Memoire Online - à‰tude et simulation d'une interconnexion des réseaux locaux par faisceaux hertziens.

Mémoire présenté et défendu publiquement en vue de l'obtention du Grade d'Ingénieur Industriel en Informatique

Dédicace

A Dieu Tout Puissant qui m'a accordé la santé, le courage et la force d'y arriver. A mon regretté Père NKEZABAHIZI Pascal.

A ma très chère Mère MACUMI Léoncie pour tes sacrifices, ton amour et ton soutien pour ma vie et mon éducation.

A mon frère et ma soeur qu'ils trouvent ici le sentiment de notre union fraternelle.

A Mlle. NGENDAKUMANA Josette pour ta sympathie, ton soutien matériel, moral et spirituel à mon égard.

Dédicace

A Dieu Tout Puissant qui m'a accordé la santé, le courage et la force d'y arriver.

A mes très chers parents NAHIMANA Vénant et HATUNGIMANA Géneviève pour vos sacrifices, votre amour et votre soutien pour ma vie et mon éducation.

A mon frère et mes soeurs qu'ils trouvent ici le sentiment de notre union fraternelle. A la famille GAHUNGU Dieudonné.

Remerciements

L'accomplissement de ce travail a été un fruit de plusieurs efforts matériels, moraux et spirituels. C'est pour cela que nous voudrions adresser nos sincères remerciements :

A Dieu Tout Puissant qui nous a guidés en nous préservant la vie et en nous donnant le courage, l'intelligence, la science et la force tout au long de nos études.

Nous remercions M. NIYONKURU Dieudonné qui, malgré pas mal d'obligations à sa disposition a accepté d'assurer la direction de ce mémoire ; sa rigueur scientifique, ses remarques, ses conseils et son dynamisme nous ont été très bénéfiques.

Nous tenons aussi à remercier les membres du jury qui ont accepté de participer à l'évaluation de ce mémoire.

Nous adressons aussi nos sentiments de reconnaissance à tous nos éducateurs depuis l'école primaire plus particulièrement ceux de la faculté d'Informatique de l'Université de Ngozi.

Nous remercions la Direction de l'ONATEL/Région Nord pour sa franche collaboration au cours de la collecte d'informations nécessaires à l'élaboration de notre mémoire.

Nos sentiments de gratitude s'adressent bel et bien à nos chers parents pour leur amour, leurs conseils, leurs efforts et sacrifices approuvés pour que nous ayons une éducation de qualité.

Pourquoi pas ne pas remercier nos frères et soeurs, oncles et tantes, cousins et cousines, collègues, amis et connaissances et toutes les personnes qui nous ont été utiles, qu'ils trouvent nos vifs remerciements dans cet ouvrage.

Résumé

L'information a de très grande importance dans les entreprises et organismes. Cependant, ces derniers ont besoin des systèmes répondant aux besoins de bien gérer cette information.

Les LAN sont une solution pour le partage des ressources et la gestion du personnel. Dans le cas où ces LAN sont distants les entreprises ont affaire à des systèmes permettant la communication entre eux tout en réservant la fiabilité et l'efficacité des informations.

Après avoir constaté tout cela, nous nous sommes donné l'objectif de faire une simulation visant l'interconnexion des LAN par faisceaux hertziens. Pour y arriver, nous avons utilisé le logiciel Radio Mobile 14.2.1 comme outil pour la simulation et nous avons relevé les cordonnées des sites abritant les LAN à interconnecter à l'aide du logiciel Google Earth. Ainsi, nous avons obtenu le réseau »Réseau yacu» englobant nos sites interconnectés.

Liste des figures

Figure 18: Réseau yacu, Bilan de liaison entre BTS_Ngozi et BTS_Masanganzira 50

Figure 19: Réseau yacu, bilan de liaison entre BTS_Ngozi et BTS_Masanganzira, Calcul de

Liste des tableaux

Tableau 4: Classes d'adresses IP et leur masque de sous-réseaux par défaut 12

Table des matières

I.2.3. La normalisation, l'adressage et le transfert des données dans les LAN 7

Sigles et abréviations

Introduction générale

De nos jours, l'information dans l'entreprise ou dans un organisme représente l'intérêt capital. Cependant, cette information nécessite une bonne gestion et une bonne administration des utilisateurs participant à son traitement.

