Les technologies sans-fil

Etudiants INSALucie Callens

Laurent Vaillant

Etudiants ESC Thibault Bruniau

Virginie Flach

Encadreur technique

Marin Bertier

15 novembre 2005

Le collier électronique pour chien

● Caractéritiques :– Localiser son chien

● Besoins :– Module de géolocalisation– Envoi des données

Critères de comparaison

● Historique● Explications & spécificités● Utilisation● Portée● Débit● Sécurité● Contraintes ● Déploiement (coût, difficultés)● Encombrement et consommation

Plan

● Etude des différentes technologies sans fil– RFID (1970)– GPS (1978)– téléphones mobiles (1980)– IrDA (1997)– Wifi (1997)– Bluetooth (1998)– UWB (2002)– WiMax (2003)– ZigBee (2004)

RFID : Radio Frequency IDentification (1)

● Historique :

– années 1970 : premiers brevets sur le RFID !

– années 1980 : premières utilisations du RFID pour du suivi d'objets

– années 1990 : brevet UHF RFID par IBM

– milieu des années 1990 : revente de ce brevet à une société fournissant des systèmes de codes-barres

– 1999 : démocratisation du RFID (application aux animaux)

– 1999 – 2003 : recherches en laboratoire

– 2003 : technologie mise sous licence (standard EPC 1.0)

– décembre 2004 : seconde génération de puces pour une utilisation répandue

RFID : Radio Frequency IDentification (2)

● Spécificités :

– système RFID composé de 3 parties :

● le tag RFID ou puce RFID (actives ou passives)● le lecteur RFID● sous-système de traitement de données = analyse et stockage

des données

● Utilisation : codes barres électroniques, suivi d'objets (container, etc.)

RFID : Radio Frequency IDentification (3)

● Portée : 20 à 100 mètres

● Débit : jusqu’à 100 Kb/s

● Sécurité :

– RSA Blocker Tags : spam de lecteurs indérisables

– Kill Switches : deux états pour les puces

● Encombrement et consommation variable : taille d'une étiquette et consommation nulle pour les puces passives par exemple

● Contraintes :

– limitations physiques (lecture à travers de l'eau ou du métal)

– taux de lecture parfois faibles

– interférence avec d'autres ondes-radio possibles

● Déploiement facile

● coût variables : de 0.5€ (puces passives) à 20 € (puces actives)

GPS : Global positioning system (1)

● Développés par l'armée américaine

● Historique – 1978 : 1ers satellites envoyés– 1993 : phase opérationnelle civile– 1996 : nouvelle génération

● 24 sattelites

GPS : Global positioning system (2)

● Géolocalisation par triangulation– 3 satellites nécessaires minimum– Représentation en 3D : longitude, latitude,

altitude

GPS : Global positioning system (3)

● Caractéristiques– Pas de front montant– Dépendance aux américains– Précision de 15 à 20m

● Galliléo– 30 satellites en orbite– Précision d'1m pour le grand public

Réseaux de téléphones mobiles (1)

● Historique – GSM (Global System for Mobile) crée en 1982

● débit de base GSM de 9,6 kbit/seconde

– GPRS (General Packet Radio Service) ● Débit théorique maximal de 110 Kbit/s● Développement de nouveaux services : Wap, Imode

– UMTS (Universal Mobile Telecommunication System) à partir de 2002

Réseaux de téléphones mobiles (2)

● UMTS

– Déploiement lent à partir de 2002– Coût très élevé– Nouveaux services : images, photos, vidéos– Possibilité de géo-localisation

IrDA : InfraRed Data Association (1)

● Historique :

– juin 1994 (standard original) : SIR (IrDA 1.0), 115 kbit/s– octobre 1995 : FIR (IrDA 1.1), 4 Mbit/s– janvier 1999 : VFIR (IrSimple), 16 Mbit/s– en développement : UFIR, 100 Mbit/s

● Spécificités :

– technologie bi-directionnelle en point à point– utilise les rayons lumineux et non les ondes radio

● Utilisation : 99% des télécommandes (TV, chaînes Hi-Fi), téléphones portables, pocketPC, ordinateurs portable

IrDA : InfraRed Data Association (2)

● Portée : jusqu'à 1 mètre, angle d'émission de 30°

● Débit : bientôt 100 Mbit/s avec UFIR

● Sécurité optimale :

– données difficiles à intercepter ou à hacker car flux directionnel (donc choix du récepteur)

– ne passe pas à travers les murs ou les objets

=> pas d'écoute frauduleuse● Encombrement et consommation faibles

● Contraintes : technologie limitée aux transferts de proximité

● Déploiement facile et peu onéreux

Wifi (1)

● Wireless Fidelity● Réseau local sans fil (WLAN)

● Connexion à haut-débit par onde radio (PDA, ordinateur portable)

● Norme 802.11 crée en 1997

Wifi (2)

● Modèle OSI (Open Systems Interconnection)

● Modèle utilisé pour l'Ethernet

● La couche physique définit la modulation

● La couche liaison de données définit l'interfaçage

Wifi (3)

