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