,227+
4,81
(𝑓 − 57)2 + 1,50] . 𝑓2. 10−3 (3.23)
Où 𝛾𝑂 est l’atténuation provoquée par l’oxygène en 𝑑𝐵/𝑘𝑚
𝑓 est la fréquence de transmission en GHz
Quant à l’atténuation provoquée par la vapeur d’eau elle est donnée par la formule suivante :
𝛾𝑤 = [0,067 +3
(𝑓 − 22,3)2 + 7,3+
9
(𝑓 − 183,3)2 + 6+
4,3
(𝑓 − 323,8)2 + 10] . 𝑓2. 𝜌. 10−4 (3.24)
Où 𝛾𝑤 est l’atténuation provoquée par la vapeur d’eau en 𝑑𝐵/𝑘𝑚
𝑓 est la fréquence de transmission en GHz
𝜌 est la densité de la vapeur d’eau en 𝑔/𝑚3 au niveau du sol et à la température de 15°C
Et l’absorption atmosphérique est telle que :
𝐴𝑎 = 𝛾𝑂 + 𝛾𝑤 (3.25)
Dans notre cas, l’absorption atmosphérique est égale à 0.01 𝒅𝑩. (Voir paragraphe 3.5.2.4 -i))
57
g) Puissance reçue
La Puissance reçue 𝑃𝑟 est la puissance du signal que reçoit le récepteur :
𝑃𝑟 = 𝑃𝐼𝑅𝐸 + 𝐺𝑟 − 𝐴 − 𝐴𝑎 − 𝐴𝑑,𝑟 − 𝐴𝑐 (3.27)
Où 𝑃𝐼𝑅𝐸 est la puissance isotrope rayonnée équivalente
𝐺𝑟 est le gain de l’antenne de réception en 𝑑𝐵𝑖
𝐴𝑒 est la perte dans l’espace libre
𝐴𝑎 est l’absorption atmosphérique
𝐴𝑑,𝑟 est la perte due à la diffraction et de réflexion. (Voir paragraphe 3.5.2.5)
𝐴𝑑 est la perte causée par le câble de transmission au niveau du récepteur. (Voir paragraphe
3.5.2.4 -c))
Dans notre cas elle vaut -45,48 𝒅𝑩m. (Voir paragraphe 3.5.2.4 -i))
h) Information sur le trajet de la connexion
Dans cette partie, l’étude se porte sur la détermination de la probabilité d’atténuation du signal et de
calculer le temps d’indisponibilité de la connexion durant le pire mois (Mois où les conditions géo-
climatiques aléatoires sont les plus mauvaises) et durant l’année. Plusieurs méthodes sont déjà
inclues dans Pathloss afin de déterminer ces données et ainsi calculer cette probabilité d’atténuation.
Ces méthodes sont [12] :
• La méthode de Vigants-Barnett
• La méthode selon la recommandation ITU-R P.530-6
• La méthode selon la recommandation ITU-R P.530-7/8
• La méthode KQ factor
• La méthode selon la recommandation ITU-R P.530-9
Ces méthodes peuvent être sélectionner dans la Reliability option (option de fiabilité) en ouvrant
l’onglet Operation et ensuite le Reliability methods (méthode de détermination de la fiabilité de la
liaison).
58
Figure 3.14 : Reliability Options
• La méthode de Vigants-Barnett :
Cette méthode utilise le C Factor afin de déterminer la probabilité d’atténuation.
Voici quelques valeurs de référence de ce facteur en fonction de l’état du trajet.
C = 0.25 pour de bonnes conditions de propagation, comme dans une propagation dans les
montagnes avec un climat sec.
C = 1 pour des conditions de propagation moyenne, dans des terrains moyennes (dans un village par
exemple) avec des conditions climatiques moyenne.
C = 4 à 6 pour des conditions de propagation mauvaises, dans des villes côtières avec un climat
pluvieux par exemple.
Nous pouvons déterminer la valeur du C factor en fonction de la rugosité du terrain. Cette valeur
sera calculée en cliquant sur l’onglet Rough :
59
Figure 3.15 : Terrain roughness ou rugosité du terrain
Cette rugosité sera calculée à partir du premier site jusqu’au second, le résultat s’affichera en haut
et à gauche de la fenêtre. En cliquant sur l’icône en vert, nous validant le calcul et Pathloss prendra
immédiatement en compte de ce résultat et l’intégrera automatiquement dans les données du profil
du terrain. Ces informations seront ensuite prises en compte et les valeurs obtenues seront utilisées
afin de calculer la probabilité d’atténuation.
Voici les informations obtenues concernant le terrain que va traverser les ondes radios selon la
méthode Vigants-Barnett :
Figure 3.16 : Path profile Data selon la méthode de Vigants-Barnett
Selon cette méthode la probabilité d’atténuation est de :
60
𝑃 = 6.0 × 10−7. 𝐶. 𝑓. 𝑑3. 10−𝐴
10 (3.13)
Où : 𝐶 est la valeur du facteur C
𝑑 est la distance du trajet en kilomètres
𝑓 est la fréquence de transmission en GHz
𝐴 est la marge d’atténuation effective en 𝑑𝐵
• Recommandation ITU-R P.530-6
Dans cette recommandation, la méthode de calcul de la probabilité l’atténuation lors de la
transmission doit prendre en compte trois paramètres : l’inclinaison du trajet, le grazing angle et le
facteur géo-climatique.
L’inclinaison du trajet est obtenue en fonction de l’élévation des sites, la hauteur des antennes et la
longueur du trajet. Cette valeur est automatiquement calculée par le logiciel dans le module Antenna
Heights et est immédiatement entrée dans le calcul de l’atténuation. Sa formule est la suivante :
∈𝜌= 1000. atan (|ℎ1 − ℎ2|
1000. 𝑑) (3.14𝑎)
Où : ∈𝜌 est l’inclinaison du trajet
𝑎𝑡𝑎𝑛 est la distance du trajet en kilomètres
ℎ1 𝑒𝑡 ℎ2 les hauteurs respectives des antennes par rapport au niveau de la mer
𝑑 est la distance du trajet
Le grazing angle est l’angle moyen d’incidence de l’onde sur chaque point du profil et elle est
calculée à partir du bouton Grz Ang. La fenêtre ci-dessous s’affichera :
61
Figure 3.17 : Grazing angle ou angle de razement
La valeur moyenne de cet angle d’incidence sera obtenue en sélectionnant tout le profil entre le site
1 et le site 2. Le résultat est affiché en haut et à gauche de la fenêtre et est exprimée en milliradians.