En plus, l'accès et l'échange de ces informations doivent être favorables en temps réel et simultané à tous les utilisateurs ayant droit.

Pour que ces accès et échanges puissent se réaliser, ces entreprises et organismes doivent faire appel aux réseaux informatiques et télécoms qui, aujourd'hui, sont incontournable en matière de gestion des ressources et d'échange d'informations.

Les réseaux locaux moyennant leurs coûts de mise en oeuvre, présentent aujourd'hui, en matière de gestion local d'une information, un avantage incontournable au sein d'une entreprise ou d'un organisme car ils répondent à un grand nombre de besoins de ces derniers tels que la consultation des bases de données à distance, partage des ressources, échange d'informations, messagerie ainsi qu'une bonne gestion des ressources et une centralisation des utilisateurs.

Dans le cas où ces réseaux locaux se trouvent dans des sites distincts et qu'ils veulent communiquer, il faut avoir un système permettant cet échange tout en gardant la fiabilité et l'efficacité de l'information. Dans ce cas, les entreprises ou les organismes souhaitant l'interconnexion de leurs réseaux locaux doivent faire recours à des techniques d'interconnexion spécifiques et fiables.

Comme le réseau de télécommunication est un ensemble de communications à distance via des supports spécifiques, ces derniers jouent un rôle important en matière d'interconnexion de ces réseaux informatiques.

C'est dans ce but que nous avons choisi notre sujet de recherche: «ETUDE ET SIMULATION D'UNE INTERCONNEXION DES RESEAUX LOCAUX PAR FAISCEAUX HERTZIENS».

L'information est un élément de grande importance dans l'entreprise ou dans un organisme. Cette information a dans beaucoup de cas besoin d'être accédée simultanément et en temps réel par beaucoup d'utilisateurs locaux ou distants.

Le système d'information auquel elle est soumise doit permettre ces accès multiples et simultanés via des supports de transmission fiables. L'interconnexion des sites abritant les réseaux locaux à interconnecter doit être fiable ; cependant il faut bien choisir le système d'interconnexion à utiliser car, techniquement, c'est lui qui fait que ça puisse se représenter ou non des failles ou des piratages des informations lors du transport.

- Est-ce que le transfert des informations nécessite des supports de transmission fiables ?

- Est-il possible de minimiser le temps d'échange des informations via des liaisons spécialisées dans le transfert d'informations ?

- Quel est le gain rapportent-t-ils les réseaux de télécommunications dans l'interconnexion des réseaux informatiques ?

- Est-ce que les conditions climatiques influencent-elles dans l'interconnexion des réseaux ?

Les ressources d'une entreprise ou d'un organisme ont beaucoup besoin d'être partagées entre tout le personnel de l'entreprise ou de l'organisme sauf les informations personnelles. Si l'entreprise dispose des sites distincts, les informations ont besoin d'être transitées via des supports de transmission spécifiques et fiables.

Le choix de notre sujet intitulé «ETUDE ET SIMULATION D'UNE INTERCONNEXION DES RESEAUX LOCAUX PAR FAISCEAUX HERTZIENS» a porté sur le fait que ces informations ont besoin d'être transportées fiablement afin qu'elles puissent être accédées simultanément et en temps réel tant à distance qu'en local. Dans notre travail, nous allons nous pencher sur le transport de l'information entre des sites distants.

- Pour nous, ce travail nous permet d'approfondir les connaissances théoriques et pratiques apprises au banc de l'école. Ça nous permet aussi d'affronter la réalité professionnelle en matière de l'ingénierie de transmission radio.

- Ce travail présente l'intérêt capital aux entreprises et organismes car ces derniers ont besoin en plus de mieux gérer leurs ressources et leur personnel, des bons systèmes les permettant une mise en communication entre eux ou entre leurs différents sites.

- Pour d'autres chercheurs, ce travail va leur permettre de s'en servir comme ouvrage selon leur domaine de recherche.

Les réseaux locaux présentent aujourd'hui une très grande importance dans le monde des réseaux informatiques surtout dans les entreprises et organismes qui ont besoin d'accéder simultanément et en temps réel à des mêmes informations, gérer leur personnel, etc. Les liaisons interentreprises ou intersites doivent être efficaces, fiables et via des supports spécifiques.

Notre objectif est de nous initier dans l'interconnexion des réseaux ainsi qu'en matière de l'ingénierie de transmission radio en vertu de simuler une liaison hertzienne visant une interconnexion des réseaux locaux.

