Reseau locaux sans fils - IUT de Nice
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Reseau locaux sans fils - IUT de Nice
D’après Prof. Dr.-Ing. Jochen Schiller, http://www.jochenschiller.de/ Réseaux locaux sans fils Caractéristiques IEEE 802.11 PHY MAC Roaming (itinérance) .11a, b, g, h, i … HIPERLAN Standards HiperLAN2 QoS Bluetooth Comparaison Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.1 Caractéristiques des réseaux sans fil Avantages Très flexibles dans la zone de réception Réseaux ad-hoc (pas de planification nécessaire) Presque pas de difficultés de câblage (e.g. bâtiments historiques, …) Plus robuste en situation de désastre … ou déconnexion de câble ! Désavantages Faible bande passante (1-54 Mbit/s) Beaucoup de solutions propriétaires, établissement de normes lent (e.g. IEEE 802.11, et encore plus Hiperlan) Beaucoup de lois nationales (e.g. art), les législations internationales sont lentes et difficiles e.g., IMT-2000 Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.2 Objectifs des réseaux locaux sans fils Fonctionnement global, itinérance automatique Faible consommation de puissance (durée de batterie) Pas de licences d’utilisation Technologie de transmission robuste Coopération spontanée dans les réunions (réseaux ad-hoc) Facilité d’utilisation … et d’installation sécurité (de mes données), respect de la vie privée (pas de collectes de données utilisateur), santé (émission radio faible) Transparent pour les applications et les couches supérieures Possibilité de localisation (pour services liés à l’endroit où on se trouve) Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.3 Comparaison: infrarouge vs. radio Infrarouge Utilise des diodes IR, en lumière diffuse et les reflexions multiples (murs etc.) Avantages simple, bon marché, disponible dans de nombreux mobiles Pas de licence Facile à isoler Désavantages interférence par la lumière solaire, la chaleur, etc. Beaucoup d’obstacles Faible largeur de bande Exemple Radio Utilise typiquement le 2.4 GHz en bande libre ISM (Industrial, Scientific and Medical) Avantages expérience des réseaux mobiles et données macrocellulaires (e.g. TETRA) Meilleure pénétration que l’IR Désavantages Peu de bandes sans licences Plus difficile à isoler Interférences électriques Exemples 802.11x, HIPERLAN, Bluetooth IrDA (Infrared Data Association) disponible presque partout Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.4 Comparaison: infrastructure vs. ad-hoc infrastructure AP : Point d‘accès AP AP Réseau filaire AP Réseau ad-hoc Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.5 802.11 - Architecture d’un réseau infrastructure Station (STA) 802.11 LAN 802.x LAN Terminal radio Basic Service Set (BSS) STA1 groupe de stations utilisant la même fréquence BSS1 Portal Access Point station intégrée au réseau sans fils et au réseau filaire Distribution System Distribution System Réseau d’interconnexion permettant de former un seul réseau logique (EES: Extended Service Set) en s`appuyant sur plusieurs BSS BSS2 STA2 Portail Pont vers d’autres réseaux Access Point ESS Point d’accès 802.11 LAN STA3 Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.6 802.11 - Architecture d’un réseau ad-hoc Communication directe (avec portée limitée) 802.11 LAN Station (STA): Terminal radio Independent Basic Service Set (IBSS): groupe de stations utilisant la même fréquence STA1 STA3 IBSS1 STA2 IBSS2 STA5 STA4 802.11 LAN Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.7 standard IEEE 802.11 Terminal fixe Terminal mobile Réseau infrastructure Point d’accès application application TCP TCP IP IP LLC LLC LLC 802.11 MAC 802.11 MAC 802.3 MAC 802.3 MAC 802.11 PHY 802.11 PHY 802.3 PHY 802.3 PHY Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.8 802.11 - couches et fonctions PLCP Physical Layer Convergence Protocol MAC Traduction de trames MAC en trames PHY Mécanismes d’accès, fragmentation, encryptage, PMD Physical Medium Dependent Gestion MAC synchronisation, roaming, MIB, gestion de puissance modulation, codage PHY