ITII Deuxième année Cours Réseaux Tronc Commun: Module P1. V1.1 basé sur 1.0 de JL Gélard Synopsis Introduction aux réseaux de Télécommunications Module

ITII Deuxième année

Cours Réseaux Tronc Commun: Module P1 . V1.1 basé sur 1.0 de JL Gélard Synopsis

Introduction aux réseaux de Télécommunications

Module P1

Hervé [email protected]

Support de cours: Jean-Loup Gélard/Stephane Frati



Introduction aux Réseaux de Télécommunications

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Hervé [email protected]

Support de cours: Jean-Loup Gélard / Stepane Frati



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Aujourd’hui, les systèmes électroniques :

- sont de plus en plus intelligents- traitent des données et non plus seulement du signal- ont besoin de communiquer avec leur environnement des informations de plusieurs natures spécifiques suivant les systèmes et les contextes-selon des environnements et des contraintes spécifiques

-Téléphonie et systèmes connexes fixes et mobiles “ Telecom” -Systèmes embarqués “Embedded”-Transmission de données informatiques : “Data Com”

Ils doivent pouvoir le faire en faisant le minimum d’hypothèses sur la nature de cet environnement.

Panorama des problématiques, des concepts de base et des

stratégies de résolution

Pourquoi un cours d’introduction générale aux technologies des réseaux et télé communications ?

Que faut il étudier ( le QUOI ?) dans ces disciplines et pourquoi ?

IntroductionIntroduction



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IntroductionIntroduction

Dans chaque domaine , il existe :

- un ensemble de problématiques qu’il faut bien comprendre- des stratégies de résolution- des principes d’architecture et de fonctionnement- des éléments constitutifs :

- logiciels : protocolessystèmes d’exploitationapplications

- matériels : machines spécifiquescâbles et systèmes de transmission physique

- des cadres de référence et de normalisation :- standards et protocoles- organismes de standardisation et de certification.



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Plan du coursPlan du cours

1.Module P1 : Introduction, problématique générale des réseaux :-Qui communique quoi , avec qui, comment, et pourquoi ?-Réseaux fixes : Téléphonie , Data Comm fixes (PAN,LAN,MAN,WAN) , réseaux industriels -Réseaux mobiles : Téléphonie, WiFi, IP Mobile, Systèmes embarqués-Réseaux de satellites, Réseaux Radio, TV :exploration des différents domaines

2. Module P2 : Comment étudier tout cela ?-Approche structurée du domaine :-Description des cadres de réflexion-Les organisations et standards qui régissent ces réseaux

3. Module P3 : Aspects Physiques de la communication-Bases théoriques du signal et de sa transmission (Cuivre, Fibres Optiques, Liaisons Hz)-Transmission, modulation, codage, multiplexage- Normes de câblage, normes de bus, Gestion des canaux hertziens, interférences

4. Module P4: Les accès au niveau 2 de l’OSI:- Les topologies des réseaux locaux , bus, anneau à jetons, bus à jeton, anneaux optiques-Le Monde d’Ethernet : CSMA/CD, adressage MAC, les constituants du LAN-Switches et VLANs, situer le routeur dans le paysage du LAN-WiFi, qu’est-ce que c’est ? Une autre approche que l”Ethernet.



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5. Module P5 : Le niveau 3 : Conscience du réseau étendu au delà du LAN-Data Comm : datagrammes ou Circuits Virtuels ? IP vs X25,ATM, notions d’adressage IP-Routage et commutation, les differents types de routage, routage en environnement mobile-Systèmes embarqués et industriels : comment communiquer avec l’extérieur

6. Module P6 : Le réseau véritablement étendu : LE WAN- Circuits Virtuels, datagrammes et la problématique de la Qualité de Service (QoS)-Survol rapide de PPP, X25, HDLC, Frame Relay, ATM-ADSL, MPLS : qu’est-ce que c’est ?

7. Module P7 :Autour des réseaux : comment s’en sert on ?-Les différents types d’applications : Client /Serveur, Peer to peer.groupware-La sphere du Web et le eBusiness-Les applications multimédia.

8. Module P8 : les protocoles de service -Résolution de noms, protocoles de démarrage, -Transferts de fichiers , services d’email, l’infrastructure applicative de l’Entreprise.



