METHODE D ACCESS AU SUPPORT DE TRANSMISSION

Report
Université des Sciences et de la Technologie Houari Boumediene
Faculté d’Electronique et Informatique / Département d’Informatique
Méthodes d’accès au support
de transmission dans les
réseaux filaires et sans fils
Cours Technologies réseaux
Licence GTR 3 ème année
1. Classification des méthodes d’accès au
support de transmission:
Méthodes d’allocation statique (ou pseudo-statique)
Chaque émetteur a une part fixe du canal
Exemples : TDMA, FDMA, CDMA
 Méthodes d’allocation dynamique
•
Accès aléatoire (par compétition)
Chaque émetteur émet quand il peut
Exemples : ALOHA, CSMA/xx
• Accès à tour de rôle
Exemples : jeton, maître-esclave
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2. Accès Multiple Par Répartition en
Fréquence :FDMA (Frequency
Division Multi Access)
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Principe général:
 Chaque utilisateur assigner à une fréquence(canal).
REPARTITION DE CANAUX EN FREQUENCE
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FDMA : duplexage associé

FDMA-FDD :(FDMA-Frequency Division Duplex)
 FDMA-TDD :(FDMA-Time Division Duplex)
FDMA-FDD
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FDMA-TDD
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Avantages de FDMA:
Moins de traitement de signal requis (communications
bandes étroites).
 Synchronisation temporelle facilité.

Inconvinients de FDMA:
 Sensibilité au fading fréquentiel (pas de diversité
fréquentielle).
 Interférence des canaux adjacents.
 Nécessité éventuelle d’intervalle fréquentiel de garde.
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3. Accès Multiple Par Répartition
en Temps : TDMA (Time Division
Multi Access).
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Principe générale
 Une même bande de fréquence N.
 Séparer time-slot (Ts) dans le temps.
 Chaque utilisateur possède un Ts pour transmettre.
 Le processus répéter de manière périodique.
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TDMA: duplexage associé :
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TDMA-FDD
:(TDMA-Frequency Division Duplex)
TDMA-TDD
:(TDMA-Time Division Duplex)
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Avantages de TDMA:
 Diversité fréquentielle possible.
 Pas d’intervalle fréquentiel de garde.
 Gestion de différents services par assignation de plusieurs
Time-Slot,
 Périodes d’écoute pendant la phase de silence (handover
facilité).
Inconvénients de TDMA:
 Interférence entre symbole : égalisation nécessaire,
 Intervalle temporel de garde nécessaire
 Estimation de canal pour chaque Time-Slot possiblement
requises.
 OVERHEAD induit par ces traitements.
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4. Accès Multiples Par Répartition
de Codes : CDMA (Code Division
Multi Access)
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Principe générale :
 Chaque utilisateur a un code.
 même bande pour tous les utilisateurs en même
instant.
Etalement par Séquences Directes, ou par saut de
fréquences.
 Méthode d’accès orthogonale ou non-orthogonale.
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Propriétés de CDMA :
Utilisation
du code d’étalement pour séparer les
utilisateurs.
Utilisation de codes orthogonaux en liaison
descendante.
Utilisation de codes non-orthogonaux en liaison
montante.
Contrôle de puissance requis pour effet near-far.
Utilisation de multi-codes pour accroitre les
débits d’un utilisateur.
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Le CDMA en mode duplex :
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5. CSMA/CD (carrier sense multi
Access /Collision Detect) :
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C’est la méthode la plus utilisée au monde, elle est
définie sous le standard IEEE 802.3 (ISO 8802.3).
Principe général :
Si le canal est libre, transmettre immédiatement.
S’il est occupé attendre qu’il redevienne libre.
Tester l’état du canal en même temps que la
transmission.
En cas de collision, envoyer des données de
bourrage JAM et arrêter la transmission.
 Attendre une durée aléatoire et tenter à nouveau
la retransmission
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Quand un datagramme veut émettre :
Si le support est occupé:
Le support devient libre:
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Comment les collisions sont gérés:
Deux utilisateurs envoient au même temps.
Les deux signaux électriques émis se
chevaucheront.
Les deux émetteurs écoutent sur le réseau pour
détecter les collisions.
les émetteurs émettent un signal de brouillage
appelé JAM.
réémission sera reconduite ultérieurement au
bout d’un temps aléatoire, ’Back-Off’.
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Algorithme d’accès au médium du
CSMA/CD
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Méthode CSMA/CA
(CDMA /Collision Avoidance)
(IEEE 802. 11): Pour réseaux sans fils
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Pourquoi le CSDM/CA
CSMA/CD n’est pas utilisable dans les réseaux sans
fils
Causes : Détection de collisions pendant la transmission
Très coûteuse (voire impossible)
 Les liaisons radio ne sont pas en full duplex
 La puissance en émission est différente de celle en
réception
 Les signaux sont affaiblis
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Principe de CSMA/CA :
Le principe de CSMA/CA a été expliqué dans la
figure ci-dessous :
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Méthode CSMA/CA – simple
(exemple)
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7. La méthode de
Token-ring
IEEE 802.5
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Propriétés de Token-ring:
Développés par IBM.
 Méthode d’accès ordonné, non
centralisée.
Topologie logique en anneau.
 Les équipements et les interfaces de
Token-ring sont plus chers.
 Une solution de passé par rapport à
Ethernet.