En cliquant sur l’icône en vert nous validons le calcul et Pathloss intègrera automatiquement cette
valeur dans le calcul de la probabilité d’atténuation causée par le terrain. Le calcul de cette valeur
se fait à l’aide de la formule suivante :
𝜃 = ℎ1 + ℎ2
𝑑 (1 − (
𝑑2
4. 𝑎𝑒.(ℎ1 + ℎ2))
2
) (3.14𝑏)
Où : 𝜃 est l’inclinaison du trajet
ℎ1 𝑒𝑡 ℎ2 les hauteurs respectives des antennes par rapport au niveau du sol
𝑑 est la distance du trajet
𝑎𝑒. est le rayon effectif de la terre (8500 km pour K= 4
3)
Le facteur géo-climatique selon la recommandation ITU-R P.530-6 est obtenu en insérant les
coordonnées géographiques de la zone de transmission dans la fenêtre affichée lors du clic de l’icône
Geo Clim.
62
Figure 3.18 : Geoclimatic Factor ou facteur géoclimatique
La valeur est exprimée en fonction de E, lettre qui correspond à la puissance de 10.
Dans notre cas, on a 1.31E-03 donc égale à 1.31 10−3.
Dans le calcul de la probabilité d’atténuation, ce facteur géo-climatique est représenté par la lettre
K. Selon les différentes régions du monde et leurs caractéristiques géographiques, il y a plusieurs
formules qui permettent de calculer K, dans notre cas, pour Antananarivo, K est égale à :
𝐾 = 10−(6.0−𝐶𝑙𝑎𝑡−𝐶𝑙𝑜𝑛)𝑃𝐿1.5 (3.14𝑐)
Où :
𝐶𝑙𝑎𝑡 est le coefficient de latitude tel que :
𝐶𝑙𝑎𝑡 = 0 pour 53°S ≥ Lat ≤ 53°N
𝐶𝑙𝑎𝑡 = -5.3 + 𝐿𝑎𝑡
10 pour 53° N ou 53° S < Lat < 60° N ou 60° S
𝐶𝑙𝑎𝑡 = 0.7 pour Lat ≥ 60 ° N ou S
𝐶𝑙𝑜𝑛 est le coefficient de latitude tel que :
𝐶𝑙𝑜𝑛 = 0.3 pour les longitudes d’Europe et d’Afrique
𝐶𝑙𝑜𝑛 = -0.3 pour les longitudes d’Amérique du Sud et du Nord
𝐶𝑙𝑜𝑛 = 0 pour toutes les autres régions du monde
𝑃𝐿 est le pourcentage de temps où la valeur moyenne du gradient de réfractivité est dans 100 m
de l’atmosphère est en-dessous de 100N unités/km.
En validant le résultat, nous intégrons la valeur dans le calcul de la probabilité d’atténuation.
63
Voici le résultat et les données concernant le profil du terrain selon la méthode ITU-R P.530-6 :
Figure 3.19 : Path profile data ou données du profil du trajet selon la méthode ITU-R P.530-6
La probabilité d’atténuation dans cette méthode est donnée par la formule suivante :
𝑃 = 𝐾. 𝑑3.3. 𝑓0.93. (1 + 𝜖𝜌). 𝜃−1.2. 10−𝐴
10 (3.14𝑑)
Où : 𝐾 est le facteur géo-climatique
𝑑 est la distance du trajet en kilomètres
𝑓 est la fréquence de transmission en GHz
𝜖𝜌 est l’inclinaison du trajet
𝜃 est le grazing angle
𝐴 est la marge d’atténuation effective en 𝑑𝐵
• Recommandation ITU-R P.530-7/8
Dans cette recommandation, la méthode de calcul de la probabilité d’atténuation doit prendre en
compte deux paramètres : l’inclinaison du profil et le facteur géo-climatique.
Le calcul de l’inclinaison du profil se fait comme dans la recommandation précédente, elle est
calculée automatiquement dans le module Antenna Heights après avoir insérer toutes les données
demandées dans ce module.
Le facteur géo-climatique se calcule également de la même manière que dans la précédente en
cliquant sur l’onglet Geo Clim mais en donnant quelques informations supplémentaires concernant
l’espace de transmission.
64
Figure 3.20 : Facteur géo-climatique selon la méthode ITU-R P.530-7/8
Dans cette méthode, la valeur du facteur géo-climatique K se calcule par :
𝐾 = 5. 10−7. 10−0.1(𝐶0−𝐶𝐿𝑎𝑡−𝐶𝑙𝑜𝑛)𝑃𝐿1.5 (3.15𝑎)
Où :
𝐶0 est égale à :
𝐶0 = 1.7 pour des altitudes d’antennes basses : entre 0-400m au-dessus de la mer.
𝐶0 = 4.2 pour des altitudes d’antennes moyennes : entre 400-700m au-dessus de la mer.
𝐶0 = 8.0 pour des altitudes d’antennes élevées : supérieure à 700m.
