R

1
Réseaux Domestiques Personnels

• IEEE 802.11a,b,g
• BlueTooth
• HyperLan
• DECT
• Home Radio Frequency Working Group (HomeRF)
• Home Phoneline Network Alliance (HomePNA)
• Home-Plug Powerline Alliance (HomePlug)
• X10
• The Infrared Data Association (IrDA)
• Universal Plug and Play
• CEBus (Consumer Electronics Bus)
• LonWorks
• Cable Television Laboratories, Inc.(CableLabs)
  

RADIO
Protocoles Recommandations
2
Sommaire

• Introduction
• Domotique
• Les applications
• Les medias
• Rappel OSI/ Gestion de réseaux
• Les réseaux domotiques
• Batibus
• EIB
• EHS
• Echelon

• RF
• DECT
• Bluetooth
• 802.11x
• HyperLan
• IR
• Divers Protocoles
• CeBus
• UPnP
• Conclusion

3
Domotique

• Définition
• n. f. Mise en œuvre de la robotique, de
  l'informatique, de l'intelligence artificielle et
  des télécommunications pour des usages
  domestiques (du latin domus, " maison ", le
  suffixe -tique rattachant ce mot aux technologies
  avancées, telle l'informatique).
• Parmi les principales fonctions assurées, on
  trouve notamment la gestion technique,
  l'information et la communication, la maîtrise du
  confort et de l'énergie, la sécurité et
  l'assistance. Les évolutions en cours visent à
  intégrer, lors de la construction des nouvelles
  habitations, des capteurs et un câblage
  permettant le transport de l'énergie électrique,
  des données, de la voix et de l'image.

4
Applications Classiques

• Surveillance effraction (anti-intrusion)
• contrôle d'accès
• Simulation de présence
• Surveillance de tous les risques majeurs
• Gestion du chauffage et de la climatisation
• Gestion du délestage et tarification EDF
• Gestion de tous les automatismes
• Gestion à distance de votre habitation
• Retransmission de toutes les alarmes à distance
  (télésurveillance)

5
(No Transcript)
6
Les Médias

• Les médias fermés
• câble coaxial, Paire torsadées,
• Fibre optique
• Les médias ouverts
• Courant porteur
• Infra-rouge
• Radio Fréquence

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Les Médias (2)
Type Média Install-ation Coût Portée Débit Pertur-bations
Fermé Coaxial ? ? ? ? ?
Fermé TP ? ? ? ? ?
Fermé Fibre ? ? ? ? ?
Ouvert CPL ? ? ? ? ?
Ouvert IR ? ? ? ? ?/ ?
Ouvert RF ? ? ? ? ?
8
Modèle OSI

• La gestion de réseau nest pas définie par les
  couches OSI. Elle permet de dattribuer les
  adresses Physiques des points de communication,
  ou de relier logiquement les points de
  communications entre-eux
• On distingue 3 type principaux easy, system et
  Plug Play

9

• Créé en 1989 Merlin Gerin, AIRELEC, EDF
• Support de communication entre les éléments de
  contrôles dun bâtiment (chauffage,
  climatisation, éclairage, fermeture, intrusion,
  détection dincendie, alarmes)
• Caractéristiques 
• Débit  4,8Kbit/s
• Médium  bifilaire (Paire Torsadée)
• Topologie  indifférent
• Nombre dadresses  240

10

• Les premières études destinées au développement
  du système EIB ont été réalisées en 1987 par
  différents fabricants travaillant en
  collaboration.
• Fondée en 1990, l'association EIBA (European
  Installation Bus Association) a pour objectif le
  développement et la promotion du système. Son
  siège est à Bruxelles.
• Les premiers produits ont été disponibles dès
  1992, date à laquelle les premiers projets ont
  été réalisés.
• Caractéristiques 
• Médium  bifilaire, Débit  9,6 bits/s,
  Topologie  en ligne, Nombres dadresses 64 par
  lignes sur 12 lignes soit 768