Tout travail scientifique nécessite des méthodes et techniques efficaces afin d'accomplir un travail parfait.

Pour notre travail, nous avons utilisé diverses techniques telles que la documentation dans certains ouvrages, les mémoires des étudiants, les cours vus en classe, la documentation sur internet ainsi que la technique d'interview pour collecter toutes les informations nécessaires afin de bien accomplir notre travail.

Nous avons également fait recours aux logiciels Radio Mobile et Google Earth pour la simulation de notre liaison hertzienne.

Notre travail intitulé« ETUDE ET SIMULATION D'UNE INTERCONNEXION DES RESEAUX LOCAUX PAR FAISCEAUX HERTZIENS » porte sur la simulation d'une liaison hertzienne visant à interconnecter des réseaux locaux.

- du quatrième chapitre qui consiste en la simulation d'une interconnexion des

CHAPITRE I. Réseaux locaux

I.1.Introduction

A l'ère actuelle, les entreprises et les organismes ont beaucoup besoin des systèmes répondant à leur besoin de gestion des ressources et de leur personnel.

Ainsi, les réseaux locaux sont une famille des réseaux informatiques les plus utilisés dans différents entreprises et organismes. Cependant, tout au long de ce chapitre nous allons faire une approche sur les notions générales des réseaux locaux.

I.2.1. Définition

Les réseaux locaux ou Local Area Network (LAN) en anglais sont une famille des réseaux informatiques permettant d'interconnecter différents équipements informatiques au sein d'une entreprise ou organisme quelconque.

S'étendant sur quelques mètres à quelques dizaines de mètres, les réseaux locaux sont couramment utilisés pour le partage des ressources communes comme des périphériques, des données ou des applications ainsi que pour la gestion des utilisateurs.

Les LAN se distinguent des autres types de réseaux par 3 caractéristiques suivantes:

La taille des LAN est restreinte, leur délai de transmission est borné et connu et leur topologie est visible logiquement ou physiquement.

La station émet donc quand le support est libre, c'est-à-dire quand il n'ya aucune activité électrique sur le support.

I.2.2. Equipements et technologie des LAN

I.2.2.1. Equipements LAN

En réseau informatique, nous pouvons définir un équipement réseau comme étant un matériel nécessaire pour la mise en place et le fonctionnement d'un réseau.

Pour les réseaux locaux, nous distinguons comme équipements : Une machine équipée d'une carte réseau, les répéteurs, les concentrateurs, les ponts, les commutateurs ou Switch, les routeurs et passerelles.

I.2.2.2. Technologies des LAN

Une technologie est un ensemble de savoirs, de procédés et d'outils qui mettent en oeuvre les découvertes et les applications scientifiques les plus récentes dans un domaine particulier.[²]

Nous allons traiter des technologies les plus couramment utilisées dans les LAN pour interconnecter des appareils informatiques dans une zone géographique limitée.

Conçu par Robert Metcalfe en 1973 dans le centre de recherche de Xerox à Palo Alto [³], Ethernet, aussi connu sous le nom de norme IEEE 802.3, est un standard de transmission de données pour les réseaux locaux basé sur le principe de diffusion de messages sur un bus logique où tous les hôtes partagent de façon équitable le support. Ethernet représente aujourd'hui une technologie de réseaux très utilisées à cause de son prix de revient moins élevé ainsi que son adaptation facile pour les LAN.

La technologie Ethernet est caractérisée par le principe de détection de collision CSMA/CD dont le principe est le suivant :

Son principe de base repose sur la diffusion des messages à l'ensemble des stations du réseau. Dans la méthode CSMA plusieurs stations peuvent tenter d'accéder simultanément au support de transmission. La méthode CSMA/CD impose chaque station d'être toujours à l'écoute et à la détection du signal sur le réseau (Carrier Sense). Si une station veut émettre elle doit détecter avant l'émission qu'il n'ya pas de signal sur le bus. S'elle trouve qu'il y a un message en cours de diffusion elle n'émet pas pour attendre que le support soit libre afin qu'il n'y est pas de collision [⁴].

La liaison entre les différents équipements est rendu possible par des connecteurs RJ45 connectable sur câbles de différents types suivant le débit ; seules deux paires torsadées par câble sont plus utilisées : une pour l'émission, une autre pour la réception avec des débits pouvant atteindre 100Mbits/s et/ou 1Gbit/s dans certains cas particuliers.