𝐶𝑙𝑎𝑡 est le coefficient de latitude tel que :
𝐶𝑙𝑎𝑡 = 0 pour 53°S ≥ Lat ≤ 53°N
𝐶𝑙𝑎𝑡 = -5.3 + 𝐿𝑎𝑡
10 pour 53° N ou 53° S < Lat < 60° N ou 60° S
𝐶𝑙𝑎𝑡 = 0.7 pour Lat ≥ 60 ° N ou S
𝐶𝑙𝑜𝑛 est le coefficient de latitude tel que :
𝐶𝑙𝑜𝑛 = 0.3 pour les longitudes d’Europe et d’Afrique
𝐶𝑙𝑜𝑛 = -0.3 pour les longitudes d’Amérique du Sud et du Nord
𝐶𝑙𝑜𝑛 = 0 pour toutes les autres longitudes
En validant la valeur obtenue et nous intégrons le résultat dans le calcul de la probabilité
d’atténuation, les données concernant le trajet sont donc :
65
Figure 3.21 : Path profile data ou données du profil du trajet selon la recommandation ITU-R
P.530-7/8
Dans cette méthode, la probabilité d’atténuation est de :
𝑃 = 𝐾. 𝑑3.6. 𝑓0.89(1 + 𝜖𝜌)−1.4
. 10−𝐴
10 (3.15𝑏)
• La méthode KQ Factor
Dans cette méthode, un seul facteur entre en jeu dans le calcul, le facteur KQ. Dans Pathloss, elle
est exprimée de la même manière que le facteur géo-climatique c’est-à-dire de la forme 𝑎𝐸-𝑏
Où a et b sont des nombres réels et E correspond à la puissance de 10.
Elle est entrée directement dans la fenêtre des données de profil du terrain.
66
Les valeurs du facteur KQ des différentes régions du monde sont les suivantes :
Figure 3.22 : Référence de calcul du facteur KQ
Où 𝐻 = √ℎ1 + ℎ2 avec ℎ1 et ℎ2 les hauteurs respectives des antennes de chaque site.
Dans notre cas la valeur de ce facteur est donc de 1.40E-08 :
Figure 3.23 : Path profile data ou données du profil du trajet selon la méthode KQ Factor
En validant ces valeurs, Pathloss calculera automatiquement la probabilité d’atténuation.
Selon cette méthode, la probabilité d’atténuation est obtenue grâce à la formule suivante :
𝑃 = 𝐾. 𝑄. 𝑓𝑏 . 𝑑𝑐. 10−𝐴
10 (3.16)
Où : 𝐾. 𝑄 est le facteur KQ
𝑑 est la distance du trajet en kilomètres
𝑓 est la fréquence de transmission en GHz
𝑏 et 𝑐 sont des nombres réels qui diffèrent selon la région (Voir Figure 3.22)
67
𝐴 est la marge d’atténuation effective en 𝑑𝐵
• La méthode KQ Factor incluant la rugosité du terrain
Cette méthode est une méthode analogue à la précédente mais à part le KQ Factor, elle prend
également en compte de la rugosité du terrain lors du calcul de la probabilité d’atténuation.
Le facteur KQ est déterminé à l’aide de la référence suivante :
Figure 3.24 : Référence de calcul du facteur KQ selon la méthode KQ avec rugosité du terrain
Où S est la rugosité du terrain en mètre.
La rugosité du terrain est calculée de la même manière que dans la méthode de Vigants-Barnett et
elle est de 11.82 m.
Dans notre cas, la valeur de facteur KQ est donc : KQ = 2.1 × 10−5 11.82−1.3 = 8.47E-7.
Cette valeur sera ensuite entrée manuellement dans la fenêtre des données du profile du terrain.
Figure 3.25 : Path profile data ou données du profil du trajet selon la méthode KQ Factor avec
rugosité du terrain
68
Selon cette méthode la probabilité d’atténuation est :
𝑃 = 𝐾. 𝑄
𝑆1.3𝑓𝑏 . 𝑑𝑐. 10−
𝐴10 (3.17)
Où : 𝐾. 𝑄 est le facteur KQ
𝑆 est la rugosité du terrain
𝑑 est la distance du trajet en kilomètres
𝑓 est la fréquence de transmission en GHz
𝑏 et 𝑐 sont des nombres réels respectivement égal à 1 et 3 (Voir Figure 3.24)
𝐴 est la marge d’atténuation effective en 𝑑𝐵
• La recommandation ITU-R P.530-9
Cette méthode ne prend en compte qu’un seul paramètre lors du calcul de la probabilité
d’atténuation : le facteur géo-climatique et ce facteur est automatiquement calculé par le logiciel
Pathloss après insertion des coordonnées géographiques de la liaison. Les données sont insérées
dans la fenêtre de calcul du facteur et on accède à cette fenêtre à partir du bouton Geo Clim du Path
Profile Data.
Figure 3.26 : Facteur géo-climatique selon la recommandation ITU-R P.530-9
Le résultat s’affiche en bas et à droite de la fenêtre.
En validant le résultat Pathloss l’intègrera automatiquement parmi les données du profil du terrain
pour le calcul de la probabilité d’atténuation.
69
Ici, la valeur du facteur géo-climatique est égale à 5.143E-05 :
Figure 3.27 : Path profile data ou données du profil du trajet selon la recommandation ITU-R
P.530-9
• La marge d’atténuation effective A
La marge d’atténuation effective est une grandeur physique exprimé en 𝑑𝐵. Cette grandeur est
fonction de la marge d’atténuation plate 𝐴𝐹 (qui est fonction de la marge d’atténuation thermique
𝐴𝑡 et de la marge d’atténuation due aux interférences avec les bruits naturels 𝐴𝑖), le facteur
d’atténuation 𝑅𝐷 et la marge d’atténuation dispersive 𝐴𝐷. [12]
𝐴𝐹 = −10 log (10−𝐴𝑡10 + 10−
𝐴𝑖10) (3.18)
𝐴 = −10 log (10−𝐴𝐹10 + 𝑅𝐷10−
𝐴𝑖10) (3.19)
Remarque : Des études ont montré que le facteur d’atténuation 𝑅𝐷 prennent les valeurs suivantes
selon les conditions de propagation [12] :
𝑅𝐷 = 0.5 à 1 dans de bonnes conditions de propagation.
𝑅𝐷 = 3 dans des conditions de propagation moyennes.
𝑅𝐷 = 5 à 7 dans des conditions de propagation mauvaises.
𝑅𝐷 = 9 dans des conditions de propagation très mauvaises.
70
• Information sur la précipitation de la région où se trouve la transmission
Nous entrons les données à partir de l’icône nuage.
Figure 3.28 : Information concernant la précipitation de la région où se trouve la transmission
Pathloss possède déjà une base de données des précipitations des différentes régions du monde, il
ne nous reste plus donc qu’à importer ces données à partir du bouton Load Rain File.