11
EIB en l'an 2001bref aperçu

• plus de 110 entreprises membres de l'association
  EIBA
• près de 4 500 groupes de produits certifiés
• environ 11 000 licences ETS vendues
• 15 organisations nationales EIBA
• plus de 70 centres de formation certifiés
• plus de 100 000 projets EIB dans le monde entier

12

• About the European Home Systems SpecificationThe
  European Home Systems (EHS) Specification defines
  the way electronic and electric devices in and
  around a home can interact and communicate with
  each other. Major European white goods, brown
  goods and telecommunication industries developed
  (starting in 1987) and validated EHS
  specification under the European programmes
  EUREKA and ESPRIT. EHS is further developed by
  EHSA's Standards Control Committee, involving
  also major European electrical utilities and
  semiconductor companies.
• EHS Network Characteristics The EHS
  specification - EHS 1.3 - covers several medium
  types to transport control data, power and
  information, all sharing the Logical Link Control
  (LLC) sub-layer. For the moment, mostly
  supported medium types are Power Line Carrier
  (230 Vac data, 2,4 kbps, CSMA/ack, topology
  free) and Low Speed Twisted Pair (15 VDC, 48
  kbps, CSMA/CA, topology free). Ehs constitutes a
  fully integrated control network, built from one
  or more network sections, each using a single
  medium, linked together by means of routers. 

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• Konnex Association is the logical consequence of
  the merging between 3 Associations BCI, EIBA and
  EHSA into one single Association.
• Konnex Association is founded in May 1999 by 9
  companies coming from at least one of the
  associations mentioned.
• The aim of Konnex Association is to promote its
  One-Single-Standard called , which is built upon
  the technical expertise of the 3 legacy
  associations
• At the moment Konnex Association represents more
  than 200 leading companies world-wide, operating
  in the field of Electronic Systems for Home and
  Building.
• These companies coming from different application
  fields
• Manufactures of electrical, electronic and HVAC
  equipment, Manufactures of White Goods and Home
  entertainment, Facility management companies,
  Energy suppliers, Telecom providers, Service
  providers Electrical / HVAC Installers, System
  integrators and other interested parties

14

• En Juillet 2000, Schneider Electric et Thomson
  annoncèrent leur décision de créer un
  partenariat  pour développer des produits et
  solutions basés sur la  Technologie Courants
  Porteurs.
• Finalement, l'accord autour de la société commune
  Easyplug a été signé le 12 Mars 2001, bénéficiant
  de l'expérience de ses deux partenaires dans
  l'Electronique Grand Public, la Distribution
  Electrique et les Automatismes.         
• Grâce à cela, Easyplug est aujourd'hui le leader
  des solutions pour le home networking . Nous
  proposons des produits performants et
  compétitifs,et/ou des modules de communication
  sans équivalent sur le marché.
• La Division Produits d'Easyplug vise les
  applications de communication sur les marchés
  résidentiels et professionnels (réseaux LAN,
  systèmes audio et vidéo, accès Internet, TV
  interactive, domotique, etc.). Le volume de
  ventes de solutions CPL sur ces marchés est
  estimé à plus d'1Milliard d'Euros en 2003/2004.
  Easyplug a réalisé un CA de 21 M d'Euros en 2001,
  et prévoit d'atteindre 200 Millions d'Euros en
  2005.
• La Division Semiconducteurs d'Easyplug
  représentée sur le marché par sa marque Inari,
  vise les marchés des composants de communication
  sur courants porteurs moyen et bas débit, pour
  des applications comme l'audio ou la vidéo
  numériques, les jeux ou le contrôle
  d'équipements. La Division Semiconducteurs
  d'Easyplug prévoit un CA de 1,8 Millions de US
  en 2003, et prévoit d'atteindre 10 Millions
  d'Euros en 2005.