Originaire d'IBM et normalisée comme norme 802.5 par IEEE, le Token Ring est un procédé de réseaux filaires utilisant le passage de jeton sur l'anneau. Le Token Ring utilise une technologie physique en étoile afin de garantir une bonne centralisation de la gestion des ruptures de l'anneau.

Constitué d'un ensemble de stations connectées en série, un anneau à jeton consiste à faire passer un jeton sur un bus unidirectionnel reliant une station active à sa voisine suivant l'unique sens de transmission défini.

Une station ayant des trames à émettre doit attendre que le jeton libre passe au niveau de son répéteur. Si elle reçoit ce jeton, elle peut envoyer une ou plusieurs trames. Et si elle n'a rien à envoyer elle laisse passer le jeton sans le modifier. Le temps de détention du droit d'émission est limité par défaut à 10ms afin d'éviter qu'une station ne monopolise pas l'anneau.

Le réseau FDDI est un réseau LAN utilisant une technique d'anneau à jeton avec capacité d'auto dépannage. Permettant de relier jusqu'à 1000 stations, elle offre un débit de 100Mbits/s sur une distance pouvant atteindre 200km.

Le réseau FDDI utilise des fibres optiques multimodes. Il se base sur deux anneaux indépendants en fibre optique ; chaque anneau reliant toutes les stations du réseau et la transmission sur un anneau se fait dans un sens, tandis qu'elle se fait en sens inverse sur l'autre anneau.

Cette technologie présente l'atout si un anneau est coupé l'autre prend le relai immédiatement.

Conçu sous la norme IEEE 802.11, la technologie Wifi permet de relier dans un réseau local des différents équipements en utilisant les ondes radio. Son débit varie de 11 à 54 Mbit/s sur une distance d'une dizaine de mètres.

La technologie VLAN permet de regrouper virtuellement les machines se trouvant dans différents locaux dans un seul réseau local. Ce regroupement se base sur le principe que ces machines ont besoin d'échanger fréquemment des informations ainsi qu'en se basant sur l'organisation de l'entreprise plutôt que sur sa localisation géographique.

Cette technologie a pour objectif de regrouper les utilisateurs ou les ressources qui communiquent le plus souvent sans tenir compte du milieu où ils se trouvent; la sécurité peut aussi être une des facteurs de regroupement.

I.2.3. La normalisation, l'adressage et le transfert des données dans les LAN

I.2.3.1. Introduction

Chaque technologie doit se conformer à certaines exigences internationales afin d'assurer une standardisation. Ainsi, il est très clair que les LAN doivent aussi répondre aux différentes exigences et techniques mises en place par des organismes internationaux disposant des droits.

I.2.3.2. La normalisation

La normalisation est définie comme un ensemble des activités d'études, de réalisation, de production et diffusion de normes⁵.

La normalisation a pour but d'homogénéiser des techniques à mettre en oeuvre en coordination. Elle assure une réduction des coûts d'étude, la rationalisation de fabrication et garantit un marché plus vaste. La normalisation permet aux consommateurs de s'assurer d'une garantie de fonctionnement, d'indépendance à l'égard du fournisseur et de pérennité des investissements.

Ainsi, il existe plusieurs organismes internationaux de normalisations tels que : ISO, CEI, IEEE, UIT-T, etc.

I.2.3.3. Les modèles OSI et TCP/IP

L'activité d'un réseau consiste à envoyer et à recevoir des données d'un ordinateur à un autre. L'ordinateur émetteur prépare les données qui seront transmises sur le support de communication du réseau afin que celles-ci soient transmises correctement vers l'ordinateur récepteur. Le système d'exploitation réseau effectue les tâches nécessaires à la transformation des données à envoyer en suivant strictement un ensemble de procédures appelé protocole. Ces procédures sont rassemblées dans des modèles de référence tels que : Le modèle OSI et le modèle TCP/IP.

Publié en 1978 par un organisme international de normalisation appelé ISO (International Standard Organisation), le modèle OSI est le plus connu et le plus utilisé pour décrire et expliquer un environnement réseau.

Ce modèle a permis de standardiser les communications entre les machines puisque de nombreux réseaux incompatibles coexistaient et c'est pour cette fin que, aujourd'hui, les différents constructeurs peuvent mettre au point des produits (logiciels ou matériels) compatibles.