Selon la région, le choix des données à importer se fait à l’aide de la référence suivante :
71
Figure 3.29 : Référence sur la précipitation dans les différentes régions du monde selon l’ITU
Remarque : Dans notre cas nous avons choisi la méthode recommandée par l’ITU afin de
déterminer l’atténuation causée par la pluie.
• Temps d’interruption :
Nous avons dit plus haut que le calcul de cette probabilité d’atténuation est nécessaire afin de
déterminer le temps d’indisponibilité de la connexion durant un mois ou une année et ce temps
s’exprime en seconde et se calcul à l’aide des formules suivantes :
Temps d’indisponibilité pendant un mois :
𝑡 = 𝑃. 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑎𝑛𝑡 𝑢𝑛 𝑚𝑜𝑖𝑠 (3.20)
Temps d’indisponibilité pendant une année :
Les statistiques ont montré que pendant une année, 3 mois sont dans des conditions de propagation
très mauvaises, mauvaises à un point que la liaison est coupée. Le temps d’indisponibilité pendant
une année est donc :
𝑡 = 0.25. 𝑃. 𝑛𝑜𝑚𝑏𝑟𝑒 𝑑𝑒 𝑠𝑒𝑐𝑜𝑛𝑑𝑒 𝑝𝑒𝑛𝑑𝑎𝑛𝑡 𝑢𝑛 𝑚𝑜𝑖𝑠 (3.21)
Dans notre cas, ce temps vaut 56,12 secondes (Voir paragraphe 3.5.2.4 -i)).
72
i) Bilan de la liaison
D’après tous les paramètres et les calculs que nous avons faits voilà le bilan de la liaison :
Figure 3.30 : Worksheets module
Tableau 3.08 : Bilan de la liaison entre 67Ha-Antaninarenina
Les liaisons sont des liaisons radios, les équipements utilisés sont ceux d’Ubiquiti et comme nous
pouvons le voir le signal reçu est de -45.48 dBm pour avoir un débit supérieur à 200 Mbps : le
cahier des charges est donc respecté.
3.5.2.5 Diffraction module
C’est dans ce module que nous déterminons la perte due à la diffraction du signal soit par un ou
plusieurs obstacles rencontrés sur le trajet. Plusieurs algorithmes de détermination de cette perte
sont déjà inclus dans Pathloss, comme Knife edge, Average, Isolated obstacle, Height gain, Longley-
Rice Irregular Terrain, Two ray optics, Pathloss, NSMA (National Spectrum Managers Association)
et TIREM (Terrain Integrated Rough Earth Model).
73
On sélectionne l’algorithme à utiliser sur la barre de sélection en haut à gauche se trouvant dans la
barre d’outils de la fenêtre.
Figure 3.31 : Diffraction module
Remarque : Tant que 150% de la zone de Fresnel est dégagé alors aucun phénomène de diffraction
causé par les obstacles (Building, arbre, etc.) ne peut influer le signal [12]. Dans notre conception,
nous avons fait en sorte que cette règle soit respectée. Le seul phénomène de perte que nous devons
déterminer dans ce module est alors celui causé par le phénomène de réflexion du signal lors de son
trajet dans l’espace, qui est déterminé par l’algorithme Two Ray Optics. Two Ray Optics n’est donc
pas un algorithme de calcul de diffraction mais de réflexion mais il a été inclus dans ce module pour
des raisons d’ergonomie et de manipulation au niveau du logiciel. Même si aucun phénomène de
diffraction n’atténuera le signal, parlons tout de même de ces algorithmes et effectuant quelques
calculs avec afin de confirmer la théorie énoncée plus haut. Le logiciel Pathloss, nous propose deux
méthodes de calcul de la perte due à la diffraction : Une méthode de calcul automatique et une
méthode de calcul manuel.
• La méthode de calcul automatique
Dans cette méthode, trois algorithmes est à notre dispositions et ces algorithmes sont : Pathloss,
NSMA et TIREM. Ils peuvent être utiliser automatiquement c’est-à-dire qu’il suffit de sélectionner
l’algorithme et cliquer sur le bouton de calcul dans la barre d’outils et c’est le logiciel Pathloss qui
effectue le calcul de la perte.
74
Le NSMA est un standard du North American frequency coordination industry.
Le TIREM est un algorithme généralement utilisé dans la conception des réseaux cellulaires.
Pathloss est la méthode de calcul de diffraction recommandé pour les liaisons point à point.
Figure 3.32 : Résultat de calcul de la perte due à la diffraction à l’aide de l’algorithme Pathloss
Comme nous pouvons le constater, le résultat obtenu confirme la remarque dit précédemment, tant
que 150% de la zone de Fresnel est complètement dégagée, aucun phénomène de diffraction
n’affecte le signal.
• La méthode de calcul manuel
Dans cette méthode, nous devons analyser par nous-même le trajet et déterminer pour chaque
segment du trajet l’algorithme de calcul idéal.
Le Knife edge – Isolated Obstacle – Average, sont des algorithmes qui permettent de déterminer la
perte due à la diffraction sur un obstacle isolé. Ils dépendent de la clarté de la zone de Fresnel.
Le Height gain n’est valide que dans un trajet obstrué, si la liaison est dans une Line of Sight, cet
algorithme ne donnera rien, autrement dit la perte due à la diffraction est nulle. Notons que les trois
algorithmes de calcul vu dans la méthode automatique inclus déjà cet algorithme.
Le Longley-Rice Irregular Terrain est l’algorithme qui peut être utiliser dans une liaison obstruée,
cet algorithme additionne la perte causée par la diffraction de l’onde sur l’obstacle et la diffraction
de l’onde causé par l’irrégularité du terrain.
Le Two Ray Optics est l’algorithme qui permet de déterminer la perte ou le gain due à la réflexion
spéculaire. Ou le gain puisque la réflexion spéculaire peut renforcer le signal transmis. L’algorithme
Two Ray Optics calcul la somme des vecteurs directs ainsi que les vecteurs réfléchis. Il faut définir
un plan de réflexion avant d’utiliser cet algorithme.