15

16
(No Transcript)
17
LonWorks

• LonWorks par la société Echelon est une plate
  forme de contrôles qui permet lusage mixte sur
• courants porteur
• la paire torsadée
• LonWorks est un protocole
• Contrôle jusquà 32 000 équipements
• Débit 10Mbits/s sur paire torsadée

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Echelon quelques définitions

• LON abréviation de Local Operating Network.
• LonTalk protocole de communication embarqué
  dans le NEURON (firmware).
• LonWorks technologie utilisant le NEURON et les
  composants Echelon.
• LNS (LonWorks Network Services) logiciel pour
  créer, développer des applications particulières,
  installer, maintenir et étendre des réseaux
  LonWorks.
• LonMaker for Windows un logiciel essentiel pour
  créer, installer et étendre des réseaux LonWorks.
• i.LON1000 Un produit fabriqué par Echelon
  permettant de router des messages entre
  équipements LonWorks au moyen des protocoles
  TCP/IP.
• LonPoint Modules díentrées/sorties fabriqués par
  Echelon avec fonctions intégrées pour capteurs,
  actionneurs, régulateurs en local ou à
  distance.

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DECTDigital Enhanced Cordless Teleommunications

• Standardisé en 1993 (ETSI)
• Utilisé pour la téléphonie sans fil
• Débit 128 kbit/s, bande 1880-1900Mhz
• Modulation GFSK
• Rayon max.des cellules 3 km avec mobilité max. de
  20 Km/h

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DECT

• Service Offert par DECT
• Communications dans des environnements
  microcellulaires et picocellulaire (zone
  urbaines)
• Transfert de la voix 32kbps) et des données
  (jusquà 1132kbps) et service à commutation de
  paquets en mode non connecté
• Télépoint (radio-paiement dans aéroports et
  centres commerciaux)

21
DECT couche physique

• 10 Fréquences, bande 1880-1990 Mhz
• chaque fréq. comporte 24 intervalles de temps
• 12 premiers utilisé dans le sens descendant
• 12 suivants utilisé dans le sens montant
• Une trame temporelle dure 10 ms et compte 420
  bits
• 32 bits de synchronisation
• 388 bits pour les info. De signalisation et le
  trafic utilisateur

Trame temporelle
Lien descendant
Lien montant
0
1
11
12
14
23
Synchronisation
données
32
388
416.7µs
22
DECT couche 2 3

• 2 type de niveau 2
• Plan de commande
• Données de lutilisateur
• Relayage de trames
• Commutation de trames
• Couche 3 très proche du RNIS

23
Différents réseaux en RF

• PAN/HAN (Personal Area Network/Home Area Network)
• Portée de quelques mètres autour de lusager
• Réseaux qui se déplacent avec lusager mais sans
  station relais
• Ex Bluetooth (1Mbps), IrDA (4 Mbps)
• Normalisation IEEE P802.15
• HAN/LAN
• Réseaux couvrant une localisation fixe par
  lutilisation de stations relais
• Unr portée de 50m à débit max jusquà qql
  centaines de mètres à débit réduit
• Ex IEEE 802.11, HyperLan, HomeRF, AirPort, DECT,

24
La réglementation française pour la bande des
2,4GHz

• A lintérieur des bâtiments
• Aucune demande dautorisation
• Bande 2,4465 2,4835 GHz, puissance 100 mW
• Bande 2,400 2,4835 GHz, puissance 10 mW
• A lextérieur des bâtiments sur un domaine privée
• Demande dautorisation obligatoire auprès de
  lART
• Bande 2,4465 2,4835 GHz, puissance 100 mW
• A lextérieur des bâtiments sur le domaine public
• Utilisation interdite

25
Bluetooth

• Lancé en 1994 par Ericsson
• Bluetooth est nom d'une spécification pour une
  liaison radio à courte distance de faible
  puissance et à faible coût
• Les spécifications de Bluetooth sont ouvertes et
  libres de droit
• Bluetooth utilise la bande des 2,4 GHz
• 1 maitre et 7 esclave par PicoNet (10max)
• Les équipements utilisant Bluetooth peuvent
  échanger des données à une vitesse qui peut aller
  jusqu'à 721Kbs/s et jusqu'à 10 m de distance.
• Bluetooth 2.0 pourra atteindre 10Mo/s