Management Sélection de canal, MIB Gestion de Station coordination de toutes les fonction de gestion DLC MAC MAC Management PHY PLCP PHY Management PMD Station Management LLC Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.9 802.11 - Couche PHY 3 versions: 2 radio (typ. 2.4 GHz), 1 IR Débits bruts de 1 ou 2 Mbit/s FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum) Étalement - désétalement - détermination de la puissance 75 canaux (US) 20 canaux (France), en trois ensembles disjoints min. 2.5 sauts / sec. (USA), GFSK-2 (1Mbits/sec) GFSK-4 (2 Mbits/sec) DSSS (Direct Sequence Spread Spectrum) DBPSK pour 1 Mbit/s (Differential Binary Phase Shift Keying), DQPSK pour 2 Mbit/s (Differential Quadrature PSK) preambule et en-tete transmis à 1 Mbit/s, le reste transmis à 1 ou 2 Mbit/s chipping sequence: +1, -1, +1, +1, -1, +1, +1, +1, -1, -1, -1 (Barker code) Puissance radiée max : 1 W (USA), 100 mW (EU), min. 1mW Infrarouge 850-950 nm, lumière diffuse, typ. 10 m de portée Détectionde porteuse et d’énergie, synchronisation Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.10 FHSS PHY, format du paquet Synchronisation sync avec 010101... SFD (Start Frame Delimiter) 0000110010111101 PLW (PLCP_PDU Length Word) Longueur du payload, inclus. 32 bits CRC du payload, PLW < 4096 PSF (PLCP Signaling Field) données (1 or 2 Mbit/s) HEC (Header Error Check) CRC avec x16+x12+x5+1 80 synchronisation 16 12 4 16 variable SFD PLW PSF HEC payload preambule PLCP bits En-tete PLCP Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.11 DSSS PHY , format du paquet Synchronisation sync., Gain, détection d’énergie, compensation de l’offset de fréquence SFD (Start Frame Delimiter) 1111001110100000 Signal débit (0A: 1 Mbit/s DBPSK; 14: 2 Mbit/s DQPSK) Service Length « future use », 00: conforme 802.11 longueur du payload HEC (Header Error Check) protection du signal, service et longueur, x16+x12+x5+1 128 synchronization 16 SFD Préambule PLCP 8 8 16 16 signal service length HEC variable payload En-tete PLCP Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.12 bits 802.11 - couche MAC - DFWMAC Services de trafic Service de données asynchrone (obligatoire) “best-effort” broadcast et multicast Service temps-réel (optionnel) Implémenté par le PCF (Point Coordination Function) methodes d’accès DFWMAC-DCF CSMA/CA (obligatoire) Evitement de collision via un mécanisme de « back-off » aléatoire distance minimale entre paquets ACK : paquets d’acquittement (pas pour broadcasts) DFWMAC-DCF w/ RTS/CTS (optionnel) Distributed Foundation Wireless MAC Évite les terminaux cachés - exposés DFWMAC- PCF (optionnel) Les points d’accès interrogent les terminaux selong une liste Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.13 802.11 - Couche MAC Priorités Définies par les durées inter-trames Pas de garanties, pas de priorités absolues SIFS (Short Inter Frame Spacing) Plus haute priorité, pour les ACK, CTS, interrogations en PCF PIFS (PCF IFS) Priorité moyenne, pour le PCF, service temps réel. DIFS (DCF, Distributed Coordination Function IFS) Priorité faible, pour le DCF, « best effort » DIFS Support occupé DIFS PIFS SIFS contention Trame suivante t Accès direct si le support Est libre pour un temps > DIFS Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.14 802.11 - CSMA/CA DIFS Fenetre de contention (backoff aléatoire) DIFS Support occupé Accès direct si le support Est libre pour un temps > DIFS next frame t Temps slot La station qui veut émettre écoute le canal (CCA, Clear Channel Assessment) Émission immédiate si support libre pour un temps > IFS (IFS dépend du type de servide) Si support occupé : Attente de support libre > IFS backoff aléatoire (évitement de collision), Si support occupé pendant le backoff : Timer arreté (équité) Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.15 802.11 CSMA/CA : backoff exponentiel Backoff aléatoire dans [0, CW] CW est (presque) doublé Si transmission ratee CW remis au minimum Si transmission OK Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.16 