75
Figure 3.33 : Résultat de calcul de la perte due à la réflexion spéculaire à l’aide de l’algorithme
Two Ray Optics
Remarque : Le total de la perte de diffraction et de réflexion trouvé dans ce module est
automatiquement importé dans le Worksheets module pour le bilan de la liaison.
Dans notre cas cette perte notée 𝐴𝑑,𝑟 vaut 0.54 𝒅𝑩.
3.5.2.6 Reflections module
Le Reflections module nous permet de déterminer le phénomène de réflexion dont la valeur
d’atténuation ou de gain a été déterminé précédemment par l’algorithme Two Ray Optics.
Le module analyse le phénomène de réflexion spéculaire que rencontre les ondes radios lors de leurs
trajets ainsi que la valeur du signal reçu à la réception après la somme du signal direct et du signal
réfléchi car il est à noter que :
𝑆𝑖𝑔𝑛𝑎𝑙 𝑟𝑒ç𝑢 = 𝑆𝑖𝑔𝑛𝑎𝑙 𝑑𝑖𝑟𝑒𝑐𝑡 + 𝑆𝑖𝑔𝑛𝑎𝑙 𝑟é𝑓𝑙é𝑐ℎ𝑖 + 𝐵𝑟𝑢𝑖𝑡 (3.28)
Le bruit sera bien évidemment filtré et éliminé par des composants du récepteur. Ce qui nous
intéresse est la somme du Signal direct et du signal réfléchis.
Plusieurs paramètres entre en jeu dans cette analyse, la hauteur respective des antennes des deux
sites à interconnecter, la rugosité du terrain, la fréquence ainsi que la valeur de 𝐾𝑐 (le facteur de
courbure du rayon de la Terre).
3.5.2.7 Multipath module
Le Multipath module est le module qui nous permet d’observer le trajet suivi par les ondes radios.
Il met en évidence ces ondes à partir de plusieurs rayons qui seront tracés entre l’émetteur et le
récepteur comme nous pouvons le voir dans les figures 3.34 et 3.35.
76
Figure 3.34 : Trajet du signal émis par l’antenne de 67Ha vers celle d’Antaninarenina
Figure 3.35 : Trajet du signal émis par l’antenne d’Antaninarenina vers celle de 67Ha
3.5.2.8 Network et Map Grid module
Ces deux modules affichent les liaisons sur une carte, ils permettent d’observer visuellement
l’azimuth des antennes et la direction des liaisons dans l’espace selon leurs coordonnées
géographiques respectives.
3.5.3 Print Profile module
Le Print Profile module est une feuille qui contient les informations générales principales
concernant la liaison après l’étude comme l’azimuth, l’élévation de chaque site, la hauteur des
77
antennes, la fréquence de transmission, le facteur de courbure de la Terre et la zone de Fresnel. Cette
feuille sera imprimée et utilisée lors du déploiement et la mise en place des équipements.
3.5.3.1 Print Profile de la liaison 67Ha-Antaninarenina
Voici celui de 67Ha-Antaninarenina, la liaison que nous avons vu en détail dans ce livre. L’azimuth
des antennes de 67Ha et d’Antaninarenina sont respectivement 293.65° et 113.65°. Elles sont
placées à des hauteurs de 21.0 et 20.0 m. En ligne rouge vous pouvez voir le rayon principal ou
l’énergie de transmission est maximale. Les lignes en bleu délimitent la partie inférieure de la zone
de Fresnel.
Figure 3.36 : Print Profile 67Ha-Antaninarenina
3.5.3.2 Print Profile de la liaison Antaninarenina-Amparibe
Voici le Print Profile d’Antaninarenina-Amparibe : L’azimuth des antennes d’Antaninarenina et
d’Amparibe sont respectivement 161.33° et 341.33°. Elles sont placées à des hauteurs de 20.0 et
16.0 m. En ligne rouge vous pouvez voir le rayon principal ou l’énergie de transmission est
maximale. Les lignes en bleu délimitent la partie inférieure de la zone de Fresnel.
78
Figure 3.37 : Print Profile Antaninarenina-Amparibe
3.5.3.3 Print Profile de la liaison Antaninarenina-Anosy
Voici le Print Profile d’Antaninarenina-Anosy : L’azimuth des antennes d’Antaninarenina et
d’Anosy sont respectivement 227.16° et 47.16°. Elles sont placées à des hauteurs de 24.5 et 14.0 m.
En ligne rouge vous pouvez voir le rayon principal ou l’énergie de transmission est maximale. Les
lignes en bleu délimitent la partie inférieure de la zone de Fresnel.
Figure 3.38 : Print Profile Antaninarenina-Anosy
79
3.5.3.4 Print Profile de la liaison Antaninarenina-Tsimbazaza
Voici le Print Profile d’Antaninarenina-Tsimbazaza : L’azimuth des antennes de Tsimbazaza et
d’Antaninarenina sont respectivement 345.88° et 165.88°. Elles sont placées à des hauteurs de 21.0
et 12.0 m. En ligne rouge vous pouvez voir le rayon principal ou l’énergie de transmission est
maximale. Les lignes en bleu délimitent la partie inférieure de la zone de Fresnel.
Figure 3.39 : Print Profile Antaninarenina-Tsimbazaza
3.5.3.5 Print Profile de la liaison Faravohitra-67 Ha
Voici le Print Profile de Faravohitra-67 Ha : L’azimuth des antennes de Faravohitra et de 67 Ha
sont respectivement 276.74° et 96.75°. Elles sont placées à des hauteurs de 16.0 et 22.5 m. En ligne
rouge vous pouvez voir le rayon principal ou l’énergie de transmission est maximale. Les lignes en
bleu délimitent la partie inférieure de la zone de Fresnel.
80
Figure 3.40 : Print Profile Faravohitra-67 Ha
3.5.3.6 Print Profile de la liaison Faravohitra-Amparibe
Voici le Print Profile de Faravohitra-Amparibe : L’azimuth des antennes de Faravohitra et
d’Amparibe sont respectivement 195.76° et 15.76°. Elles sont placées à des hauteurs de 19.0 et 23.5
m. En ligne rouge vous pouvez voir le rayon principal ou l’énergie de transmission est maximale.
Les lignes en bleu délimitent la partie inférieure de la zone de Fresnel.
