Soutenance mémoire
Le besoin croissant de communication et d’interconnexion entre utilisateurs entraîne l’introduction de nouvelles architectures, protocoles et technologies réseau dans le monde Internet. Les infrastructures réseau filaires ont montré jusque-là leur suprématie dans les zones urbaines. On peut citer, entre autre, la technologie DSL ou encore la fibre optique. Cependant, leurs déploiements dans les zones géographiquement reculées et faiblement peuplées seraient très coûteux. Ceci nous amène à opter pour des solutions alternatives. Nous pouvons en citer deux grandes catégories. Nous avons tout d’abord les technologies GSM, GPRS, UMTS, 3G+ et la 4G, appelées généralement les réseaux cellulaires de télécommunications mobiles. Elles se caractérisent par leur large couverture et par le fait que tout appareil téléphonique mobile peut avoir un accès via ces réseaux. De plus, le débit agrégé qu’elles offrent est assez conséquent et peut atteindre quelques mégaoctets par seconde dans certaines zones.
La deuxième solution alternative est la technologie des réseaux par satellite. Utilisée à ses débuts pour la diffusion de la télévision, cette technologie a connu de grandes évolutions et permet actuellement un accès bidirectionnel aux services IP. De plus, pour un satellite géostationnaire, la couverture offerte peut atteindre le tiers du globe. Les grands inconvénients de cette technologie d’accès sont principalement le délai de propagation assez long ainsi que la limitation et le coût de la bande passante. Néanmoins, depuis quelques années, la technologie d’accès par satellite suscite l’intérêt des fournisseurs d’accès Internet du fait d’un coût de déploiement fixe par rapport aux autres technologies.
Introduction aux réseaux hybrides et mécanismes de mobilité
Les réseaux satellite ont vu leur déploiement s’accélérer, en tant que solutions alternatives, à cause de la rapidité et la flexibilité de leurs mises en place. Par exemple, le satellite KA-SAT va permettre de desservir jusqu’à 300.000 foyers en Internet haut débit, avec des débits montants compris entre 6 et 10 Mbits/s. L’ouverture des services commerciaux pour ces communications satellitaires est prévue pour la fin mai 2011. Ce nouveau satellite améliore la Qualité de Service disponible pour les 1,5% de foyers qui ne bénéficient pas du haut débit par ADSL en Europe et le bassin méditerranéen.
Cette mise en place est aujourd’hui envisagée en complément d’autres solutions sans fils, comme le WiMax mais surtout les réseaux cellulaires de nouvelles générations. En effet, la dernière génération des réseaux cellulaires, appelée communément la 4G, permet des accès haut débit, rapides et mobiles, et pourtant la couverture peut faire défaut. C’est la raison pour laquelle les experts se dirigent vers des solutions hybrides satellites/terrestres ou mobiles pour la gestion des accès à la donnée. Néanmoins, le coût de ces technologies ainsi que la limitation des ressources freinent ce développement. C’est pour cela que des architectures de Qualité de Service (QdS) sont mises en oeuvre, pour limiter tout d’abord les ressources mal utilisées et surtout pour garantir la satisfaction du client. En effet, chaque client a son propre profil de données à utiliser et peut donc profiter de services adaptés. Ainsi, notre contexte de travail adresse la Qualité de Service dans les réseaux hybrides. Dans ce chapitre, nous allons présenter les différentes techniques de réseaux d’accès possibles pour les réseaux hybrides. Par la suite, nous introduisons le concept de Qualité de Service ainsi que la qualité d’expérience. Cette dernière n’est qu’une partie de la Qualité de Service mais qui a pour vocation de mesurer la satisfaction de l’utilisateur. Nous décrivons par la suite les différents protocoles utilisés, ou susceptibles d’être utilisés dans les NGNs. Nous finissons ce chapitre par une introduction à la mobilité et sa gestion.
Les réseaux satellite et mobile
La technologie des réseaux satellite connait de grandes évolutions grâce à sa large utilisation dans plusieurs scénarios, la rapidité de sa mise en place et la large couverture proposée. Aujourd’hui, les réseaux satellite ne sont plus mis en place en tant que solution isolée, mais ils sont vus comme une solution complémentaire aux réseaux mobiles. Dans le contexte de complémentarité, deux types de technologie suscitent notre intérêt, la technologie WiFi 802.11 et la technologie WiMax 802.16. De plus, le réseau cellulaire de 4ème génération remplace son prédécesseur 3G et se voit candidat pour être accompagné par les réseaux satellite. Avant de décrire ces technologies, nous commençons par présenter les réseaux satellite et les méthodes d’accès à ses ressources. Par la suite, nous décrirons les technologies WiFi 802.11 et WiMax 802.16.
Les réseaux satellite
Présentation
Le Digital Video Broadcasting over satellite (DVB-S) [2] est un standard ETSI (European Telecommunications Standards Institute) conçu en 1994 et utilisé initialement pour la diffusion (télévision par satellite). Il fournit une large couverture et minimise les infrastructures d’installations avec un simple et rapide déploiement des terminaux. La démocratisation des terminaux [2] a permis une réduction des coûts d’équipement et par la suite le développement et la standardisation d’une voie retour appelée Return Channel via Satellite (DVB-RCS) [3]. Les réseaux DVB-S/RCS (par la suite DVB-S2/RCS) ont introduit l’interactivité requise par les accès large bande dans les zones géographiques non couvertes et rurales, et fournissent un accès rapide et simple dans les zones pendant les catastrophes naturelles. Ces évolutions ont entraîné de nouvelles topologies comme l’accès Internet par satellite.
