II.8. Les sites d'exploitations du réseau Green
Wispot
Green Wispot constitue plusieurs sites d'exploitation ou
des point d'accès au réseau par exemples :
> Commune de BARUMBU ; >
Commune de NGALIEMA ; > Commune de LIMETE
;
> Commune de NDJILI ; > Commune
de Gombe.
Toutes les sites ci-dessus sont parmis les plus grandes
stations de d'exploitation du signal d'Internet fournis par Green
Wispot.
II.8.1. Technique de transmission
Les ondes radio, c'est une technique le plus
utilisée dans le monde de télécommunication. C'est ainsi
pour rendre le réseau plus fiable GREEN WISPOT à bien songer
d'exploiter ces ondes.
a) Propagation des ondes radio
Il est nécessaire de disposer d'une culture
minimale sur la propagation des ondes hertziennes afin de pouvoir mettre en
place une architecture réseau sans fil, et notamment disposer les bornes
d'acées ( point d'acées, en pratique votre modem-routeur WiFi) de
telle façons à obtenir une portée optimale.
L'onde électromagnétique est
formée par le couplage de deux champs, électrique et
magnétique. La longueur d'onde (ë) est
définie par le rapport entre la célérité (C) et la
fréquence f :
ë= ~ ~ [II.1]
Donc ë est exprimée en m, c
en m/s et f en Hz
Le Wifi opérant à une fréquence
f=2.4 GHz et C étant à 3×108 m/s, la longer
d'onde est donc 0,12248 m soit de 12,248 cm.
Dans tout autre milieu, le signal subit un
affaiblissement dû à :
- la réflexion ;
- la réfraction ;
- la diffraction ;
- l'absorption.
b) Calcul de force d'un signal Wi-Fi
La puissance d'émission d'un système
sans fil est estimée en deux points d'un système sans fil. Le
premier porte le nom de radiateur intentionnel (IR, intentional radiator).
Celui-ci comprend l'émetteur en tout le câblage et les
connecteurs, hormis l'antenne. Le second point est la puissance
réellement irradiée par l'antenne, désignée par le
terme PIRE ou puissance isotrope rayonnée équivalente (EIRP,
Equivalent Isotropically Radiated Power).
Pour mesurer à la fois la puissance de
l'énergie émise et la sensibilité de réception, il
est employé comme unité de mesure les milliwatts (mW) ou les
décibels (dB) égaux à un dixième de bel
(B).
Les décibels possèdent une relation
logarithmique avec les milliwatts :
P dBm = 10log PmW [II.2]
L'aspect logarithmiques des décibels fait que
toute modification de 3dB double ou divise par deux la puissance, tandis qu'une
valeur négative reste possible :
-30 dBm = 0.0001mW [II.3]
Le gain de puissance obtenu a l'aide d'antennes et
d'amplificateurs ainsi que la perte due a la distance, aux obstacles, a la
résistivité électrique des câbles, aux connecteurs,
aux prises parafoudres, aux fiches multiples et aux atténuateurs sont
mesurés en dBm. Le « m » de dBm correspond à la
référence à 1 milliwatt :
1mW = 0dBm [II.4]
La sensibilité de réception des
périphériques sans fil est évaluée de la même
façon. Pour calculer les valeurs PIRES d'un ensemble sans fil, on
additionne toutes les valeurs dBm des périphériques et
connecteurs impliqués. La PIRE est légalement limitée dans
la communauté européenne par L'ENT (Institut Européen des
Normes de Télécommunication) à un maximum de 100 mW (20
dBm).
c) Absorption des ondes radios
Lorsqu'une onde radio rencontre un obstacle, une
partie de sons énergie est absorbé et transformée en
énergie, une partie continue à se propager de façon
atténuée et une partie peut éventuellement être
réfléchie.
L'atténuation d'un signal est la
réduction de la puissance de celui-ci lors d'une transmission.
L'atténuation R est généralement mesurée en
décibels (dB) et est égale a 10fois le logarithme en base 10 de
la puissance P2 a la sortie du support de transmission, divisé par la
puissance P1 à l'entrée. Ainsi 1 Bel représentant 10
décibels, la formule devient :
R (dB) = (10) ×log "~
~~ [II.5]
On parle d'amplification lorsque R est positif, et
d'atténuation lorsqu'il est négatif .Dans le cas des
transmissions sans fil il s'agit plus particulièrement
d'atténuations telles que nous le monte la figure
II.2.
Paroi
Figure : II.2 l'atténuation et l'augmentation
de signal
R (Db) = 10log (S2/S1) + -3Db [II.6]
L'atténuation croit avec l'augmentation de
fréquence ou de la distance. En outre, alors de la collision avec un
obstacle, la valeur de l'atténuation dépend fortement du
matériau composant l`obstacle. Généralement les obstacles
métalliques provoquent une forte réflexion, tandis que l'eau
absorbe le signal. Lorsqu'une onde radio rencontre un obstacle, tout ou une
partie de l'onde est réfléchie, avec une perte de puissance. La
réflexion est, telle
que l'angle d'incidence, est égale à
l'angle de réflexion, exactement comme pour la lumière.