Figure 3.41 : Print Profile Faravohitra-Amparibe
81
3.5.3.7 Print Profile de la liaison Faravohitra-Antaninarenina
Voici le Print Profil de Faravohitra-Antaninarenina : L’azimuth des antennes de Faravohitra et
d’Antaninarenina sont respectivement 225.57° et 45.57°. Elles sont placées à des hauteurs de 17.0
et 23.0 m. En ligne rouge vous pouvez voir le rayon principal ou l’énergie de transmission est
maximale. Les lignes en bleu délimitent la partie inférieure de la zone de Fresnel.
Figure 3.42 : Print Profile Faravohitra-Antaninarenina
3.5.3.8 Print Profile de la liaison Faravohitra-Mandrosoa
Voici le Print Profile de Faravohitra-Mandrosoa : L’azimuth des antennes de Faravohitra et de
Mandrosoa sont respectivement 183.88° et 3.88°. Elles sont placées à des hauteurs de 19.0 et 19.0
m. En ligne rouge vous pouvez voir le rayon principal ou l’énergie de transmission est maximale.
Les lignes en bleu délimitent la partie inférieure de la zone de Fresnel.
82
Figure 3.43 : Print Profile Faravohitra-Mandrosoa
Remarque : Notons que le Print Profil ne peut être généré ni imprimé à moins d’avoir effectué une
étude minutieuse de la liaison comme nous l’avons vu dans ce chapitre.
3.6 Conclusion
Le logiciel Pathloss est un logiciel professionnel d’étude des liaison radios UHF-VHF et FH utilisé
par de nombreuses entreprises et professionnels de la télécommunication et est garanti par le CTE
(Contract Telecommunication Engineering), de ce fait nous nous sommes orientés vers ce logiciel
pour l’étude et la conception de ce réseau. La mise en place suivra donc les grandes lignes définies
par cette étude et par les résultats donnés par Pathloss. Les résultats obtenus permettent de conclure
que, la topologie que nous voulons adopter est fonctionnelle et que toutes les liaisons du réseau sont
déployables.
83
CONCLUSION
Le projet et le stage ont été très enrichissants. Ils ont été enrichissants du point de vue de notre
formation car nous avons passé en revue plusieurs domaines de l’informatique et de la
télécommunication, en ne citant que : les réseaux étendus, le protocole PPP, le système de routage
et de sécurisation que ce soit la sécurisation par cryptographie ou la sécurisation par Firewall, la
technologie par Faisceaux hertziens, la transmission par ondes radios et bien d’autres encore.
Du point de vue développement personnel en entreprise, le stage a été enrichissant de la manière où
il m’a permis de connaitre encore un peu plus le monde du travail et de l’entreprise : les différentes
règles et hiérarchie mis en place dans une entreprise, l’esprit d’une réunion et bien d’autres encore.
Pour la Direction Générale des Impôts, ce projet de restructuration réseau sera très bénéfique dans
le cadre où il permet de mettre en place différents services au sein des plus grands sites administratifs
et exécutifs de cette institution, ce qui facilitera le travail de chaque employé et augmentera leurs
productivités, par la même occasion le service offert aux contribuables sera amélioré. La DGI partira
donc vers le but fixé, qui est de collecter le maximum d’impôt et faire de tout ce qui doit être, un
contribuable responsable pour le développement du pays.
Tous les pays du monde sont déjà sinon migre actuellement vers l’e-gouvernance, c’est-à-dire
l’informatisation de tous les services d’administration et d’exécution de toutes les institutions
publiques. Le but est de faciliter le travail, accélérer le service et être en phase avec le
développement et toutes les innovations technologiques. La mise en place d’un réseau comme celui-
ci est donc primordiale, et ce n’est qu’un début puisque dans le tout interconnecté et pour des
données décentralisées, il faut que toutes les institutions publiques quelques soit son secteur
d’activités soient interconnectés.
L’Estonie est le premier pionnier de ce système de gouvernance électronique, c’est un pays encore
très jeune mais vit déjà dans cette nouvelle ère de développement technologique.
Nous souhaitons pour Madagascar de vivre prochainement dans ce monde, et d’user de la
technologie comme d’un précieux outils de développement social, politique et économique.
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ANNEXE 1
COUTS DU PROJET
A1.1 Liste et prix unitaire (avec livraison) des équipements :
Description Modèle Prix unitaire + livraison Constructeur
AirFiber AF-5X 402,90 € Ubiquiti
AirFiber Antenna AF-5G23-S45 112,66 € Ubiquiti
Ethernet Surge Protector ETH-SP 35,53 € Ubiquiti
Precision Alignement Kit PAK-620 70,05 € Ubiquiti
EdgeRouter ER-8 330,48 € Ubiquiti
EdgeRouter ER-X-SFP 126,39 € Ubiquiti
EdgeRouter ER-X 76,33 € Ubiquiti
Unifi Security Gateway USG 121,00 € Ubiquiti
Unifi Switch US-16-160W 324,65 € Ubiquiti
Câble Ethernet 20m de longueur (Cat 6) 11,85 €
Fils de Terre 1m de longueur 2,68 €
Mât d’antenne 10m de longueur 75 €
Tableau A1.01 : Les différents équipements à déployer
• AirFiber : Emetteur/Récepteur radio.
• AirFiber Antenna : Antenne de transmission.
• Ethernet Surge Protector (ESP) : Equipement de protection (parafoudre) pour l’ensemble des
matériels extérieurs.
• EdgeRouter : Routeur qui fera le routage des différents paquets entre les différents sites du
réseau.
• Câble Ethernet : Reliera l’AirFiber avec l’EdgeRouter.
• Fils de Terre : Reliera l’ESP avec la masse.
• Mât d’antenne : Barre de fixation de l’antenne.
Remarque : En Annexe 4 nous verrons les détails de ces équipements (fonctionnement et mise en
place).
A1.2 Utilisation de chaque matériel et justification du nombre nécessaire de chaque équipement
Pour une liaison FH chaque site doit comporter un IDU (Indoor Unit) et un ODU (Outdoor Unit).
Le IDU est constitué d’un EdgeRouter, d’un Unifi Security Gateway et d’un Switch Unifi.