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9. Module P9 : Comment gérer ces architectures ?-Gestion de réseaux pour :- pannes / Configuration /performance / Sécurité / Comptabilité- Les normes en vigueur dans les 3 domaines : SNMP, MIB -La gestion de la sécurité dans les réseaux :-Problématiques / Stratégies / Architectures et outils resultants.-Les Virus et comment les combattre ?

10. Module P10 : Synthèse globale - et aperçus du futur dans les trois domaines- Conclusion et pointeurs sur les cours d’options.



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Plan du Module P1Plan du Module P1

1. La problématique des réseaux de communication : Qui communique Quoi à Qui , Comment et Pourquoi ?

1.1. Les acteurs : Qui communique ?1.2. Les contenus : Quoi ? Qu’est ce qu’on transmet ?1.3. A qui ? Où sont ils ? Combien sont ils ? Fixes ou mobiles ?1.4. Comment ? Volume, vitesse, fiabilité, garanties diverses ?1.5. Pourquoi ? Le contexte et les mesures de succès.

2. Reprise de ces questions dans le domaine des données :2.1. le courrier et les colis2.2. Version moderne : transmettre les données informatiques2.3. le domaine des réseaux informatiques

3. Téléphonie : qu’est-ce que change quand on transmet :3.1 . La parole ?3.2. Le téléphone aujourd’hui : transmettre le multimedia3.3. Transmettre sur quelle zone de couverture :

Réseaux Radio, TV, Satellites



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Plan du Module P1Plan du Module P1

4. Communications entre machines :4.1. Les systèmes industriels : commande numérique et capteurs4.2. Le rôle de la communication dans les systèmes industriels et embarqués.

5. La gestion des réseaux 5.1. Les challenges

5.2. Deux approches différentes : de haut enbas et de bas en haut

6. Récapitulation



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P1 : 1. La Problématique des Réseaux de Communication

Qui Communique Quoi à Qui , Comment, et Pourquoi ?

1.1 Les Acteurs : QUI communique ?

parLes machines

Les gens par Courrier

télégraphe

Fax

téléphone

radio

TV

Ordinateur interposé

Cables / BUS

Signaux radio




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1.2. Les contenus : “QUOI” : Qu’est-ce qu’on transmet ?

Les gens

téléphone

Fax

Courrier

radio

télégraphe

TV

par Texte et photos, objets, parfums

Texte sous forme de signaux

images sous forme de signaux

La voix

Voix, sons, musique

Images animées, Voix, sons, musique

Ordinateur interposé Images animées, Voix, sons, musique , messages

Sensations (réalité virtuelle)

parLes machines Cables / BUS

Signaux radio


Signaux d’information et de commande Signaux d’information et de commande Signaux d’information et de commande,

fichiers de données, images fixes, animées, sons, voix



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1.3. Les acteurs à nouveau : “A QUI?”

Les destinataires de la communication sont –ils :

- un seul ou plusieurs ?- fixes ou en mouvement ?- groupés ou disséminés - sur une zone géographique de taille :

- petite - moyenne - grande - très grande ?

Les destinataires de la communication :

- comment les identifier sans ambigüité ?- comment les localiser ?- comment les atteindre ? Existe t’il un ou plusieurs chemins pour y parvenir ? - comment suivre leur mouvement s’ils ne sont pas fixes ? - comment garantir une qualité de communication constante avec eux ?



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1.4. On communique “COMMENT?”

Faut il communiquer les informations :

- à sens unique ou dans les deux sens ?- Qui peut parler quand ?

Tous en même temps, à chacun son tour, on quand on vous en donne le droit ?- en petit ou gros volume ?- en clair ou encrypté ?- compressé ?- à plusieurs destinataires en même temps ?- faut il transmettre plusieurs flux simultanés vers la même source ?

Qu’est-ce qui est le plus important :

- que tout ce qui est transmis arrive à l’autre bout ?- même si avec un peu de retard ?

- ou bien que ce qui est transmis arrive à l’autre bout à temps- même s’il en manque un peu ?

- les deux forcément ??



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1.4. On communique “COMMENT?” (suite)

Y a-t’il une relation temporelle, une synchronisation entre les deux extremités ?

Y a-t’il une exigence de qualité sur la livraison de l’information ?- en temps ?- en définition ?

Faut –il absolument pouvoir la retransmettre si nécessaire ?