802.11 - Exemple DIFS DIFS station1 station2 DIFS boe bor boe busy DIFS boe bor boe boe busy boe bor boe boe busy busy station3 station4 boe bor station5 busy bor t busy Support occupé boe Backoff écoulé Arrivée d‘un paquet au MAC bor Backoff résiduel Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.17 802.11 - CSMA/CA Envoi de paquets Unicast Attente d’un temps DIFS Envoi de données Le récepteur acquitte (si CRC ok) Retransmission automatique si pas de ACK DIFS émetteru data SIFS récepteur ACK DIFS autres stations data t Temps d‘attente contention Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.18 Problème de terminal caché et exposé Terminal caché A envoie à B, C ne peut pas recevoir A C veut envoyer à B, C croit le support libre (CS pas OK) collision à B, A n’entends pas la collision (CD pas OK) A est “caché” pour C terminal exposé A B C B --> A, C veut --> D C entend B, C se tait A n’entend pas C, donc C pourrait émettre C est “exposé” à B Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.19 MACA - évitement de collision MACA (Multiple Access with Collision Avoidance) : paquets courts pour éviter des collisions RTS (request to send): l’émetteur demande la permission d’émettre CTS (clear to send): le récepteur donne la permission … Les paquets courts contiennent : L’adresse de l’émetteur L’adresse du récepteur La taille du paquet Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.20 D MACA resoud les problèmes de terminaux caché et exposé MACA évite les problèmes de terminal caché A-->B B<--C A evoie RTS C attend après avoir entendu CTS de B RTS CTS CTS A B C MACA évite le problème de terminal exposé B --> A, C -->D C n’entend pas CTS, il peut émettre. RTS RTS CTS A B C Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.21 D 802.11 - DFWMAC Envoi de paquets unicast Envoi de RTS avec durée de réservation Acquis via CTS après SIFS (avec durée de réservation) Envoi des données, acquittement via ACK Les autres stations connaissent la durée distribuée via RTS and CTS DIFS émetteur RTS data SIFS récepteur autres stations CTS SIFS SIFS NAV (RTS) NAV (CTS) Retardent l‘accès ACK DIFS data t contention Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.22 Fragmentation DIFS émetteru frag1 RTS SIFS récepteur CTS frag2 SIFS SIFS ACK1 SIFS SIFS ACK2 NAV (RTS) NAV (CTS) DIFS NAV (frag1) NAV (ACK1) autres stations contention Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.23 DFWMAC-PCF I t0 t1 Support occupé coordinateur PIFS Supertrame SIFS D1 SIFS stations stations‘ NAV SIFS D2 SIFS U1 U2 NAV Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.24 data t DFWMAC-PCF II t2 coordinateur D3 PIFS SIFS D4 t3 t4 CFend SIFS U4 stations NAV Période sans contention stations‘ NAV Période de contention Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR t 6.25 802.11 - Format de trame MAC Types Trames de contrôle, données, gestion Numéros de séquence Pour éviter les trames dupliquées dues aux pertes de ACK Adresses récepteur, émetteur (physique), identificateur BSS, émetteur (logique) Divers Instant d’émission, checksum, trame de contrôle, données bytes 2 2 6 6 6 2 6 Frame Duration/ Address Address Address Sequence Address Control ID 1 2 3 Control 4 bits 2 2 4 1 1 1 1 1 1 1 0-2312 4 Data CRC 1 Protocol To From More Power More Type Subtype Retry WEP Order version DS DS Frag Mgmt Data Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.26 Format d’adresse MAC scenario from to DS address address address 1 address 2 3 4 DS ad-hoc network 00 infrastructure 10 network, from AP infrastructure D BSSI 01 network, to AP infrastructure 11 network, within DS DA DA SA D BSSI D BSSI SA - SA DA - TA DA SA RA DS: Distribution System AP: Access Point DA: Destination Address SA: Source Address BSSID: Basic Service Set Identifier RA: Receiver Address TA: Transmitter Address Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.27 Trames spéciales : ACK, RTS, CTS Acquittement bytes ACK 2 2 6 Frame Receiver Duration Control Address 4 CRC Request To Send bytes RTS 2 2 6 6 Frame