● Caractéristiques

– Portée de plusieurs centaines de mètres– Sécurité : WEP et WPA– Géolocalisation possible– Débit (11Mbit/s jusqu'à 540 Mbit/s)

Bluetooth (1)

● Historique :– 1994 : création par le fabricant suédois Ericsson– février 1998 : création du Bluetooth SIG (Ericsson, IBM,

Intel, Nokia et Toshiba) – 1999: développement de 2 normes (1.0A et 1.0B) et

croissance du Bluetooth SIG– En 2004 : Bluetooth SIG = plus de 2000 sociétés

Bluetooth (2)

● Spécificités :– technologie radio courte distance– principe de fonctionnement :

● détection● connexion (avec mot de passe)● échange de données

– définition de profils spécifiques suivant les utilisations

● Utilisation : communications entre tout types de périphériques

Bluetooth (3)

● Portée : jusqu'à 100 mètres

● Débit : de 1Mbit/s (IEEE 802.15.1) jusqu'à 20 Mbits/s (IEEE 802.15.3, en développement) – développement d'une norme pour des applications bas-débit

● Sécurité :

– SAFER+ (Secure And Fast Encryption Routine) : mécanisme de cryptage utilisant des clés codées sur 128 bit maximum

– utilisation de code PIN (Personnal Identification Number)– 3 modes de sécurité différents : désactivée (1),

demandée lors d'une requête (2), demandé à la connexion (3)

UWB : Ultra WideBand (1)

● Historique :

– 1996 : début des recherches sur UWB– 1997 : premières publications de recherches– 2000 : premiers tests– 2002 : technologie aboutie et applicable aux

WLAN– février 2002 : technologie approuvée par la FCC

UWB : Ultra WideBand (2)

● Spécificités :– technique de modulation radio basée sur la transmission

d'impulsion de très courte durée– technologie pour de la courte distance– peut être utilisée pour le positionnement de mobile

● Utilisation : possiblement les téléphones mobiles ou les réseaux multimédia personnels (WPAN)

UWB : Ultra WideBand (3)

● Portée : quelques dizaines de mètres mais possiblement plus

● Débit : de 100 Mbits/s à 2 Gbits/s● Encombrement standard et consommation faible● Contraintes :

– courtes portées OU faible débit (choix à faire)– nombreuses interférences radio

● Devrait être moins cher que les autres technologies WPAN mais pas encore commercialisé (vocation à remplacer le WiFi ou le Bluetooth)

WiMax (1)

● Né en 2003● World Interoperability for Microwave Access

– 802.16 de l'IEEE– HiperMAN

● Connexion à haut-débit par voie hertzienne

WiMax

● Caractéristiques– Couverture de quelques dizaines de kilomètres– Débits de plusieurs dizaines de Mbits/seconde

● Usage– Sécurité maritime– Couvertures classiques de réseau

● Opérationnel au Japon

ZigBee (1)● Historique :

– fin 2004 : dépot du standard ZigBee (IEEE 802.15.4 Wireless Networking Standards)

● Points clés :– adapté pour le contrôle de périphériques et

équipements

● Utilisation : encore peu utilisé

ZigBee (2)

● Portée : jusqu'à 50 mètres

● Débit : de 20 Kb/s à 250 Kb/s

● Sécurité : contrôle d'accès, contrôle et cryptage des données

● Consommation très faible

● Contraintes : peu adapté au transfert de données de par son débit

● Déploiement aisé :

– coût très faible (plus faible que pour du bluetooth)– adaptable à toutes les topologies de réseaux

Conclusion

● Technologies sans fil en constante évolution – Apparition de nouvelles technologies– Augmentation des débits– Démocratisation des technologies

● Collier pour chien– GPS : gratuit, accessible partout, peu de

consommation– GSM : envoi de données, disponible partout

Bibliographie (1)● rfid :

– http://www.rfidjournal.com/– http://fr.wikipedia.org/wiki/RFID– http://www.tutorial-reports.com/wireless/rfid/

● IrDA :

– http://www.irda.org– http://en.wikipedia.org/wiki/Irda– http://www.wexim.com/irda/irda_faq_fr.html#1_01

● bluetooth :

– http://fr.wikipedia.org/wiki/Bluetooth– http://www.tutorial-reports.com/wireless/bluetooth/introduction.php– http://www.frameip.com/bluetooth/– https://www.bluetooth.org/– http://www.commentcamarche.net/bluetooth/bluetooth-intro.php3

Bibliographie (2)

● Zigbee :– http://www.tutorial-reports.com/wireless/zigbee/– http://www.zigbee.org/

● uwb :– http://fr.wikipedia.org/wiki/UWB– http://en.wikipedia.org/wiki/Ultra_Wideband– http://ultra.usc.edu/New_site/index.html– http://uwbforum.org/

● Toutes: – http://www.fing.org/jsp/fiche_actualite.jsp?STNAV=&RUB

NAV=&CODE=4988&LANGUE=0&RH=EXPERTISE