Y-t’il des contraintes sur l’usage des ressources ? - faire le plus possible en le moins de temps possible en utilisant au

mieux les ressources disponibles

- utiliser les mêmes ressources pour communiquer avec de nombreux

interlocuteurs très différents (intéropérabilité )



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1.5. Pourquoi communique–t’on ces données ?

Pourquoi même se poser la question ?

- Parce que cela définit le contexte dans lequel les données sont transmises :

- Important ou non de tout livrer : - Peut on re transmettre ? - Requête+réponse, succession de messages ou bien flux

continu ?

- Environnement fiable ou parasité- Environnement sûr ou espionné / contraint ?- Jusqu’où faut il remonter en arrière en cas de reprise ?- Qu’est-ce qui décide si la communication a réussi ou échoué ?



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2. La communication de données.

Quelle différence entre TRANSMETTRE et COMMUNIQUER ?

TRANSMETTRE : - expédier quelque chose qui a déjà été préparé dans le bon format .

COMMUNIQUER - Transmettre + faire le maximum pour s’assurer que c’est reçu et compris

2. 1. Expédier du courrier

- Mise en forme : texte sur papier, contenu dans une enveloppe .- Ecrit dans un language qui doit être compris du correspondant (Protocole)- Ecrit ou imprimé sur feuille de papier, (présentation)- Expédié à une adresse qui a un sens par rapport à la structure de

distribution. (réseau)- Expédié en courrier normal ou avec accusé de réception(type de

transport) ?- Personnalisé ou anonyme (publicité ) : unicast ou broadcast- Avec ou sans contrainte de temps (express)- Plus ou moins bien emballé (protection/sécurité)



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P1 : 1. La Problématique des Réseaux de Communication2.2. Version moderne :La communication de données informatiques :

On communique :- Des caractères (octets) à afficher- Des caractères de commande (vers des terminaux)- Des messages

- Courrier electronique => msg Asyncrhone : on le lit quand on veut et on répond …. Quand on peut !

- Messagerie instantanée : Chat, AIM, etc. msg synchrone - Transmission immédiate et on attend que l’autre nous

réponde :Dialogue alterné : Half duplex .

H , E , L, L ,O

0xA2, 0x0F, 0xC3



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P1 : 1. La Problématique des Réseaux de Communication2.2. Version moderne :La communication de données informatiques :

On communique :

- Des fichiers :- Fichiers texte : en cas d’erreur, le destinataire peut remarquer et

corriger lui même - Fichiers exécutables : pas d’erreur , sinon pas éxécutable !- Gros fichiers : en cas d’erreur pendant la transmission, il faut

pouvoir reprendre là où on s’est trompé, pas depuis le début !!!- Quand on transmet loin (Vraiment TRES LOIN, genre .. du côté de

Vénus ..)- Le destinataire peut il détecter tout seul les erreurs, ?- Les corriger lui même ?

- Fichiers d’images graphiques :- C’est GROS !!!! Peut on rendre ça moins gros ?- Est-il plus facile de transmettre des images animées que

fixes?



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P1 : 1. La Problématique des Réseaux de Communication2.3. Le domaine des réseaux informatiques :

Qu’est-ce qui différencie les types de réseaux informatiques ?- La portée géographique

- PAN : Personal Area Network- LAN : Local Area Network- MAN : Metropolitan Area Network- WAN : Wide Area Network

- La vitesse - Réseaux à bas, haut, très haut débit.

- Modem classique vs ADSL, ATM, etc.

- L’usage qu’on en fait- Intranet, Internet, Extranet, Réseaux privés virtuels (VPN)- Réseaux publics, réseaux de transport- Réseau privé à la maison

- Le type d’accès - Réseaux filaires ou sans fil, ou avec les deux- Fixes ou mobiles- Sécurisés ou ouverts / publics



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Qu’est-ce qui différencie les types de réseaux informatiques ?

- PAN Personal Area Network (Réseau Personnel)- PC, Clavier, Imprimante, Scanner, Téléphone portable,

PDA.- Très souvent sans fil, faible débit (< 100 mbps)- Efficacité locale, interopérabilité entre équipementiers

La Portée Géographique

PANPAN



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- LAN : Local Area Network (Réseau local d’Entreprise)- Stations de travail.- Imprimantes , Serveurs locaux, commutateurs, routeurs- Filaire, moyen à haut débit, portée limitée à un bâtiment.- Intéropérabilité importante entre équipementiers- Fiabilité, résilience, flexibilité- Influence directement la productivité des employés.