26
Les usages courants de Bluetooth
Synchronisation automatique
Envoi d'un messagesur le réseau GSM
27
Technologies de modulation

• FHSS Frequency Hopping Spread SpectrumMéthode
  de codage découpant les trames envoyées sur des
  fréquences différentes avec des sauts de
  fréquence aléatoires
• DSSS Direct Sequence Spread SpectrumMéthode de
  codage séquentiel, chaque bit est découpé et
  redondant en utilisant toute la bande
• OFDM Orthogonal Frequency Division
  MultiplexingL'idée de base de l'OFDM réside dans
  le fait de répartir un train binaire haut-débit
  en une multitude de trains (ou canaux), lesquels
  étant modulés à bas-débits. Chacun de ces
  sous-canaux est modulé par une fréquence
  différente, l'espacement entre chaque fréquence
  restant constant. Ces fréquences constituent une
  base orthogonale le spectre du signal OFDM
  présente une occupation optimale de la bande
  allouée.

28
Technologies de modulation (2)
29
802.11 a,b,g

• 802.11b normalisé en 1997
• 802.11b promu également sous le label Wi-Fi
  (Wireless Fidelity)
• Technologie radioDSSS(b), OFDM(a,g)
• 100 mètre de portée en extérieur et 50m en
  intérieur

Modulation et codage CCK(b), DSSS(b), OFDM(a),
FHSS(a)
30
802.11La portée et les débits

• Le débit WLAN dépend de plusieurs facteurs
• le nombre dutilisateurs,
• la portée des micro-cellules,
• les interférences,
• la propagation sur de multiples chemins
  (multipath),
• le support des standards,
• le type de matériel
• les protocoles supplémentaires, les règles
  d'accès.

31
Technologie 802.11
Toutes les applications réseau, tous les systèmes
dexploitation réseaux et tous les protocoles
réseaux, dont TCP/IP et Novell NetWare,
fonctionneront aussi simplement sur un réseau
802.11 que sur Ethernet
32
La couche physique 802.11

• A lorigine 3 couches physiques 2 techniques
  radio et une IR.
• Aujourdhui seule la technique DSSS à été retenue
• Pour supporter les environnements plus bruyants
  et étendre la portée des équipements, les WLAN
  802.11HR utilisent la variation dynamique du
  débit (dynamic rate shifting)

33
La couche de liaison de données

• 2 sous couches
• Le contrôle de la liaison logique (LLC) est la
  même que tous les autres LAN 802.
• La couche MAC est très proche de 802.3
• Détection des collisions impossible
• Utilisation de CSMA/CA -gt accusé de réception
  systématique

34
Architecture 802.11

• 2 types déquipements
• Une station sans fil en général un PC
• Un point daccès (AP) qui joue le rôle de pont
  entre le réseau filaire et le réseau sans fil
• 2 modes
• Un mode infrastructure
• Mode ad hoc

35
Évolutions du 802.11

• 802.11 - Standard dorigine
• 802.11x - Amendements
• 802.11b - Vitesse de 11 Mbits/s (bande ISM)
• 802.11a - Vitesse de 54 Mbits/s (bande UN-II)
• 802.11g - Vitesse de 20 Mbits/s (bande ISM)
• 802.11e - Qualité de service
• 802.11i - Amélioration de la sécurité
• 802.11f - Roaming

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HiperLan 1 et 2

• Standard européen de lETSI initié en 1992 (HIgh
  PErformance Radio LAN)
• Débit max
• v1 23,5Mbps dans la bande des 5Ghz
• v2 35Mbps (54Mbit/s couche physique)
• Portée 100 mètres
• Utilise la couche physique de 802.11 (OFDM)

37
HomeRF (Home Radio Frequency)

• Né en 1998 dérivé du standard 802.11
• Débit max 1,6 Mbps, bande 2,4GHz
• Portée 100m
• 127 éléments connectables
• HomeRF est basé sur DECT pour faire transiter de
  la voix sur le réseau et sur la norme IEEE
  802.11b pour la transmission des données.

