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L'activité réseaux sans fils

  Participants : Philippe Jacquet, Olivier Lecomte, Paul Mühlethaler, Amir Qayyum

Le projet ESPRIT LAURA, financé par la Commission européenne, s'est officiellement achevé en 1995. Le projet consistait à définir et à construire un réseau local sans fil compatible avec l'architecture Ethernet et aux performances similaires (10 Mbps). Le but a été atteint avec succès. La normalisation européenne du réseau sans fil HiPeRLAN qui faisait pendant au projet LAURA et auquel l'Inria a activement contribué s'est prolongée jusqu'en 1996, année qui a connu la conclusion de l'enquête publique à l'ETSI et le vote final de la norme qui a eu lieu en août.

La norme a été acceptée sous le numéro ETS 300-652 avec plus de 92 % des voix pondérées des pays représentés à l'ETSI (en fait seule la Suède a voté contre). La norme sera promulguée comme standard technique européen, et reproduite par tous les états membres de l'ETSI (ensemble de l'Europe plus Turquie et Russie). La bande de fréquence 5.15 - 5.25 GHz a été allouée exclusivement aux réseaux HiPeRLAN suite à la confirmation de la décision de l'ERO (TR 22-06). Une extension de cette bande de fréquence jusqu'à 5.3 GHz est d'ores et déjà disponible dans la plupart des pays de la Communauté.

Il est aussi question d'ouverture de bandes similaires aux États-Unis et au Japon pour des réseaux compatibles avec HiPeRLAN. Par exemple, suite à l'initiative WINForum et NII, la FCC (régulation US des fréquences) a décidé d'allouer 300 MHz à 5.2 GHz pour des réseaux compatibles avec HiPeRLAN. Tous les éléments sont réunis pour faire de cette norme la base d'un standard mondial.

HiPeRLAN est une version améliorée du réseau LAURA, ce dernier représentant une sorte de validation technique préalable du premier. HiPeRLAN aura un débit de 24 Mbps sur chacun des cinq canaux dont il dispose dans la bande 5.2 GHz (soit une capacité brute agrégé de 120 Mbps). En plus des éléments déjà développés pour le réseau LAURA, HiPeRLAN dispose aussi d'un mécanisme de gestion des qualités de service pour des trafics multimédia, rendant le produit interfaç able avec ATM par exemple.

L'Inria a contribué avec succès à la définition de la partie protocole de la norme HiPeRLAN. Notre équipe a été représentée à toutes les réunions de normalisation HiPeRLAN organisées pour l'ETSI ; elle était constituée principalement de Ph. Jacquet, P. Mühlethaler puis de Pascale Minet et Nicolas Rivierre du projet REFLECS. L'activité de cette équipe a été déterminante dans trois domaines clefs du protocole.

Premièrement elle a été à l'origine de la définition du protocole d'accès à signalement actif qui marque l'originalité du standard HiPeRLAN.

Deuxièmement, elle a aussi défini le protocole de routage interne qui permet au réseau HiPeRLAN de fonctionner indépendamment de toute infrastructure câblée, sans restriction de topologie et avec une fiabilité accrue. D'ailleurs, à titre anecdotique, lors de l'enquête publique, l'équipe Inria a défendu avec succès le système de routage basé sur l'expérience scientifique acquise depuis Arpanet et Internet.

Troisièmement, l'équipe Inria a tenu un rôle moteur dans la conception du système de priorités et d'ordonnancement qui se trouve à la base de la gestion des qualités de service d'HiPeRLAN. Ce dispositif s'avère indispensable dans la perspective de l'adaptation d'HiPeRLAN à des trafics multimédia autres que des transferts de données. L'ensemble des activités de cette équipe s'est concrétisé par la rédaction de plus d'une cinquantaine de documents techniques sur deux ans au sein du comité de normalisation. Trois articles d'introduction à ses trois principaux domaines d'investigation ont été acceptés dans la revue Wireless Personal Communications  [15, 14, 13].

Suite aux résultats positifs du projet LAURA, il a été décidé de mener une action de valorisation de ces résultats en portant la norme HiPeRLAN sur des réseaux radio à 2.4 GHz. Ces réseaux auront des performances moindres de celle d'HiPeRLAN (de 1 à 2 Mbps de débit au lieu de 24 Mbps) mais reposent sur une technologie mûre et meilleur marché. La nouvelle norme ETS 300-328 sur la libération de la bande 2.4 GHz fournit le cadre juridique à cette action, car elle permet la réalisation de réseaux sans fil sans exclusivité de fréquences et de protocoles dans la bande 2.4 GHz.

Les cartes réseaux radio à 2.4 GHz existent dans le commerce. Nous avons sélectionné la carte Wavelan de NCR. Dans le cadre de la collaboration avec l'action Praxitèle, ces cartes servent aussi à la liaison sans fil entre les voitures électriques et une base au sol. D'ailleurs Praxitèle sera l'un des premiers bénéficiaires du réseau lorsque celui-ci sera étendu à l'ensemble des fonctions HiPeRLAN.

La valorisation se déroule en deux phases : une phase software et une phase hardware. La phase software consiste à réaliser des drivers HiPeRLAN au dessus des cartes 2.4 GHz. Le driver contrôle la gestion du routage interne et les fonctions de passerelles pour des stations mixtes air-câble. Ainsi le driver sans fil est capable de suivre en temps réel les changements topologiques qui interviennent dans le réseau et le cas échéant de prendre un raccourci par le câble si les conditions de connectivité l'exigent. Deux stagiaires, O. Lecomte de Supélec et A. Qayyum du DEA de parallélisme d'Orsay, ont mené à bien cette entreprise (en détectant d'ailleurs une faute dans la pré-norme HiPeRLAN). Le driver est actuellement installé sous LINUX et un portage sous Windows est à l'étude.

La phase hardware consiste à programmer une carte réseau intégrant un modem radio à 2.4 GHz. La carte, dont la réalisation est financée par l'intermédiaire de Praxitèle, permettra d'implanter le protocole d'accès par signalement actif et de mettre en oeuvre le système de priorité d'HiPeRLAN. Ces fonctions ne pouvaient pas être contrôlées au niveau du driver en software car elles nécessitent une redéfinition du protocole d'accès déjà intégré sur la carte du commerce. Des fonctions de routage seront aussi transportées sur la carte afin d'alléger le driver et de libérer le CPU pour des applications temps réel comme celles de Praxitèle.

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