Les Retourn Channel Satellite Terminals (RCST), communément appelés Satellite Terminals (ST), ont un comportement similaire aux routeurs d’accès à la voie retour pour le trafic utilisateur. La GateWay (GW) centralise l’ensemble du trafic dans le réseau satellite et établit l’interconnexion avec les réseaux terrestres. Le Network Control Center (NCC) est le coeur du réseau satellite. Il se charge de la gestion des ressources satellite et généralement effectué au sol en couplage avec la GW.
Depuis la première génération DVB-S, la technologie de transmission via le satellite a considérablement évolué. De nouveaux schémas de codage et de modulation ont été introduits pour permettre plus de flexibilité et une meilleure utilisation du canal de transmission. En 2003, le Digital Video Broadcasting via Satellite 2ème génération DVB-S2 [5] est conçu pour remplacer le DVB-S. Il permet une meilleure utilisation du lien et un gain de capacité de 30 % par rapport à la première génération, grâce aux nouveaux schémas de modulation et à la correction d’erreur (Forward Error Correction FEC). L’adaptation du codage et de la modulation ACM apporte une utilisation optimisée de la capacité en s’adaptant aux différentes perturbations que le réseau peut subir (perturbations météorologiques).
Méthodes d’accès
La GW représente dans notre cas, le seul point d’accès du réseau satellite à l’Internet. Les mécanismes de gestion de la Qualité de Service et les méthodes d’accès sont différents, selon la voie aller ou retour du système satellite. Sur la voie aller, la GW centralise toutes les données et la signalisation, et donc occupe l’ensemble de la bande offerte par le transpondeur. La méthode d’accès sur cette voie repose sur un accès multiple à répartition dans le temps et en fréquence MF-TDMA (Multi-Frequency Time Division Multiple Access).
Depuis le DVB-S2, l’ACM apporte de meilleures performances de transmission, une souplesse totale ainsi qu’une complexité raisonnable du récepteur. Il permet une optimisation de la transmission en fonction des conditions de la voie. Différents types de modulations sont utilisés. Les plus répandues sont : QPSK, 8PSK, 16APSK, 32APSK. La correction d’erreur directe FEC (Forward Error Correction) augmente la robustesse des transmissions, généralement une combinaison de modulation et de codage (1/4, 1/3, 2/5, 1/2, 3/5, 2/3, 3/4, 4/5, 5/6, 8/9 et 9/10). Compte tenu des différents codages et modulations utilisés pour chaque lien, la bande passante attribuée à chaque terminal peut donc varier selon le taux d’erreur et donc selon une modulation et un codage donné.
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Table des matières
Introduction générale
1 INTRODUCTION
2 LES RESEAUX SATELLITE ET MOBILE
2.1 Les réseaux satellite
2.2 Les réseaux WiFi 802.11
2.3 Les réseaux WiMax 802.16
2.4 Les réseaux hybrides satellite/terrestre
3 LA QUALITE DE SERVICE ET LA QUALITE D’EXPERIENCE
3.1 Introduction
3.2 La QdS dans la couche application
3.3 Les modèles de garantie de la QdS
3.4 La Qualité d’Expérience
4 LA MOBILITE ET SA GESTION
4.1 Les scénarios hybrides de mobilité
4.2 Schéma de mobilité
4.3 Conclusion de mobilité
5 CONCLUSION
1 INTRODUCTION
2 METHODES D’EVALUATION
2.1 La simulation
2.2 L’émulation
2.3 Système réel
2.4 Conclusion sur les plateformes d’évaluation
3 OUTILS DE MESURE POUR LES SYSTEMES EMULES OU REELS
3.1 Iperf
3.2 TCPTRACE
3.3 Wireshark
3.4 NTP Daemon
3.5 JTG
3.6 FL3
3.7 ORENETA
3.8 WEB100
4 EXEMPLE D’EVALUATION : LE PROJET OURSES
4.1 Tests basiques de la QdS
4.2 Tests de TCP
4.3 Les tests subjectifs
4.4 Limitation et problèmes rencontrés
4.5 Conclusion
5 CONCLUSION
1 INTRODUCTION
1.1 Caractéristiques des réseaux satellite GEOs
2 L’APPORT DES NOUVELLES VERSIONS TCP
2.1 L’évolution de TCP
2.2 Les options et mécanismes d’améliorations de TCP
3 EVALUATION DE L’IMPACT DES PROTOCOLES TCP SUR UN RESEAU SATELLITE
3.1 Plateforme de tests
3.2 Méthodologie de mesure/analyse
3.3 Résultats et analyses
3.4 Conclusion
4 PROPOSITION SUR L’AMELIORATION DU CONTROLE DE CONGESTION SUR LE DVB-S2 : LE PROTOCOLE DCCP
4.1 The TCP Friendly Rate Control
4.2 L’impact des réseaux satellite sur DCCP avec les flux à débit variable
4.3 L’apport de l’ACM et problématique
4.4 Solutions proposées
4.5 Conclusion
5 CONCLUSION
1 GESTION DE LA MOBILITE AVEC TCP DANS UN RESEAU HYBRIDE
2 EVALUATION DE L’IMPACT DES PROTOCOLES TCP DANS UN CONTEXTE HYBRIDE
2.1 Comportement de TCP durant un handover
2.2 Résultats et analyses
2.3 Conclusion
3 CONCLUSION
Conclusion générale