38
Comparatif RF
39
IrDA The Infrared Data Association

• Fondée en 1993
• C'est un protocole de transfert de données par
  infrarouge
• Le protocole IrDA est fait pour le transfert des
  données, en utilisant la lumière infrarouge. La
  vitesse de transfert requise est élevée et doit
  être faite de manière bi-directionnelle et en
  mode connecté.
• Transmet des données tous azimuts (360) à 1 ou 2
  Mbits/s sur des distances supérieures à 10m
• Vitesse
• 115 kbits/s en 1994
• 4 Mbits (IrDA 1.1) en 1995
• 16 Mbits/s en 1999

40
IrDA
IrTran-P IrTran-P OBEX OBEX IrLan IrCom IrCom IrMC
LM-IAS Tiny TP (Tiny Transport Protocol) Tiny TP (Tiny Transport Protocol) Tiny TP (Tiny Transport Protocol) Tiny TP (Tiny Transport Protocol) Tiny TP (Tiny Transport Protocol) Tiny TP (Tiny Transport Protocol) Tiny TP (Tiny Transport Protocol)
MUX - IrLMP (Ir Link Mgmt) MUX - IrLMP (Ir Link Mgmt) MUX - IrLMP (Ir Link Mgmt) MUX - IrLMP (Ir Link Mgmt) MUX - IrLMP (Ir Link Mgmt) MUX - IrLMP (Ir Link Mgmt) MUX - IrLMP (Ir Link Mgmt) MUX - IrLMP (Ir Link Mgmt)
IrLAP (Ir Link Access Protocol) IrLAP (Ir Link Access Protocol) IrLAP (Ir Link Access Protocol) IrLAP (Ir Link Access Protocol) IrLAP (Ir Link Access Protocol) IrLAP (Ir Link Access Protocol) IrLAP (Ir Link Access Protocol) IrLAP (Ir Link Access Protocol)
AsyncSerial-IR9600-115.2kb/s AsyncSerial-IR9600-115.2kb/s AsyncSerial-IR9600-115.2kb/s SyncSerial-IR1.152Mb/s SyncSerial-IR1.152Mb/s SyncSerial-IR1.152Mb/s Sync4PPM4Mb/s Sync4PPM4Mb/s
41
Irda
42
Home-Plug Powerline Alliance (HomePlug)

• Avril 97
• Débit 14 Mbit/s
• Repose sur un plate-forme Windows
• Exploite les câbles électriques

43
Home Phoneline Network Alliance (HomePNA)

• Juin 98
• Utilise le réseau téléphonique
• HomePNA 2.0 autorise 10Mbit/s

• 25 équipements
• Distance max 300 m
• Futur 50 à 100Mbit/s

44
Universal Plug-and-Play

• Développement entamé en 1992
• Réponse de Microsoft à Sun fait en 1999
• Simplifier le tâche des développeurs de logiciels
  applicatifs pour les nouveaux équipements, en
  automatisant le création des modules dinterfaces
• UPnP sappuiera obligatoirement sur Windows (JINI
  sur aucun OS en particulier)

45
CEBus

• Développée par LElectronique Industries
  Association EIA
• Protocole permettant linterconnexion et
  lintéropération des produit de la maison
• Utilise un langage de modélisation et de
  communication appelé CAL (Common Application
  language)
• Cinq supports différents de communication
• Les courant porteurs
• La radio
• Linfrarouge
• Les paires torsadées
• Le câble coaxial

46
CEBus

• Un débit minimum de 7 kbits/s peut être garanti
• Home Plug and Play marque déposée par CEBus
• HomePnP est indépendant du protocole de
  communication

47
Cable Television Laboratories, Inc.(CableLabs)

• Fondée en 1988
• L'objectif de CableLabs est de définir une
  interface ouverte pour que n'importe quelle
  entreprise puisse fabriquer des produits et pour
  encourager une adoption large et uniforme dans
  toute l'industrie.

