1.1. INTRODUCTION
En 1997, l'élaboration du standard IEEE1
802.11 (Institute of Electrical and Electronics Engineers) et son
développement rapide fut un pas important dans l'évolution des
réseaux locaux sans fil qui se soit en entreprise ou chez les
particuliers. Elle a ainsi permis de mettre à la portée de tous
un vrai système de communication sans fil pour la mise en place des
réseaux informatiques hertziens. Ce standard a été
développé pour favoriser l'interopérabilité du
matériel entre les différents fabricants. Ceci signifie que les
clients peuvent mélanger des équipements de différents
fabricants afin de satisfaire leurs besoins. De plus, cette standardisation
permet d'obtenir des composants à bas coût, ce qui a permis un
succès commercial considérable au 802.11.
La norme IEEE 802.11 est un standard international
décrivant les caractéristiques d'un réseau local sans fil
(WLAN). Le nom Wi-Fi (contraction de Wireless Fidelity) correspond initialement
au nom donné à la certification délivrée par la
Wi-Fi Alliance, anciennement WECA2 (Wireless Ethernet Compatibility
Alliance). Par abus de langage (et pour des raisons de marketing) le nom de la
norme se confond aujourd'hui avec le nom de la certification. Ainsi un
réseau Wi-Fi est en réalité un réseau
répondant à la norme 802.11 Dans ce qui suit nous utiliserons le
terme Wi-Fi.
Dans ce chapitre, nous allons commencer par une
présentation de la norme Wi-Fi ainsi que ses couches physique et
liaison, ensuite nous décrirons le format des trames utilisé dans
cette norme, enfin nous allons citer quelques-unes de ses extensions.
1.2. PRESENTATION DE LA NORME WI-FI (802.11)
La norme Wi-Fi est une technologie de réseau
informatique qui décrit les couches physiques et MAC d'interfaces
réseau radio et infrarouge. Elle offre des débits allant
jusqu'à 54 Mbps (tout dépond du milieu) sur une distance de
plusieurs centaines de mètres suivant les techniques et les
éventuelles extensions de la norme employée. Dans la pratique, le
Wi-Fi permet de relier des ordinateurs
1 Principal organisme de normalisation des protocoles
de réseaux locaux.
2 L'organisme chargé de maintenir
l'interopérabilité entre les matériels répondant
à la norme 802.11
9
portables, des ordinateurs fixes, des assistants personnels
PDA (Personnal Data Assistant) ou tout type de périphérique
à une liaison haut débit (11 Mbps ou supérieur).
Le Wi-Fi cible deux contextes d'utilisation distincts pour un
réseau WiFi ayant chacun des caractéristiques propres. Il s'agit
du mode infrastructure et du mode ad hoc (sans infrastructure). Ces deux modes
de fonctionnement permettent de définir la topologie du réseau
sans fil.
1.2.1 Description des couches de Wi-Fi :
La norme Wi-Fi définit les deux couches basses du
modèle OSI d'un réseau sans fil de type WLAN (Wireless LAN),
à savoir une couche liaison de données et une couche physique.
1.2.1.1 La couche physique :
La couche physique définit la modulation des ondes
radioélectriques et les caractéristiques de la signalisation pour
la transmission de données, elle propose plusieurs types de codage de
l'information : DSSS, FHSS, IR, OFDM, toutes ces technologies permettent des
débits de 1Mbps et 2Mbps.
1 .2.1 .1.1 DSSS (Direct Sequence Spread
Spectrum):
C'est une méthode de modulation de signal, qui permet
un étalement de spectre en séquence directe. La bande des 2,4 GHz
est divisée en 14 canaux de 22 MHz espacés de 5 MHz. Les canaux
adjacents se chevauchent partiellement (en cas où deux points
d'accès utilisant les mêmes canaux ont des zones d'émission
qui se recoupent, des distorsions du signal risquent de perturber la
transmission) et seuls trois canaux sur les 14 étant entièrement
isolés sont généralement utilisés pour
éviter les interférences (ex. 1, 6, 11 ou 1, 7, 13 comme le
montre la figure 1.2). Les données sont transmises intégralement
sur l'un de ces canaux de 22 MHz, sans saut3.
Fig. 1.1 Répartition des 14 canaux de la technologie
DSSS
3 B.GUARET -DUPORT. Les réseaux sans fil
(Wi-Fi), Paris, Septembre 2004, P. 23
1.2.1.1.2 FHSS (Frequency-Hopping Spread
Spectrum):
Cette technique consiste à découper la large
bande de fréquence en un minimum de 75 canaux (hops ou saut d'une
largeur de 1 MHz), puis de transmettre en utilisant une combinaison de canaux
connue de toutes les stations de la cellule. Dans la norme Wi -Fi, la bande de
fréquence de 2.4 GHz permet de créer 79 canaux de 1 MHz. La
transmission se fait ainsi en émettant successivement sur un canal puis
sur un autre pendant une courte période de temps (d'environ 400 ms),
l'émetteur et le récepteur s'accordent sur une séquence de
Sauts de fréquence porteuse pour envoyer les données
successivement sur les différents sous-canaux.
Remarque :
Il est important de remarquer que FHSS et DSSS sont des
mécanismes de signalisation fondamentalement différents l'un de
l'autre et qu'aucune interopérabilité ne peut être
envisagée entre eux.
1.2.1.1.3 Infrarouge (IR) :
Une liaison infrarouge permet de créer des liaisons
sans fil de quelques mètres avec un débit qui peut atteindre
quelques mégabits par seconde. Cette technologie est largement
utilisée pour la domotique (télécommandes) mais souffre
toutefois des perturbations dues aux interférences lumineuses.
Il est possible grâce à la technologie infrarouge
d'obtenir des débits allant de 1 à 2 Mbit/s en utilisant une
modulation appelée PPM (pulse position modulation). Cette
dernière consiste à transmettre des impulsions à
amplitudes constantes, et à coder l'information suivant la position de
l'impulsion.
1.2.1.1.4 OFDM (Orthogonal Frequency Division
Multiplexing):
Le principe de cette technique consiste à diviser le
signal que l'on veut transmettre sur différentes bandes porteuses, comme
si l'on combinait ce signal sur un grand nombre d'émetteurs
indépendants, fonctionnant sur des fréquences différentes.
Un canal est constitué de 52 porteuses de 300 KHz de largeur, 48
porteuses sont dédiées au transport de l'information utile et 4
pour la correction d'erreurs appelées porteuses pilote, Huit
canaux de 20 MHz sont définis dans la bande de 5 GHz (voir FIG 1.3).
FIG 1.3 Canaux OFDM dans la bande de 5 GHz
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