Le modèle OSI sert du modèle de référence destiné à normaliser les échanges entre les machines parce qu'il traite la connexion entre les systèmes ouverts à la communication avec d'autres systèmes. Ainsi, le modèle OSI est un modèle à 7 couches dont chacun possède son rôle spécifique dans le réseau.

Tableau 1: Représentation des couches du modèle OSI I.2.3.3.3. Modèle de référence TCP/IP

TCP/IP est le protocole de transport de données très répandu sur internet et sur le réseau de télécommunication associé, et dont la standardisation lui permet d'être indépendant vis-à-vis des fabricants d'ordinateurs. [⁶]

Le modèle TCP/IP reprend l'approche du modèle OSI mais ne comprend que 4 couches. Ces couches répondent aux diverses tâches et correspondent à plusieurs couches du modèle OSI.

I.2.3.3.4. Comparaison entre TCP/IP et OSI

Précédent du modèle OSI, le modèle TCP/IP est fortement différent de ce dernier non seulement sur le nombre de couches que contient l'un par rapport à l'autre mais aussi par leur accès.

Le modèle OSI spécifie des services tandis que TCP/IP spécifie les protocoles. Ainsi, l'architecture TCP/IP regroupe un certain nombre de protocoles et applications tels que :

- SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) : offre un service de courrier électronique

- SLIP (Serial Line IP) : adapte TCP à des liaisons série via le réseau téléphonique

- DNS (Domain Name Server) : Système de base de données repartie assurant la correspondance d'un nom symbolique et d'une adresse IP - NFS (Network File System) : permet le partage de fichiers

I.2.3.4. L'adressage IP

Dans un réseau, la communication entre les ordinateurs se fait grâce au protocole IP, qui utilise des adresses numériques appelées adresses IP.

Une adresse IP est un numéro d'identification qui est attribué de façon pérennante ou provisoire à chaque appareil connecté à un réseau informatique utilisant IP [⁷].

Il existe des adresses IP de version 4 notées IPv4 (sur 32 bits, soit 4 octets) et de version 6 notées IPv6 (sur 128 bits, soit 16 octets). La version 4 est actuellement la plus utilisée.

Les adresses IPv4 sont composées de 4 nombres entiers (4 octets) séparées par des points et comprises entre 0 et 255 et sont notées sous la forme xxx.xxx.xxx.xxx, ces adresses servent aux ordinateurs du réseau à communiquer entre eux. Ainsi, chaque ordinateur du réseau doit posséder une adresse IP unique sur le réseau.

L'adresse IPv4 est sur 32 bits c'est-à-dire sur 4 octets. Ainsi, on distingue deux parties dans l'adresse IPv4 :

- Une partie des nombres à gauche désignant le réseau et est appelée ID du réseau (en anglais net-ID).

- Une partie des nombres à droite désignant les ordinateurs de ce réseau et est appelée ID d'hôte (en anglais host-ID).

Chaque ordinateur qui utilise les protocoles TCP/IP doit au moins avoir une adresse IP. Il existe cinq classes d'adresses. Chaque classe est identifiée par une lettre allant de A à E. Ces différentes classes ont chacune une spécificité en termes de répartition du nombre d'octets servant à identifier le réseau ou les ordinateurs connectés à ce réseau.

Les adresses de classe A sont composées d'un seul octet pour identifier le réseau et de trois octets pour identifier les machines de ce réseau. Un réseau de classe A peut comporter jusqu'à 2^3*8-2 ordinateurs soit 16777 214 ordinateurs. Le premier octet d'une adresse IP de classe A commence toujours par le bit 0, il est donc compris entre 0 et 127. Certaines valeurs sont réservées à des usages particuliers. Les adresse de classe A peuvent adresser jusqu'à 126 réseaux.

Les adresses de classe B disposent deux octets pour identifier le réseau et les deux octets pour identifier les machines pour ce réseau. Un réseau de classe B peut comporter jusqu'à 2^2*8-2 ordinateurs, soit 65534 ordinateurs.

Pour les adresses IP de la classe B, le premier octet commence toujours par la suite de bits 10, il est donc compris entre 128 et 191. Les adresses de la classe B peuvent adresser jusqu'à 16 382 réseaux.