Server

LAN



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- MAN : Metropolitan Area Network (Réseau Métropolitain)- Commutateurs, routeurs. - Architecture filaire, à fibres optiques,en anneau , très haut

débit- Portée d’une ville ou d’un campus- Distribution de l’accès aux réseaux locaux et au réseau

étendu- Doit être RAPIDE et TRANSPARENT


LAN

LAN

LAN

LAN

LAN

MAN

LAN



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- WAN : Wide Area Network (Réseau étendu)- Commutateurs , Routeurs, - Architecture filaire avec tronçons hertziens / satellite- Portée nationale / internationale - Doit être fiable plus que rapide- Le choix entre le modèle du TRAIN (Circuits virtuels) et de la VOITURE (Datagrammes)


MAN

LAN

MAN

LAN

LAN

WAN



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Vitesse d’un PAN : MOYENNE - clavier , imprimante :- Téléphone , PDA : 300 Kbps

Vitesse d’un LAN d’entreprise : HAUTE- 100 Mbps vers les stations de travail- 1 Giga bps dans les tronçons de structure

Vitesse d’un MAN : TRES HAUTE - 1 à 10 Gbps pour les anneaux optiques

Vitesse d’un WAN : Moyenne à Haute - accès classiques filaires : de 9,6 Kbps à 2 Mbps- accès haute vitesse : (ATM) jusqu’à 10 Gbps

Qu’est-ce qui décide de la vitesse ?La Vitesse

- Le support utilisé-Fils de cuivre -Fibres optiques-Ondes Hz

- le type de transmission

-Analogique-Numérique

-L’encodage-La modulation-Le multiplexage



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Qu’est-ce qui décide de la vitesse ?1 1 1

0 00 0

Modulation d’amplitude

1 1 10 00 0

Modulation de fréquence

1 1 10 00 0

Modulation de phaseBPSK et QPSK

10

1 0

00 01

111011

Etc..

1000

0000

0001 1001

0011

1111 0111

1100

0100

QAM

1 1 1 10 0 0 0

horloge

TTL

NRZ-L

Manchester Tx+

Manchester Tx-

NRZ-I

MLT-3

L’encodage



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Qu’est-ce qui décide de la vitesse ?

-Combien de conversations sont transmises en même temps ?

-Bande de base, large bande-Multiplexage : en temps (TDM) , en fréquence(FDM), en longueurs d’onde (WDM et DWDM) (Wavelength Division Multiplexing, Dense WDM)-SDMA/TDMA/FDMA/CDMA et spread spectrum.-(Space, Time, Frequency, Code Multiple Access)

Code1

t

Code3

Code4

Coden

Codes

Code2

CDMA

Diagramme showingTime division multiplexing

t

1 2 3 4 31 32

TDMA

f1

f3

f4

Hz

fn

f2

t

FDMA

Le multiplexage



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Qu’est-ce qui décide de la vitesse ?

Le type de support



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L’usage qu’on en fait

Intranet : Réseau interne d’Entreprise : Efficace, protégé, portée +/- limitée(peut être un WAN), permanent

Server

LAN

Server

LANRouter

Internet : Vaste collection de réseaux interconnectés, non contrôlés, à débits variables, permanent

Router

Extranets, VPN : extensions d’intranets à travers l’internet, ponctuels,limités, fortement sécurisés, éphémères.



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L’usage qu’on en fait

Réseaux publics / de transport :Grande portée (nationale), méthodes d’accès multiples, très gros volumes, très fiables,Gestion des ressources optimisée, comptabilité essentielle, personnels techniques très qualifiés.

Réseau privé , à la maison :Portée très limitée, une ou deux méthodes d’accès, petits volumes, moyennement fiable, gestion de ressources ad hoc, personnels très peu qualifiés (grand public)



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Le type d’accès

Réseau filaire :-Infrastructure fixe et connue-Nb d’utilisateurs +/- constant, bien connu-Facilement sécurisable-Permet de hauts débits

Réseau sans fil : -Infrastructure variable dans -la forme et le nombre-Plus difficile à sécuriser-Faibles débits



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Le type d’accès

ouUtilisateurs FIXES ? MOBILES ????

-Accès physique au réseau : - Où accéder au réseau ? Garder l’accès malgré le déplacement ? Quel débit?

