Différences

Ci-dessous, les différences entre deux révisions de la page.

--- reseaux:iot:architectures [2022/08/07 08:31] – [2. Les réseaux LPWAN] phil
+++ reseaux:iot:architectures [2022/08/16 17:17] – [1.2 IPv6 et couches d'adaptation] phil
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 ==== 1. Les protocoles de l'IoT ====
-<callout type="primary" icon="true">Les objets se caractérisent par une **capacité de traitement limitée** et par une **consommation énergétique réduite** pour préserver l’autonomie imposée par une alimentation sur batterie. Or, les activités les plus consommatrices pour un équipement sont l’émission et la réception de données.</callout>
+<callout type="primary" icon="true">Les objets se caractérisent par une **capacité de traitement limitée** et par une **consommation énergétique réduite** pour préserver l’autonomie imposée par une **alimentation sur batterie**. Or, les activités les plus consommatrices pour un équipement sont l’émission et la réception de données.</callout>
 Pour maximiser l’autonomie des équipements, il faut revoir l’intégralité des protocoles, mais en les calquant sur les architectures existantes pour en assurer la compatibilité.
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 === 1.1 Les topologies de réseaux (Couche 1 et 2) ===
-<callout type="primary" icon="true">Les réseaux pour l’internet des objets peuvent être divisés en deux catégories : les **topologies maillées** (mesh in english) et **étoilées** (star).</callout>
+<callout type="primary" icon="true">Les réseaux pour l’internet des objets peuvent être divisés en deux catégories : les **topologies maillées** (**mesh**) et **étoilées** (**star**).</callout>
 {{ :reseaux:iot:mesh_star.jpg?nolink&400 |}}
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   * **Réseaux maillés** \\ Les réseaux maillés, tels que la famille **IEEE 802.15.4**, sont une adaptation d’un protocole d’accès **Wi-Fi** pour préserver l’énergie. \\ La **portée** de transmission est limitée à **50 mètres** pour limiter la consommation d'énergie ; et par conséquent, les messages doivent être relayés par d’autres nœuds pour atteindre leur destination. \\ \\ Le débit est de **quelques centaines de kilobits/s** et la taille de la **trame** est de **quelques centaines d’octets**. \\ Ces réseaux sont **performants pour transporter des données IoT**, __**mais**__ le **protocole de routage**, ainsi que le **relayage des trames**, **consomment l’énergie des objet**s.
-  * **Topologies en étoile** \\ Les topologies en étoile ne nécessitent pas de tels mécanismes de routage. Toutes les communications se font avec un point central qui relaie les informations vers la destination. \\ Les progrès réalisés dans le traitement des signaux permettent d’étendre la portée de transmission à faible puissance. Cette famille de réseaux est appelée **réseaux étendus à faible puissance** (**Low-Power Wide-Area Networks, LPWAN**) comme **Sigfox**, **LoRaWAN**, ou même du côté de la téléphonie cellulaire avec des évolutions de la norme 4G et une intégration plus complète dans la **5G**. Le [RFC 8376] donne, en anglais, un aperçu de ces techniques. \\ \\ Avec une puissance de transmission de **25 mW**, il est possible de communiquer sur une distance de **3 km** en milieu urbain et de **20 km** dans un environnement dégagé. Les LPWAN sont compatibles avec les appareils de classe 0 car ils ne nécessitent pas la mise en place d’une pile IP. \\ \\ La figure ci-dessous décrit une architecture typique pour les LPWAN.{{ :reseaux:iot:tolologiestar.jpg?nolink |}} \\ L’appareil envoie des données brutes sur le réseau radio. Le signal radio est capté par une ou plusieurs passerelles radio, et la trame est envoyée à une passerelle réseau (LNS - LoRa Network Server- pour les réseaux LoRaWAN, et SCEF - Service Capability Exposure Function Gateway - pour les réseaux 3GPP). \\ \\ Le propriétaire de l’appareil a associé l’appareil à un connecteur dans le LPWAN Gateway (NGW) qui peut être un URI (Universal Ressource Identifier), une adresse de broker MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ou une Web socket. Lorsque l’appareil envoie des données, il est relié à l’application par ce tunnel. \\ \\ Certaines technologies telles que LoRaWAN ou Sigfox utilisent des bandes sans licence, imposant un cycle d’utilisation (duty cycle) de 0,1 à 10 % selon les canaux pour assurer l’équité entre les nœuds, empêchant ainsi qu'un équipement ne monopolise le canal de transmission. Comme cette restriction s’applique également à l’antenne du fournisseur, la communication entre le réseau et l’appareil est considérablement limitée.