48
CableLabs définit CableHome

• CableHome
• Développe les caractéristiques d'interface
  nécessaires pour prolonger les services du câble
  de haute qualité aux dispositifs de réseau dans
  la maison. Rendre les produits interopérables
• Un opérateur de câble peut contrôler,
  diagnostiquer/réparer, et dispositifs de
  CableHome établis selon les spécifications de
  CableHome
• Autres travaux de CableLabs
• Câble Modem/DOCSIS
• Définit des conditions d'interface pour des
  modems câblés impliqués dans la distribution
  élevée de données de vitesse au-dessus dun de
  système de réseaux de télévision par câble.
• PacketCable, VOD Metadata, SM, OpenCable

49
Comparatif
50
Encombrement du spectre
51
(No Transcript)
52
Conclusion et perspectives

• Un partage des rôles
• Evolution vers le Ultra Wide Band
• Très haut débit, très faible portée (pas de
  licence), spectre et débit infinis
• Le Haut Débit en RF
• Ouverture vers Internet via des passerelles
  (OSGI,)
• Sécurité

53
Sigles et abréviations (1)

• AP Access Point
• BPSK Binary Phase Shift Keying
• BSS Basic Service Set
• CAL Common Application language
• CCK Complementary Code Keying
• CRC Cyclic Redundancy Check
• CSMA/CA Carrier Sense Multiple Access with
  Collision Avoidance

• CSMA/CD Carrier Sense Multiple Access with
  Collision Detection
• CTS Clear to Send
• DC Distribution Coordination Function
• DHCP Dynamic Host Configuration Protocol
• DS Distribution System
• DSSS Direct Sequence Spread Spectrum

54
Sigles et abréviations (2)

• ESS Extended Service Set
• ETSI European Telecommunications Standards
  Institute
• FCC Federal Communications Commission (USA)
• FHSS Frequency Hopping Spread Spectrum
• IBSS Independent Basic Service Set
• IEEE Institute of Electrical and Electronics
  Engineers

• IETF Internet Engineering Task Force
• IP Internet Protocol
• IPSec Internet Protocol Security
• ISAIntegrated Services Architecture
• ISM Industrial, Scientific, and Medical
• ISO International Organization for
  Standardization
• LLC Logical Link Control

55
Sigles et abréviations (3)

• MAC Media Access Control
• MIB Management Information Base
• MKK Institut dinspection et de certification
  des équipements radio (Japon)
• NIC Network Interface Card
• NOS Système dexploitation réseau
• PC Jonction au point de coordination
• PCI Peripheral Component Interconnect

• PRNG Générateur de nombres pseudo-aléatoires
• QPSK Quadrature Phase Shift Keying
• RLR Réseau Local Radioélectrique
• RC4 Rons Code ou Rivests Cipher
• RTS Request to Send
• SNMPSimple Network Management Protocol
• TCP/IP Transmission Control Protocol/Internet
  Protocol

56
Sigles et abréviations (4)

• WECA Wireless Ethernet Compatibility Alliance
• WEP Wired Equivalent Privacy
• WI-FI Wireless Fidelity
• WLAN Wireless Local Area Network
• WLANA Wireless LAN Alliance
• WPAN Wireless Personal Area Network

57
Sources

• 01 Informatique
• www.01net.com
• www.80211-Planet.com
• www.ieee.org ? Organisme américain de
  normalisation des réseaux locaux
• ( institute of Electrical and Electronics
  Engineers)
• http//www.guill.net/
• http//www.fing.org/
• http//www.domotique-news.com/fr/
• http//www.x10.com/support/basicx10.htm
• http//www.art-telecom.fr/