-Adressage quelle adresse utiliser ? Une seule ou plusieurs adresses ? -Identification : qui êtes vous ? Quels droits d’accès ? Que pouvez vous voir ?-Localisation: comment suivre l’utilisateur au cours de ses déplacements ?Routage : comment utiliser le chemin optimal en permanence alors qu’il varie ?



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3. La téléphonie

Qu’est-ce que ça change quand on communique la parole ?

3.1. Nature de la voix :

- Signal analogique, sur un spectre d’environ 3200 Hz- Faut il tout transmettre ? Ou une partie ?- Comment choisir cette partie ? (échantillonnage ?)- Il faut un aller retour max de 150 ms pour maintenir une

conversation - => comment garantir les ressources ?

- Liaison synchrone avec notion de “session”

00000100 00000010 00000111

Signal analogique

PAM

PWM

PCM(MIC)

t



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3. La téléphonie

3.1 Transmettre la voix :

- Réseau téléphonique filaire analogique : - NB d’abonnés connu a priori, difficile de prévoir le nombre d’utilisateurs, usage

d’informations statistiques, réservation pléthorique de ressources .- Commutation de circuits physiques sur une grande étendue :

- => coûts prohibitifs ???

- Peut on améliorer la transmission des informations dans le coeur du réseau ?- Distinguer ce qui se passe dans le coeur de ce qui se passe à la périphérie ?

COEUR DE RESEAU :- utiliser des techniques inspirées de la

transmission de données numériques - Transformer la voix en données

numériques ?- Continuer à garantir un transfert assez

rapide ?- Rendre cela transparent à l’abonné ?

PERIPHERIE DU RESEAU :- Offrir des accès multiples :- Analogiques ou numériques ?- Avec ou sans fil ?- Fixes ou mobiles ? - Petit ou grand débit ?



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3. La téléphonie

3.2. Le téléphone d’aujourd’hui

En plus de la voix, on transmet :- Du signal analogique (Modem, pour ordinateurs et fax)

- Du texte (les messages SMS, les applications WAP )Des sons (musiques, sonneries)

- quel codage pour une transmission efficace ? Quelle taille pour le stockage ?

- Des images fixes (Photos) et bientôt animées (Vidéo, visiophone) - quel codage et quelle compression pour une transmission efficace ?

- quels débits sont nécessaires ?- Attention !! On partage les débits avec les autres clients de la même cellule !!!

- Et de n’importe où à n’importe où, de préférence … MOBILITE !!- MOBILITE signifie aussi :

- Peiit appareil portable dans la poche- Petite déperdition de chaleur, faible puissance du signal- Ubiquité du moyen d’accès, transition transparente d’une borne à

l’autre - Et pourtant on exige :

- débits importants - Transmission fiable

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3. La téléphonie et le multimédia

3.2. Le téléphone d’aujourd’hui

D’ailleurs, ces bandes de fréquence qu’on utilise :

- Quelles sont elles ?

- Combien y en a t’il ?

- Quelle est leur largeur ?

- Qui les réglemente ?

LA MOBILITE , autres aspects :

- Le téléphone mobile ou le WiFi dans le TGV ?

- Dans l’avion ?

- Plus généralement, dans quelle zone de couverture peut on capter le téléphone ?

ISM : 2,4 à 2,4835 GHz – UNII : 5 Ghz

3 bandes pour ISM – 3 bandes pour UNII

ISM : 26 à 150 MHz – UNII : 100 MHz

IEEE, FCC, ETSI, …

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3.3. Transmettre sur quelle zone de couverture ?

Réseau téléphonique filaire : - Échelle nationale, “partout où on peut tirer des

câbles”

Réseau téléphonique sans fil :- Attention ! “SANS FIL “ ou CELLULAIRE ?

TELEPHONE SANS FIL = DECT - Mobilité réduite dans une zone fixe

Seul l’accès au réseau est sans fil, le coeur de réseau lui-même reste filaire

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TELEPHONE CELLULAIRE :- Les Trois Générations et demie


1G : Analogique- Concept cellulaire, Bell Labs,

années 70’s - Voix Analogique + FM - Lourd

2G : GSM : Numérique, Coeur de réseau à commutation de

circuits

Réseau à commutation de circuits

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TELEPHONE CELLULAIRE : Les Trois Générations et demie


3G : UMTS, Numérique,À commutation de Paquets/ cellules

(ATM)

Réseau à commutation de Paquets (IP) ou cellules (ATM)

2,5 G : GPRS : Numérique, Coeur de réseau à commutation de circuits

Réseau à commutation de circuits

Réseau à commutation de paquets

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La Radio et Télévision : couverture du territoire

RADIO : tout se fait-il par ondes hertziennes ?