+  * **Topologies en étoile** \\ Les topologies en étoile ne nécessitent pas de tels mécanismes de routage. Toutes les communications se font avec un point central qui relaie les informations vers la destination. \\ Les progrès réalisés dans le traitement des signaux permettent d’étendre la portée de transmission à faible puissance. Cette famille de réseaux est appelée **réseaux étendus à faible puissance** (**Low-Power Wide-Area Networks, LPWAN**) comme **Sigfox**, **LoRaWAN**, ou même du côté de la téléphonie cellulaire avec des évolutions de la norme 4G et une intégration plus complète dans la **5G**. Le [RFC 8376] donne, en anglais, un aperçu de ces techniques. \\ \\ Avec une puissance de transmission de **25 mW**, il est possible de communiquer sur une distance de **3 km** en milieu urbain et de **20 km** dans un environnement dégagé. Les LPWAN sont compatibles avec les appareils de classe 0 car ils ne nécessitent pas la mise en place d’une pile IP. \\ \\ La figure ci-dessous décrit une architecture typique pour les **LPWAN**.{{ :reseaux:iot:tolologiestar.jpg?nolink |}} \\ L’appareil envoie des données brutes sur le réseau radio. Le signal radio est capté par une ou plusieurs passerelles radio, et la trame est envoyée à une passerelle réseau (LNS - LoRa Network Server- pour les réseaux LoRaWAN, et SCEF - Service Capability Exposure Function Gateway - pour les réseaux 3GPP). \\ \\ Le propriétaire de l’appareil a associé l’appareil à un connecteur dans le LPWAN Gateway (NGW) qui peut être un URI (Universal Ressource Identifier), une adresse de broker MQTT (Message Queuing Telemetry Transport) ou une Web socket. Lorsque l’appareil envoie des données, il est relié à l’application par ce tunnel. \\ \\ Certaines technologies telles que LoRaWAN ou Sigfox utilisent des bandes sans licence, imposant un cycle d’utilisation (duty cycle) de 0,1 à 10 % selon les canaux pour assurer l’équité entre les nœuds, empêchant ainsi qu'un équipement ne monopolise le canal de transmission. Comme cette restriction s’applique également à l’antenne du fournisseur, la communication entre le réseau et l’appareil est considérablement limitée.
-<note>L’utilisation principale de ces réseaux LPWAN est la télémétrie où un appareil envoie régulièrement des informations ou une alarme de temps en temps (par exemple des capteurs de température). Le débit et la taille des messages sont beaucoup plus réduits que dans le cas de réseaux maillés.
+<callout type="primary" icon="true">L’utilisation principale de ces réseaux LPWAN est la télémétrie où un appareil envoie régulièrement des informations ou une alarme de temps en temps (par exemple des capteurs de température). Le débit et la taille des messages sont beaucoup plus réduits que dans le cas de réseaux maillés.
-</note>
+</callout>
 === 1.2 IPv6 et couches d'adaptation ===
-Le protocole IP (niveau 3 de la pile protocolaire) offre une version uniforme du réseau quelle que soit la technologie de niveau 2.
+Le **protocole IP** (**niveau 3** de la pile protocolaire) offre une version uniforme du réseau quelle que soit la technologie de niveau 2.
 Comme l’espace d’adresses d’IPv4 est presque saturé, les travaux pour l’**internet des objets** portent principalement sur **IPv6** où la taille de l’adresse est étendue sur **128 bits** offrant 2<sup>96</sup> fois plus d’adresses.