Indique la figure II.3. Illustre l'onde indentée et
réfléchie.
Onde indenté onde
réfléchie
Figure II.3 Onde indenté, onde
réfléchie
Par définition, une onde radio est susceptible
de se propager dans plusieurs directions. Par réflexions successives un
signal source peut être amené à atteindre une station ou un
point d'accès en empruntant des chemins multiples illustre la figure
II.4.
AP
Figure : II.4. Propagation multiple de l'onde
radio
La différence de temps de propagation
appelée délai de propagation entre deux signaux ayant
emprunté des chemins différentes peut provoquer des
interférences au niveau du récepteur, les données
reçues se chevauchant. Ces interférences deviennent de plus en
plus importantes avec l'augmentation de la vitesse de transmission, les
intervalles de temps entre les données étant de plus en plus
courts. Les chemins de propagations multiples limitent la vitesse de
transmission dans les réseaux sans fil.
Pour remédier à ce probleme, les cartes
et les points d'accès WiFi possèdent souvent deux antennes par
émetteur. Ainsi, grâce à l'action de l'AGC(Acquisition Gain
Controller), qui commute immédiatement d'une antenne a l'autre suivant
la puissance des signaux, le point d'accès est capable de distinguer
deux signaux, provenant de la même station. Les signaux
reçus par ces deux antennes sont dits
decorélés indépendants s'ils sont séparés de
ë/2 (6.25 cm à 2.4 GHz).
d) Interférences
Des nombreuses sources peuvent provoquer des
interférences et dégrader la qualité du signal. Il peut
s'agir de bien évidement d'autres réseaux sans fil 802.11, 802.15
ou non compatibles 802, mais également de téléphones sans
fil 2,4Ghz, d'appareils de surveillances d'enfants, de cameras de surveillance
sans fil, des fours a micro-ondes.
Il est d'ailleurs assez ironique de constater que le
canal 6 802.11b/g (2.437 #177; 0.011Ghz) employé par défaut par
des nombreuse point d'accès recouvre largement une des sources
d'interférence les plus fréquentes, les fours à
micro-ondes. Le magnétron d'un four à microondes émet
théoriquement à 2,445 #177; 0.01Ghz, mais possède en
pratique un modèle d'irradiation bien large.
Un phénomène de diffraction peut
également être rencontré et une zone d'interférence
entre l'onde directe d'une source et l'onde réfléchie par un
obstacle. Autrement dit, une interférence de l'onde avec
elle-même.
e) Propriétés des milieux
L'affaiblissement de la puissance du signal est en grande
partie dû aux propriétés des milieux traversées par
l'onde.
La perte en espace libre est normalement la plus
grande cause de perte d'énergie sur le réseau sans fil. Elle se
produit en raison de l'élargissement du front de l'onde radio et de la
dispersion du signal transmis, l'onde électromagnétique qui
voyage rencontre ses électrons, qu'elle va exciter. Ceux-ci vont
émettre à leur tour du rayonnement, ce qui perturbe le signal et
donc l'atténue.
De ce fait, plus la fréquence est
élevée, plus la distance de couverture est faible mais plus la
vitesse de transmission des données est forte. La perte en espace libre
dépend de la fréquence. Pour un signal de fréquence 2.4
GHz la formule est :
á (dB) = 100+20log [distance (km)]
[II.7]
soit 60 dB au bout de 10m, et 100 au bout de
1km
A fortiori, tout obstacle affaiblit de façon
significative la force du signal radio, par combinaison d'absorption et de
réflexion en proportion variable. Une simple baie vitrée diminue
la puissance d'un signal environs 2 dBm.
En soustrayant la perte en espace libre et les pertes
estimées en raison des obstacles de la force de du signal, nous devrions
obtenir la force approximative résultante du signal à un endroit
donné. Le tableau II.1 illustre les matériaux qui provoquent un
affaiblissement du signal.
Tableau II.1. Matériaux causant
l'affaiblissement du signal WiFi.
|
MATERIAUX
|
AFFAISBLISSEMENT
|
EXEMPLES
|
|
AIR
|
AUCUN
|
Espace ouvert, court intérieure.
|
|
BOIS
|
FAIBLE
|
Porte, planche, cloison.
|
|
PLASTIQUE
|
Faible cloison
|
|
VERRE
|
Vitres non tentées
|
|
VERRE TENTÉ
|
MOYEN
|
Vitres teintées
|
|
EAU
|
Aquarium
|
|
BRIQUE
|
Murs
|
|
PLATRE
|
Cloisons
|
|
CERAMIQUE
|
ELEVÉ
|
Carrelage
|
|
PAPIER
|
Rouleaux de papier
|
|
BETON
|
Murs porteur, étages,
perliers
|
|
VERRE BLINDÉ
|
Vitre pare -balle
|
|
METAL
|
Béton armé, miroirs,
armoire métallique.
|
f) Canaux de transmission
On appelle canal de transmission une bande
étroite de fréquence utilisable pour une communication. Dans
chaque pays, le gouvernement est en général le régulateur
de l'utilisation des bandes de fréquences, car il est souvent le
principal consommateur pour des usages militaires.