Aujourd’hui, on a la radio par Internet aussi !!Il faut donc des Passerelles

AM, FM, Rotondité de la Terre, réverbération sur les couches basses

de l’atmosphère

InternetInternetRouter

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Radio et Télévision : couverture du territoire

Télévision par satellite

Position sur une orbite fixe à 36000 KM

L’orbite de Clarke

Problèmes :- Plutôt saturée aujourd’hui !- Mauvaise couverture au delà de

50° de latitude

36 000 Km

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couverture du territoire par satellite

Avantages :- Meilleure couverture que

GEOS- Signal moins puissant

nécessaire- => Satellite plus petit- => coûts de lancement

moindres- Durée de vie plus longue

Inconvénients :- Il faut des constellations de satellites- Stratégie de Earth Fixed Cell ou Earth

Mobile Cell- Dynamique de gestion plus complexe.- Ne s’applique pas à toutes les formes de

communication.

Il existe 3 types de satellites decommunication :GEOS, (36 000 Km) (RTT < 250 ms)MEOS , (13 000 Km) LEOS, (800 à 1000 Km) (RTT < 10 ms)

GEOS

MEOS

LEOS

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TABLEAU I: Classification des GMPCS

Classification Poids des satellites (kg)

Orbite Services proposés

Little LEOs 40-100 LEO positionnement et messagerie mobile

Big LEOs 450-700 LEO téléphonie et transmission de données fixes et mobiles

Big MEOs 2,600-3,000 MEO téléphonie et transmission de données fixes et mobiles

LEOs à large bande 500-1,000

LEO téléphonie et multimédia fixe à large bande

Mega GEOs

plus de 3,000 GEO téléphonie mobile et multimédia à large bande fixe

http://www.lex-electronica.org/articles/v3-2/legouef.html

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4. Communication entre machines :

4.1. Les systèmes industriels : commande numérique et collecte de données

Dans un environnement de production, on veut :

- Commander des actionneurs- Récolter des informations de capteurs- Gérer des groupes de machines en

boucle fermée

Environnement souvent :- Fortement synchronisé- Fortement contraint au niveau des

dépendances entre machines- A portée limitée- Hautement spécialisé

=> contraintes d’interopérabilité moindres

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Communiquer avec une machine :- Définition du BUS de Terrain- La portée de l’information est importante

Les challenges du BUS :- Transmettre des données rapidement => parallélisme- Avec un protocole de service le plus simple possible => très proche du

hardware- Sans ambigüité ni erreurs => protocoles déterministes- À des machines provenant de plusieurs équipementiers différents =>

standards - USB, Firewire (IEEE 1394, JBUS, ModBUS, etc.)

- Pour des applications hautement spécialisées => seules les couches basses sont normalisées (moins de niveaux que dans les data comm informatiques)


Terrain

Cellule

Atelier

Usine

Ese

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La collecte d’informations a une forme différente du monde des réseaux informatiques :

- Collecte d’échantillons à la demande

- Collecte cyclique

- Durée limitée de validité de l’information : - Une mesure de température ou de vitesse n’est peut être valable que

quelques millisecondes.

- Volumes parfois importants (avalanche)

- Transferts asymétriques, dans des structures hiérarchisées


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Besoin de protocoles déterministes :- On ne peut pas prendre le risque de collisions et de retransmissions

dues à des erreurs comme dans le cas d’Ethernet

- Structures Maitre / Esclave

- Protocoles à jeton - Token Ring IEEE 802.5- Token Bus IEEE 802.4


La nouvelle donne des systèmes industriels : Les réseaux de capteurs (sensor networks)

- Réseaux qui s’auto-organisent , s’auto-configurent, en nuages d’agents intelligents

- Nouveaux protocoles de communication qui :- Ne font plus confiance à la topologie- Pratiquent l’inondation et la redondance.

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Contraintes d’espace réduit, signal de faible puissance electrique :- Ex : capteurs de surveillance structurelle de bâtiments (vibrations)

grand nombre de petits capteurs qui peuvent rester efficaces pendant 100 ans sur une pile AA, avec une activité à 1% du temps.