Les adresses IP de classe C disposent trois octets pour identifier le réseau et d'un seul octet pour identifier les machines pour ce réseau. Un réseau de classe C peut comporter jusqu'à 2⁸-2 ordinateurs, soit 254 ordinateurs.

Le premier octet d'une adresse IP de classe C ne peut contenir que des valeurs comprises entre 192 et 223, donc il doit commencer par la séquence des bits 110.

Avec la classe C, il est possible d'adresser jusqu'à 2 097 150 réseaux. Exemple d'une adresse de classe C : 192.121.4.1

Les adresses de la classe D sont appelées Multicast. Elles permettent d'adresser simultanément des groupes d'ordinateurs. Un ordinateur peut ainsi posséder à la fois une adresse fixe et une adresse Multicast.

Lorsqu'une information est transmise à ce type d'adresse, c'est l'ensemble du groupe d'ordinateurs qui est concerné. Le premier octet d'adresse IP de classe D commence toujours par la séquence de bits 1110, il est donc compris entre 224 et 239.

Les adresses de la classe E sont réservées par l'organisme IANA qui vérifie l'unicité des adresses sur le réseau Internet à un usage non déterminé. Les adresses de la classe E commencent toujours par la séquence de bits 11110, elles sont donc comprises entre 240 et 255.

Classe	Bits de départ	Début	Fin	Notation
Classe A	0	0.0.0.0	127.255.255.255	/8
Classe B	10	128.0.0.0	191.255.255.255	/16
Classe C	110	192.0.0.0	223.255.255.255	/24
Classe D (Multicast)	1110	224.0.0.0	239.255.255.255	/4
Classe E (réservée)	11110	240.0.0.0	255.255.255.255

Tableau 3: Classes d'adresses IP I.2.3.4.3. Les adresses particulières [⁸]

Une adresse IP ne peut pas avoir tous les bits à 1 ou à 0. Ces genres d'adresses sont des cas particuliers et par conséquent sont réservés pour des situations précises.

- Si tous les bits d'hôtes sont à 1, cette adresse est réservée pour une diffusion sur l'ensemble du réseau ;

- Si tous les bits d'hôtes sont à 0, cette adresse est appelée adresse du réseau auquel elle appartient ;

- Si tous les bits du réseau sont à 0, cette adresse est utilisée pour identifier un hôte du réseau courant.

Dans un réseau local, il n'est pas toujours obligatoire que tous les ordinateurs soient reliés directement à l'Internet. Seul un ordinateur soit relié à l'Internet et par son intermédiaire les autres ordinateurs y accèdent.

Cet ordinateur est souvent appelé proxy ou passerelle et doit avoir une adresse IP reconnu auprès de l'ICANN. Par contre, les autres ordinateurs du réseau ont aussi besoin d'une adresse IP pour pouvoir communiquer ensemble en interne. Donc, il est obligatoire de leurs attribuer ces adresses mais sans tenir compte de l'adresse du proxy. Le RFC 1918 définit un certain nombre d'adresses IP réservées pour une utilisation en intranet [⁹].

-10.0.0.0 à 10.255.255.255 -172.16.0.0 à 172.31.255.255 -192.168.0.0 à 192.168.255.255

Pour qu'un ordinateur du réseau puisse accéder à Internet via une adresse IP publique il faut y avoir une conversion des adresses IP privées en adresses IP publiques et cette conversion est appelée NAT. Elle est en générale exécutée par un routeur.

Un ordinateur ne peut directement communiquer qu'avec un autre ordinateur du même sous-réseau que lui. C'est le concept de masque de sous-réseau qui définit avec qui l'ordinateur peut communiquer.

Ainsi, les adresses IP d'un même sous-réseau doivent avoir le même masque de sous-réseau pour qu'ils puissent communiquer.

Le masque de sous-réseaux utilise la même représentation que celle d'une adresse IPv4 ; c'est-à-dire qu'il est codé sur 4 Octets soit 32 bits séparés par un point.

Toutefois, chaque type de classe d'adresses IP dispose d'un masque de sous-réseau par défaut qui indique comment l'adresse doit être interprétée à la normale.

Une adresse MAC est constituée de 6 octets soit 48 bits et est représentée sous la forme hexadécimal et les octets sont séparés par un double point ou un tiret.