Toutes les gouvernements proposent des bandes de
fréquence pour une utilisation libre, c'est-à-dire ne
nécessitant pas de licence de radiocommunication. Les organismes
chargés de réguler l'utilisation de station des fréquences
radios sont en Europe l'ETSI (European Telecommunications Standards Institute),
aux Etats -Unis la FCC (Fédéral Communication Commissions) et au
japon le MMK (Kensa-Kentei Kyokal).
En 1985 les Etats-Unis ont libéré trois
bandes de fréquence à destination de l'industrie de la Science et
de la Médecine. Ces bandes de fréquence, baptisées ISM
(Industriel, Scientifique et Médical), sont les bandes 902-928 MHz,
2,400-2,4835 GHz.
En Europe la bande s'étalant de 890 à
915 MHz est utilisée pour les communications mobiles GSM, ainsi seules
les bandes 2,400 à 2,4835 GHz et 5,725 à 5,850 GHz sont
disponibles pour une utilisation radioamateur.
g) Technologie de transmission
Les réseaux locaux radioélectriques
utilisent des ondes radio ou infrarouges afin de transmettre des informations
radio est appelée transmission en bande étroite. Elle consiste
à passer les différentes communications sur des canaux
différents. Les transmissions radio sont toutefois soumises à de
nombreuses contraintes rendant ce type de transmission non suffisant. Ces
contraintes sont notamment :
- Le partage de la bande passante entre les
différentes stations présentes dans une même cellule
;
- La propagation par de chemins multiples d'une onde
radio. Une onde radio peut en effet se propager dans différentes
directions et éventuellement physique, si bien qu'un récepteur
peu être amené à recevoir à quelques instants
d'intervalles deux mêmes informations ayant emprunté des
cheminements différents par réflexions successives.
La couche physique de la norme 802.11 définit
ainsi initialement plusieurs techniques de transmission permettant de limiter
les problèmes dus aux interférences :
- La technique de l'étalement de spectre
à saut de fréquence ; - La technique de
l'étalement de spectre à séquence directe ; -
La technologie infrarouge.
h) Technique à bande étroite
La technique à bande étroite (narrow
band) consiste à utiliser une fréquence radio spécifique
pour la transmission et la réception de données. La bande de
fréquence utilisée doit être aussi petite que possible afin
de limiter les interférences sur les bandes adjacentes.
i) Technique d'étalement de spectre
La technique d'étalement de spectre (Spead
Spectrum), consistent à utiliser une bande de fréquence large
pour transmettre des données a faible puissance. On distingue deux
techniques d'étalement de spectre, à saut de fréquence et
a séquence directe :
La technique FHSS (Frequency Hopping Spead Spectrum,
en français étalement de spectre par saut de fréquence ou
étalement de spectre de fréquence) consiste à
découper la large bande de fréquence en minimum de 75 canaux de
1MHz (hops ou sauts d'une largeur de 1 MHz), puis de transmettre en utilisant
une combinaison de canaux connue de toutes les stations de cellule.
L'étalement de spectre par saut de
fréquence a originalement été conçu dans un but
militaire afin d'empêcher l'écoute des transmissions radio. En
effet, une station ne connaissant pas la combinaison de fréquence
à utiliser ne pouvait pas écouter la communication car il lui
était impossible dans le temps imparti de localiser la fréquence
sur laquelle le signal était émis puis de chercher la nouvelle
fréquence.
AP
AP WDS
SB
AP
AP AP
SERVEUR
AP WDS
SB
AP AP
AP WDS
SB
pseudo-aléatoire ou en anglais pseudo-random
noise, note PN de bits. Ainsi chaque bit valant 1 est remplace par une
séquence de bits et chaque bit valant 0 par son complément. j)
Technologie infrarouge
Le standard IEEE 802.11 prévoit également
une alternative à l'utilisé des ondes radio : la
lumière infrarouge. La technologie infrarouge a
pour caractéristique principale d'utiliser
une onde lumineuse pour la
transmission de données. Ainsi les transmissions se font de
façon unidirectionnelle, soit en « vue
directe » soit par réflexion. Le caractère non dissipatif
des ondes lumineuses offre un niveau de sécurité plus
élevée.
Il est possible grâce à la technologie
infrarouge d'obtenir des débits allant de 1 à 2 Mbits en
utilisant une modulation appelle PPM (Pulse Position Modulation).
La modulation PPM consiste à transmettre des
impulsions à amplitude constante. Et à
coder l'information
suivant la position de l'impulsion. Le débit de 1 Mbits est obtenu
avec
une modulation de 16-PPM, tandis que les débits de 2 Mbits sont
obtenus avec une
modulation 4-PPM permettant à coder deux bits de
données avec positions possibles : II.8.2 Support de
transmissions
Pour le transport de l'information et la transmission des
données, GREEN WISPOT utilise des supports de transmission pour la
sécurité de son réseau, entre autres :
- Les câbles UTP (Unshielded Twisted Pair), pair
torsadé blindée;
- Les ondes radios.
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