- Ordre de grandeur de la consommation : quelques mW

- La durée de vie d’un capteur ou d’un système autonome est souvent décidée par celle de sa source d’énergie


Nouveaux modes de transmission du signal :

- Spectre étalé (Spread Spectrum ) : on transmet un grand nombre de signaux (24 à 48 bits) à basse puissance pour un seul bit d’information. :

- Fiabilité + économie d’énergie.

- Transmission sans fil (WiFi)

Les réseaux de capteurs (sensor networks)

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COMMANDE :-Plutôt que d’avoir une station de contrôle dédiée à chaque Machine-Outil, il vaut mieux fédérer la structure de commande . - en 1970, General Motors avait dans ses usines 2000 robots et 20 000 automates programmables. En 1990, 200 000 contrôleurs “intelligents”.

4.2. Le rôle de la communication dans les systèmes industriels

Systèmes industriels : Grouper pour mieux contrôler

CAPTURE D’INFORMATION :-Collecter rapidement des flux multiples dans une station centrale pour une meilleure vision globale du processus- Transmettre le plus efficacement possible

Conversion Analogique -> Digital rend les transferts plus efficaces Plus denses, moins sensibles au bruit.

A->D

A->D

A->D

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4.2. Le rôle de la communication dans les systèmes industriels

Système embarqué : communiquer avec son environnement

1) Lire les informations sur l’environnement direct provenant de capteurs

2) Communiquer des commandes à d’autres systèmes coopérants

3) Communiquer des informations d’état à des systèmes de surveillance / de gestion externes- la surveillance et la gestion à distance se font de plus en plus à travers l’environnnement Internet (protocole IP) - Il faut pouvoir s’y intégrer

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5. Gestion des réseaux

5.1. Les Challenges Une fois le réseau constitué,comment le surveiller ?

Quels sont les challenges de la gestion d’un réseau ?

2) Ensuite, vérifier que ça fonctionne aussi vite et bien que prévu !

1) D’abord , ilfaut le mettre en marche :- Il faut configurer les éléments du réseau- Garder ces configurations précieusement en réserve

3) Si jamais ça ne marche pas comme prévu, il faut :- Pouvoir s’en rendre compte - Agir pour réparer le problème et éviter qu’il ne se reproduise

4) S’assurer que personne ne vient, de l’extérieur,perturber le fonctionnement du réseau ni espionner ce qui s’y passe

5) Facturer les utilisateurs selon leur usage

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Cinq grands domaines dans lesquels il faut agir : la formule “ FCAPS “

pour “FAILURE “ : Détection et gestion des pannes:Système de gestion des alarmes

pour “CONFIGURATION” : gestion centralisée et actualisée des configurations, sauvegarde, distribution centralisée

pour “ACCOUNTING “ : Comptabilisation des flux, par zone, par utilisateur, par type de trafic, facturation

pour “PERFORMANCE “ : Gestion et amélioration des performances, détection des goulots d’étranglement, gestion pro-active de l’évolution

pour “SECURITE “ : Implantation d’une politique de sécurité protégeant le réseau des attaques / intrusions de l’extérieur.

F

C

A

P

S

5.1. Les Challenges Une fois le réseau constitué,comment le surveiller ?

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Approche hiérarchisée de Haut en Bas , les modèles CMIS et SNMP

5.2. Deux approches différentes

Le modèle CMIS/CMIP reste théoriqueLe modèle SNMP basé sur TCP/IP est plus répanduCes deux modèles s’appliquent surtout aux réseaux de données.Des modèles spécifiques sont proposés pour les réseaux de

Télécommunications

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Approche dynamique de bas en haut, “venant du terrain “ :La gestion par politiques (“Policy management”)

5.2. Deux approches différentes

Nouvelle approche prometteuse qui semble mieux appropriée aux réseaux

De nouvelle génération, où les acteurs sont souvent inconnus a priori et mobiles.

Encore “dans les cartons”.

PEP

PEP

PEPPEP PEP PEP PEP

PEP

PDP

PDP (policy decision point)

PEP (policy enforcement point)

LPDP (local policy decision point)

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6. Récapitulation

Beaucoup de questions se posent ……

Comment peut on organiser une réflexion efficace dans tous ces domaines à tous ces niveaux ?

… dans des domaines différents ….

…. à des niveaux d’abstraction différents ……

Documents

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