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Le ODU est formé d’un AirFiber, d’un AirFiber Antenna, d’un Ethernet Surge Protector, d’un Câble
Ethernet et de Fils de Terre.
Un EdgeRouter est placé sur chaque site pour le routage des paquets. C’est le modèle ER-8 pour le
site d’Antaninarenina pour la raison qu’il y a 5 liaisons qui rejoignent ce site, le modèle ER-8 est
composé de 8 ports GbE RJ45. Pour le site d’Amparibe c’est le modèle ERLite-3 puisque c’est à
Amparibe que le FSI va se connecter au réseau pour la connexion à Internet, ce routeur possède 4
ports GbE RJ45 et un port SFP où l’on peut directement connecter différents types de câble
transportant un tout autre type de signal (exemple : la Fibre optique). Pour les autres sites c’est le
modèle EdgeRouter ER-X, ce dernier possède 5 ports 5GbE RJ45.
Un Unifi Switch sera également placé sur chaque site afin de travailler avec l’Unifi Security
Gateway pour la mise en place et la gestion des VLANs que nous mettrons en place sur chaque
réseau local de chaque site, ce switch sera le modèle US-16-150W.
Pour une liaison, nous avons besoin de deux ODU. Un ODU ne peut être utilisé que pour une seule
liaison. Dans notre réseau MAN il y a en tout 8 liaisons : 6 liaisons principales et 2 liaisons de
Backup. Il nous faut donc au total 16 ODU.
Figure A1.01 : Tableau de devis des coûts des équipements
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ANNEXE 2
CHRONOGRAMME
Le projet est composé de 4 grandes étapes :
• Etape 1 : Etude de l’existant
• Etape 2 : Recherche de solution et conception
• Etape 3 : Exécution
• Etape 4 : Clôture
La première et la seconde étape ont été réalisées durant ce stage, quant aux deux dernières elles
débuteront à la date décidée par la Direction.
Toutefois, une date a été planifiée (et proposée si elle convient) pour la mise en route de ces deux
dernières étapes afin d’avoir un plan plausible et bien réel.
Voici le tableau de planification ainsi que le Diagramme de Gantt du projet :
Figure A2.01 : Tableau de planification
Figure A2.02 : Diagramme de Gantt
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ANNEXE 3
ACTES SUR LES BANDES LIBRES
Nous verrons dans cette annexe les actes des autorités de régulation des télécommunications
concernant l’utilisation des bandes libres ou bandes ISM (Industrielles, Scientifiques et Médicales).
La bande que nous utilisons dans ce projet fait partie de ces bandes dites libres.
Cadre de régulation des fréquences :
Selon l’article L.33-3 : « sous réserve de leur conformité aux dispositions du présent code, les
installations radioélectriques n’utilisant pas des fréquences spécifiquement assignées à leur
utilisateur sont établies librement »
Ces « bandes libres » présentent ainsi l’avantage de minimiser les démarches administratives pour
les utilisateurs de ces fréquences et de faciliter des utilisations flexibles et innovantes du spectre. En
outre, les utilisations ne sont soumises à aucune redevance d’utilisation des fréquences.
Sur la bande des 5Ghz, les bandes de fréquences libres sont : la bande de 5150 - 5350 MHz et la
bande de 5470 – 5725 MHz.
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ANNEXE 4
EQUIPEMENTS UBIQUITI
A4.1 AirFiber 5X
L’AirFiber 5X est l’émetteur que nous utilisons pour ce projet, il est déjà muni de plusieurs
accessoires pour faciliter sa mise en place.
Figure A4.01a : L’AirFiber 5X avec tous ses accessoires
L’équipement est monté à une antenne comme nous le montre la figure A4.01b
Figure A4.01b : AF-5X sur l’antenne AF-5G23-S45
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A4.2 AirFiber Antenna
L’antenne que nous utilisons est le modèle AF-5G23-S45 qui a un gain de 23 dBi. Il est fixé sur le
mât d’antenne de cette manière :
Figure A4.02a : Mise en place de l’AF-5G23-S45
L’Isobeam est un équipement très intéressant puisqu’il concentre le signal vers la ligne de mire et
réduit tous les lobes secondaires ce qui est idéal pour une liaison point à point. Le modèle AF-
5G23-S45 est directement muni de cet équipement. Nous pouvons observer la différence et
l’amélioration de la transmission apportées par l’Isobeam en observant les diagrammes de
rayonnement de la Figure A4.02b.
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Figure A4.02b : Comparaison du diagramme de rayonnement d’une antenne avec et sans
Isobeam
A4.3 Le Précision Alignement Kit (PAK)
Le PAK est utilisé pour mettre l’antenne dans l’azimuth et l’élévation préalablement définis.
Figure A4.03 : Precision Alignement Kit
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A4.4 EdgeRouter
L’EdgeRouter est un routeur construit par Ubiquiti. Un modèle est installé sur chaque site pour le
routage des paquets.
Figure A4.04 : EdgeRouter X, X SFP et 8
A4.5 Unifi Security Gateway
L’USG est mis en place entre le routeur et le switch Unifi, il gérera les VLAN ainsi que les WAN
(qui dans notre cas seront Internet et les Interconnexions entre sites). Un firewall et un service de
VPN sont inclus dans l’USG. Il permet également de gérer et de monitorer toutes les liaisons et
réseaux auxquels il est lié.
Figure A4.05 : Unifi Security Gateway
A4.6 Unifi Switch
C’est un Switch de niveau 3 qui gérera les VLAN avec l’Unifi Security Gateway.
Figure A4.06 : Unifi Switch 16 ports 150W
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ANNEXE 5
RESTRUCTURATION DU RESEAU LAN AVEC PFSENSE ET UNIFI SWITCH (SITE
DE MANDROSOA)
A5.1 Topologie du réseau LAN restructuré
Serveur@IP : 192.168.123.0
Dev Web@IP : 192.168.123.0
VLAN Admin@IP : 192.168.20.0
VLAN Maintenance@IP : 192.168.40.0
VLAN SAFI@IP : 192.168.50.0
VLAN D Tech@IP : 192.168.60.0
VLAN SAEF@IP : 192.168.70.0
VLAN Unifi AP@IP : 192.168.30.0
PFSense@IP : 192.168.123.251
192.168.10.1192.168.20.1192.168.30.1192.168.40.1192.168.50.1192.168.60.1192.168.70.1
DGE Amparibe@IP : 192.168.100.0 192.168.174.0
Internet
Cloud Key@IP : 192.168.123.119
Figure A5.01 : Topologie du réseau LAN restructuré
Lors de notre stage la restructuration du réseau LAN de Mandrosoa a également été notre mission.