Receiver Transmitter Duration Control Address Address Clear To Send bytes CTS 2 2 6 Frame Receiver Duration Control Address Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 4 CRC 6.28 4 CRC 802.11 - Gestion MAC Synchronisation Découverte d’un LAN, maintien dans le LAN timer etc. Gestion de puissance Ne pas perdre de message en phase de sommeil Sommeil périodique, stockage de trames, gestion de trafic Association/Reassociation integration dans un LAN roaming, i.e. changement de réseau, d’une AP à l’autre scanning, i.e. recherche active d’un réseau MIB - Management Information Base Gestion, lecture, écriture Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.29 Synchronisation par balise (infrastructure) Intervalle balise Point d‘accès support B B busy busy B busy B busy t Valeur de la variable „temps“ B Trame balise Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.30 Synchronisation par Balise (ad-hoc) Intervalle balise B1 station1 B1 B2 station2 busy support busy Valeur de la variable „temps“ B2 busy B busy Trame balise t Délai aléatoire Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.31 Gestion de puissance Principe : éteindre la radio si possible Etats d’une station : Eveille ou en sommeil Timing Synchronisation Function (TSF) stations s’éveillent au meme moment Infrastructure Traffic Indication Map (TIM) Liste des récepteurs unicast liés à l’AP Delivery Traffic Indication Map (DTIM) Liste des récepteurs broadcast/multicast liés à l’AP Ad-hoc Ad-hoc Traffic Indication Map (ATIM) Diffusion des récepteurs qui ont des paquets en attente + compliqué - pas d’AP centrale collision d’ATIMs possible (problème pour réseaux peuplés) Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.32 Low-power mode en infrastructure Intervalle TIM Point D‘accès intervalle DTIM D B T busy support busy T d D B busy busy p station d t T D DTIM TIM B broadcast/multicast éveil p PS poll d Transmisson de données De et vers l‘AP Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.33 Low-power mode en ad-hoc Fenetre ATIM station1 B1 station2 B Trame balise éveil Intervalle balise A B2 Délai aléatoire a ACK. ATIM B2 B1 D a d t A Emission ATIM D Emission de données d ACK données Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.34 802.11 - Roaming Pas ou mauvaise connexion: Scanning Scanning de l’environnement - écoute passive (balises), - écoute active : envoi de probes Demande de réassociation station envoie une demande à une ou plusieurs AP(s) Réponse de réassociation succès: AP répond, Terminal parle avec l’AP échec: continue scanning AP accepte la demande de réassociation L’AP signale la nouvelle station au DS (Distribution System) La DS met sa base de données à jour (i.e., adresses / routage) Typiquement, le DS informe l’ancienne AP, qui peut libérer ses ressources Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.35 WLAN: IEEE 802.11b Débits Temps d’établissement 1, 2, 5.5, 11 Mbit/s, depend du SNR Débit effectif max. approx. 6 Mbit/s Portée (pour une antenne omni 0dBi) 300m extérieur, 30m intérieur Débit max à 10 m Connectionless/always on Qualité de service Typ. Best effort, pas de garanties (sauf PCF, peu supporté) Gestion Limitée Fréquence Bande ISM 2.4 GHz Avantages/Désavantages Sécurité Limitée, WEP non-secure, SSID cout Avantage: bcp de produits, facile d’installation, … Désavantage: interférences, pas de garanties, relativement lent disponibilité Beaucoup de produits, de marques (3Com, Cisco, D-Link, …) Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.36 IEEE 802.11b – trames PHY Long PLCP PPDU format 128 16 synchronization SFD 8 8 16 16 signal service length HEC PLCP preamble bits variable payload PLCP header 192 µs at 1 Mbit/s DBPSK 1, 2, 5.5 or 11 Mbit/s Short PLCP PPDU format (optional) 56 16 short synch. SFD 8 8 16 16 signal service length HEC PLCP preamble (1 Mbit/s, DBPSK) bits variable payload PLCP header (2 Mbit/s, DQPSK) 96 µs 2, 5.5 or 11 Mbit/s Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.37 Sélection de canaux (disjoints) Europe (ETSI) channel 1 2400 2412 channel 7 channel 13 2442 2472 22 MHz 2483.5 [MHz] US (FCC)/Canada (IC) channel 1 2400 2412 channel 6 channel 11 2437 2462 22 MHz Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 2483.5 [MHz] 6.38 WLAN: IEEE 802.11a débit Temps d’établissement 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbit/s, dependant du SNR (et donc de la distance) Débit utilisateur (paquets de 1500 byte): 5.3 (6), 18 (24), 24 (36), 32 (54) 6, 12, 24 Mbit/s obligatoire Portée (antenne omni) Connectionless/always on Qualité de service Typ. Best effort, pas de garanties (sauf PCF, peu supporté) Gestion 100m extérieur, 10m intérieur Limitée E.g., 54 Mbit/s à 5 m, 48 à 12 m, 36 à 25 m, 24 à 30m, 18 à 40 m, 12 à 60 m Fréquences Bande ISM 5.15-5.25, 5.25-5.35, 5.7255.825 GHz Avantage: compatible 802.x, Securité Bande 5 GHz plus libre Désavantage: pas de QoS pertes plus rapides avec la distance, car fréquence plus élevée Idem .11b Cout Disponibilité Moins que 11 b, mais pas mal Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.39 IEEE 802.11a – trame PHY 4 1 12 1 rate reserved length parity 6 16 tail service variable 6 variable payload tail pad bits PLCP header PLCP preamble 12 signal 1 6 Mbit/s data variable symbols 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbit/s Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.40 Canaux pour 802.11a / US U-NII 36 5150 40 44 48 52 56 60 64 canal 5180 5200 5220 5240 5260 5280 5300 5320 5350 [MHz] 16.6 MHz 149 153 157 Fréquence centrale = 5000 + 5*numéro de canal [MHz] canal 161 5725 5745 5765 5785 5805 5825 [MHz] 16.6 MHz Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.41 OFDM en IEEE 802.11a (et HiperLAN2) OFDM avec 52 sous-porteuses utilisées (64 au total) 48 données + 4 pilotes (plus 12 sous-porteuses virtuelles pour faciliter le filtrage) 312.5 kHz entre porteuses 312.5 kHz pilotes -26 -21 -7 -1 1 7 21 26 Numéro de sous-porteuse Fréquence centrale Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.42 WLAN: IEEE 802.11 – développements en cours (08/2002) 802.11d: aspects légaux – terminé 802.11e: MAC Enhancements – QoS – en cours Extension du MAC pour la qualité de service. 802.11f: Inter-Access Point Protocol – en cours Protocole entre points d’accès sur le système de distribution. 802.11g: débit > 20 Mbit/s at 2.4 GHz; 54 Mbit/s, OFDM – fini (ou presque) (Apple Extreme Airport) 802.11h: gestion de spectre 802.11a (DFS, TPC) – en cours 802.11i: Enhanced Security Mechanisms – en cours Sécurité MAC 802.11 (basé sur 802.1x). Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.43 ETSI - HIPERLAN ETSI standard European standard, cf. GSM, DECT, ... Enhancement of local Networks and interworking with fixed networks integration of time-sensitive services from the early beginning HIPERLAN family one standard cannot satisfy all requirements range, bandwidth, QoS support commercial constraints HIPERLAN 1 standardized since 1996 – no products! higher layers medium access control layer channel access control layer physical layer HIPERLAN layers network layer data link layer logical link control layer medium access control layer physical layer OSI layers physical layer IEEE 802.x layers Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.44 BRAN – Broadband Radio Access Networks Motivation deregulation, privatization, new companies, new services How to reach the customer? alternatives: xDSL, cable, satellite, radio Radio access flexible (supports traffic mix, multiplexing for higher efficiency, can be asymmetrical) quick installation economic (incremental growth possible) Market private customers (Internet access, tele-xy...) small and medium sized business (Internet, MM conferencing, VPN) Scope of standardization access networks, indoor/campus mobility, 25-155 Mbit/s, 50 m-5 km coordination with ATM Forum, IETF, ETSI, IEEE, .... Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.45 Broadband network types Common characteristics ATM QoS (CBR, VBR, UBR, ABR) HIPERLAN/2 short range (< 200 m), indoor/campus, 25 Mbit/s user data rate access to telecommunication systems, multimedia applications, mobility (<10 m/s) HIPERACCESS wider range (< 5 km), outdoor, 25 Mbit/s user data rate fixed radio links to customers (“last mile”), alternative to xDSL or cable modem, quick installation Several (proprietary) products exist with 155 Mbit/s plus QoS HIPERLINK – currently no activities intermediate link, 155 Mbit/s connection of HIPERLAN access points or connection between HIPERACCESS nodes Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.46 BRAN and legacy networks Independence BRAN as access network independent from the fixed network Interworking of TCP/IP and ATM under study Layered model Network Convergence Sub-layer as superset of all requirements for IP and ATM Coordination core network ATM core network IP network convergence sublayer BRAN data link control BRAN PHY-1 BRAN PHY-2 IETF (TCP/IP) ATM forum (ATM) ETSI (UMTS) CEPT, ITU-R, ... (radio frequencies) ... Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.47 HiperLAN2 Official name: BRAN HIPERLAN Type 2 H/2, HIPERLAN/2 also used High data rates for users More efficient than 802.11a Connection oriented QoS support Dynamic frequency selection Security support www.hiperlan2.com Strong encryption/authentication Mobility support Network and application independent convergence layers for Ethernet, IEEE 1394, ATM, 3G Power save modes Plug and Play Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.48 HiperLAN2 architecture and handover scenarios AP MT1 APT APC Core Network (Ethernet, Firewire, ATM, UMTS) 1 MT2 3 AP APT MT3 APC 2 APT MT4 Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.49 Centralized vs. direct mode AP AP/CC control control control data MT1 MT2 Centralized MT1 data MT2 MT1 data control Direct Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.50 MT2 +CC HiperLAN2 protocol stack Higher layers DLC control SAP Radio link control sublayer Radio resource control DLC user SAP Convergence layer DLC conn. control Assoc. control Data link control basic data transport function Error control Radio link control Scope of HiperLAN2 standards Medium access control Physical layer Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.51 Physical layer reference configuration PDU train from DLC (PSDU) mapping scrambling FEC coding interleaving OFDM PHY bursts (PPDU) radio transmitter Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.52 Operating channels of HiperLAN2 in Europe 40 36 5150 48 44 52 56 60 channel 64 5180 5200 5220 5240 5260 5280 5300 5320 5350 [MHz] 16.6 MHz 104 140 channel 5500 5520 5540 5560 5580 5600 5620 5640 5660 5680 5700 5725 [MHz] 100 5470 112 108 16.6 MHz 116 120 124 128 132 136 center frequency = 5000 + 5*channel number [MHz] Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.53 Basic structure of HiperLAN2 MAC frames 2 ms 2 ms MAC frame 2 ms MAC frame broadcast phase MAC frame downlink phase variable 2 ms MAC frame random access phase uplink phase variable ... TDD, 500 OFDM symbols per frame variable 2 406 24 LCH PDU type payload CRC 2 10 396 24 LCH PDU type sequence number payload CRC bit LCH transfer syntax bit UDCH transfer syntax (long PDU) 54 byte Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.54 Valid configurations of HiperLAN2 MAC frames 2 ms 2 ms MAC frame 2 ms MAC frame broadcast 2 ms MAC frame downlink MAC frame ... random access uplink BCH FCH ACH DL phase DiL phase UL phase RCHs BCH FCH ACH DiL phase UL phase RCHs BCH FCH ACH UL phase RCHs BCH FCH ACH UL phase RCHs BCH FCH ACH DL phase DiL phase RCHs BCH FCH ACH DiL phase RCHs BCH FCH ACH BCH FCH ACH DL phase DL phase Valid combinations of MAC frames for a single sector AP RCHs RCHs Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.55 Mapping of logical and transport channels BCCH FCCH RFCH LCCH RBCH DCCH UDCH UBCH UMCH downlink BCH FCH ACH UDCH DCCH LCCH LCH SCH RCH uplink SCH ASCH UDCH LCH UBCH UMCH DCCH RBCH LCH SCH direct link Jochen Schiller, adapté par L. Deneire, cours de réseaux sans fils, IUT-GTR 6.56 LCCH