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Organisation logique en anneau
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Organisation physique
En étoile pour les réseaux les plus simples
Chaque station est reliée au port d’une MAU (Multiple
Attachement Unit)
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Accès à jeton

Une seule station à la fois peut émettre sur le
support.
 La station emetrice doit posséder le jeton (Token).
 il y a un seul jeton transmis de station en station.
 La possession du jeton est limitée dans le temps.
Remarque
La gestion du jeton n’est pas centralisée.
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Avantages:

Garantie de bande passante pour chaque
station.
 Garantie de délais bornés (pour les jetons
temporisés).
Inconvénients:

Une station qui fonctionne mal peut monopoliser
le jeton.
 Effets négatifs de périodes transitoires de perte
de jeton.
 Inefficacité en cas de charge faible.
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A\\C’est quoi la technique
OFDM
OFDM est une technique de transmission très
performante pour les réseaux sans fil à hauts
débits numériques.
Dans un système OFDM, la bande de fréquence
est divisée en des multiples sous-porteuses
orthogonales.
Les usagers présents dans le système se
partagent ces sous-porteuses pour échanger
les données avec la station de base.
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B\\Présentation
1950:les premières études sur les multi- porteuses.
1966:premier schéma OFDM est présente.
1980:au projet de radiodiffusion numérique DAB
(Digital Audio Broadcasting)
.
.
.
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C\\Applications courantes de la
modulation OFDM
la télédiffusion numérique terrestre (DVB-T, DVB-H) ;
la radiodiffusion numérique terrestre DAB ;
la radiodiffusion numérique terrestre T-DMB ;
la radiodiffusion numérique DRM ;
les liaisons filaires telles que l'ADSL, le VDSL,
les modems sur courant porteur (Homeplug),
les modems câble (standard Docsis) ;
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C\\Applications courantes de la
modulation OFDM
les réseaux sans-fils basé sur les
normes 802.11a, 802.11g, 802.11n (Wifi),
802.16 (Wi MAX) et Hyperplan ;
les réseaux mobiles de nouvelle
génération (LTE, 4G) qui utilisent une
technique d'accès multiple basée sur
l'OFDM appelée OFDMA: Orthogonal
Frequency-Division Multiple Accès.
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D\\Mode d’accès
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1\Schéma d’accès multiple utilisant
OFDM avec des stratégies d’allocation
Adaptatives
Dans une transmission OFDM, les informations
relatives au canal de transmission tel que
le rapport signal sur bruit SNR permettent à
l’émetteur d’effectuer une allocation adaptative
des sous-porteuses.
Ce concept est utilisé dans les systèmes
pratiques d’OFDM et il est référencé comme une
modulation adaptative ou « BitLoading ».
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OFDM-TDMA
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OFDM-FDMA (OFDMA)
Dans un système OFDM – FDMA, Chaque utilisateur alloue une
partie des sous-porteuses à chaque symbole OFDM.
Pour chaque sous-porteuse allouée on applique une méthode
adaptative d’allocation qui dépend du rapport SNR. Cette
méthode présente des avantages et des inconvénients opposés à
ceux de la méthode TDMA-OFDM.
Il existe plusieurs variantes, parmi lesquelles :
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Bloc FDMA
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FDMA-Entrelacé
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OFDMA Adaptative
Dans cette méthode, une sous porteuse est allouée
suivant les conditions du canal. Dans un système de
communication à deux voies, la réponse fréquentielle
du canal pour chaque utilisateur et sur chaque sousporteuse peut être envoyée à l’émetteur par un
feedback ou bien elle peut être estimée directement
par l’émetteur dans les systèmes à duplexage
temporel.
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CDMA-OFDM
Les usagers se distinguent les un des autres par
des codes. La version de CDMA-OFDM la plus
utilisée est la multi-porteuse CDMA (MCCDMA). Dans ce type d’accès, le signal de
donnée est étalé par une séquence directe
d’étalement de spectre (DS-SS), le code
d’étalement utilisé dans notre cas est le code
Walsh.
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2\Allocation des sous porteuses
(Accès multiple OFDMA)
Parmi les N sous porteuses OFDM, chaque
utilisateur choisit aléatoirement ses n sousporteuses
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2\Allocation des sous porteuses
(Accès multiple OFDMA)
Il se peut donc que deux ou plusieurs utilisateurs
choisissent les mêmes sous-porteuses, ce qui
conduit à des collisions. Considérons les 2 cas
suivants :
Une sous porteuse ne peut être allouée qu’à un
seul utilisateur .
Une sous porteuse peut être allouée à deux
utilisateurs .
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E\\Synchronisation
1\Synchronisation d’un bloc dans un
Système OFDM
Synchronisation parfaite
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E\\Synchronisation
1\Synchronisation d’un bloc dans un
Système OFDM
Absence de synchronisation
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2\Types de systèmes de
synchronisation
Système A : sans synchronisation.
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2\Types de systèmes de
synchronisation
Système B : avec synchronisation au niveau des terminaux.
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2\Types de systèmes de
synchronisation
C : complètement synchronisé au niveau de la station de base.
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