Des équipements Ubiquiti : L’Unifi switch 16 ports 150W, l’Unifi AP et le cloud Key ont été
déployés.
Un serveur PFSense était déjà disponible dans le réseau alors c’est le serveur qui va gérer les VLAN
et les WAN (tiendra le même rôle qu’un Unifi Security Gateway)
A5.2 Configuration du serveur PFSense
Voici les étapes de configuration du serveur PFSense : Création des VLAN (mis en place des tags),
définition des interfaces auxquels chaque VLAN est associé (dans notre cas nous avons créé des
interfaces logiques puisque nous n’avons qu’une seule carte et interface disponible sur le serveur),
configuration des adresses des VLAN, configuration du serveur DHCP pour chaque VLAN et mise
en place des règles de permissions et de blocages.
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Figure A5.02 : Création des VLAN
Figure A5.03 : Interface assignements
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Figure A5.04 : Configuration de l’adresse VLAN
Figure A5.05 : Configuration du serveur DHCP
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Figure A5.06 : Mise en place des différentes règles sur les différents réseaux virtuels
A5.3 Configuration de l’Unifi Switch
Après avoir créé les VLAN dans PFSense il nous reste à affecter chacun des VLAN à un port du
switch.
Figure A5.07 : Déclaration des VLAN dans le switch Unifi
Remarque :
Il faut que les étiquettes écrites dans le switch correspondent à celles de PFSense pour que les VLAN
fonctionnent.
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Figure A5.08 : Affectation des différents ports du switch à chaque VLANs
La mise en place d’un réseau hiérarchique basé sur le concept des VLAN a résolu des problèmes
rencontrés auparavant par le réseau local de Mandrosoa (microcoupures au niveau du réseau étendu,
saturation du réseau…).
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BIBLIOGRAPHIE
[1] « Tout sur la Direction Générale des Impôts », https://www.impôts.mg, Nov. 2017.
[2] SSIF, « Tout sur le système d’information et le réseau de la DGI », Oct.2017.
[3] C. Ratsihoarana, « Fibre optique », Cours M2, Mention TCO-ESPA, A.U. : 2016-2017.
[4] C. Ratsihoarana, « Faisceaux hertziens », Cours M1, Mention TCO-ESPA, A.U. : 2015-2016.
[5] Eric, « Réalisation d’un WAN », https://www.youtube.com, Oct. 2017.
[6] J.F. Rasolomanana, « Routage IP », Cours L3, Mention TCO-ESPA, A.U. : 2014-2015.
[7] J.F. Rasolomanana, « Réseaux étendus », Cours M2, Mention TCO-ESPA, A.U. : 2016-2017.
[8] O. Hassairi, « Réseaux étendus et Protocole PPP », https://www.youtube.com, Chaîne Netprof,
13 Oct. 2017.
[9] « Antennes et quelques notions radios mathématiques », https://e.orange.fr, Nov. 2017.
[10] T.B. Ravaliminoarimalalason, « Ingénierie des réseaux cellulaires », Cours M2, Mention
TCO-ESPA, A.U. : 2016-2017.
[11] M. E. Randrianandrasana « Antennes », Cours L3, Mention TCO-ESPA, A.U. : 2014-2015.
[12] Contract Telecommunication Engineering Ltd., « Manuel Pathloss 4.0 », CTE Ltd, Août 2007.
[13] Ubiquiti Networks, « AirFiber X user guide », 2015.
[14] ARCEP, « Actes sur les bandes libres », Jul. 2014.
[15] « Bandes ISM », https://www.wikipedia.com, Déc. 2017.
[16] Ubiquiti Networks, « AirFiber Antenna datasheet », 2015.
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RENSEIGNEMENTS
Nom : RATSIMITRAHO
Prénoms : Miharimanana Tanjona
Adresse : Lot 0912 E 390 Manodidina ny gara, Antsirabe
Téléphone : +261 34 21 484 94
Titre du mémoire :
RESTRUCTURATION ET MISE EN PLACE D’UN
RESEAU MAN POUR LA DIRECTION GENERALE
DES IMPÔTS
Nombre de pages : 107
Nombre de tableaux : 12
Nombre de figures : 90
Directeur de mémoire : RANDRIAMITANTSOA Andry Auguste
+261 34 96 638 65
RESUME
La mise en place d’un réseau étendu est primordiale pour l’e-gouvernance, c’est-à-dire
l’informatisation du service d’administration de toutes les institutions publiques d'un pays et ce n’est
qu’un début puisque dans le tout interconnecté et pour des données décentralisées, il faut que toutes
les institutions publiques quel que soit son secteur d’activités soient interconnectées. Par ce projet
MAN, la Direction Générale des Impôts malgache migrera vers ce nouveau mode de gouvernance
pour un système d’administration fiscale électronique et intégré. La solution d’interconnexion par
Faisceaux Hertziens a été choisie pour la mise en place du réseau et tous les équipements seront
ceux du constructeur Ubiquiti.
Mots clés : MAN, DGI, Faisceaux hertziens, Ubiquiti et e-Gouvernance.
ABSTRACT
The establishment of an extensive network is essential for e-governance, that is to say the
computerization of the administration department of all public institutions in a country and it is only
at the beginning, since in the interconnected whole and for decentralized data, all the public
institutions whatever their sector of activity must be interconnected. Through this MAN project, the
Malagasy Department of Taxes will migrate to this new mode of governance for an electronic and
integrated tax administration system. The interconnection solution by radio links was chosen for the
installation of the network and all equipment will be those of the manufacturer Ubiquiti.
Key words : MAN, DGI, Microwave links, Ubiquiti and e-Governance.