Pour garantir une bonne gestion des adresses IP, il s'avère nécessaire de découper l'adresse IP en plusieurs adresses IP appelées sous-réseaux [¹⁰]. Cette technique permet d'éviter l'épuisement des adresses IP sur le réseau et consiste à emprunter des bits. Ainsi, des bits de la partie d'hôtes doivent être réattribués au réseau. L'opération d'emprunt se fait toujours à partir du bit d'hôtes se trouvant le plus à gauche ; c'est-à-dire le bit le plus proche du dernier octet de la partie réseau.

En effet, quelle que soit la classe sur laquelle s'effectue la subdivision, les règles sont les mêmes :

- Nombre de sous-réseaux utilisables= 2nombre de bits empruntés moins 2 - Nombres d'hôtes utilisables = 2nombre de bits restants moins 2

Chaque ordinateur connecté sur le réseau doit obligatoirement avoir une adresse IP qui est un numéro unique qui l'identifie sur ce réseau. Ainsi, les adresses IP sont attribuées soit de façon dynamique soit statique.

Une adresse IP dynamique est une adresse IP qui change régulièrement et qui fait l'objet d'une attribution automatique [¹¹]. La configuration des adresses IP d'un réseau entier peut être effectuée depuis un emplacement unique et les attribuer dynamiquement à chaque ordinateur. L'attribution de ces adresses est effectuée par le protocole DHCP.

Une adresse IP statique est une adresse qui ne change jamais et que vous devez configurer manuellement [¹²]. Pour ce type d'adresse, il faut obligatoirement configurer manuellement l'adresse IP pour chaque ordinateur du réseau.

Une adresse physique aussi appelée adresse MAC ou adresse Ethernet est un identifiant physique stocké dans une carte réseau et est utilisée pour attribuer mondialement une adresse unique au niveau de la couche liaison. [¹³]

Pour une adresse MAC, les trois premiers octets permettent d'identifier le constructeur de la carte réseau et les trois octets suivants représentent le numéro de série de la carte chez son constructeur.

I.2.4. Routage et commutation

Dans un réseau, les informations passent sur plusieurs noeuds¹⁴ avant d'atteindre leurs destinations. Il existe plusieurs méthodes permettant le transfert de ces dernières d'un noeud à un autre ; donc, d'un émetteur à un récepteur.

I.2.4.1. Routage

Chaque ordinateur du réseau a besoin d'envoyer et de recevoir des informations vers et en provenance d'autres ordinateurs. Ces informations transitent sur des chemins souvent appelés route pour atteindre une destination voulue. Le transport des informations est basé sur le système de routage.

Le routage est ainsi un mécanisme par lequel des chemins sont sélectionnés dans un réseau pour acheminer les données d'un expéditeur jusqu'à un ou plusieurs destinataires. [¹⁵]

Le type de routage est déterminé suivant la façon dont la table de routage est créée :

- Si la table de routage est créée manuellement, on parle de routage statique ; ce type de routage est souvent utilisé pour des petits réseaux ;

- Si la table de routage est créée par le routeur [¹⁶] lui-même en fonction des informations qu'il traite, on parle de routage dynamique.

Dans un réseau, chaque routeur doit avoir des informations sur les routeurs voisins. Chaque routeur doit conserver une liste de réseaux et chaque réseau peut être allié à un ou plusieurs routeurs voisins pour lesquels le message peut passer. Cette liste s'appelle table de routage.

La table de routage contient une route appelée route par défaut sur laquelle seront transitées les informations qui ne correspondent pas à un réseau connu dans la table de routage. Par contre, un routeur qui ne possède pas de route par défaut doit connaître toutes les destinations possibles. La route par défaut peut être dynamique ou statique et la table de routage doit être mise à jour régulièrement.

Ainsi, un routeur utilise des algorithmes appelés algorithmes de routage pour savoir par quelle route les informations seront transitées.

Le routage utilisant ce type d'algorithme se base sur le principe que chaque routeur possède une table de routage montrant la distance qui est entre lui et ses routeurs voisins. Cette distance n'est pas précise; elle est estimée en calculant la durée du parcours des messages envoyés par les routeurs voisins.

Pour ce type d'algorithme, chaque routeur dispose d'une base de données qui décrit toute la topologie du réseau; c'est-à-dire l'ensemble des routeurs et leurs façons de communication. Pour savoir la distance qui est entre le routeur et ses voisins, il utilise le principe de construction d'un arbre [¹⁹] dont il est racine et parcourt tous les chemins du réseau jusqu'à ce qu'il atteigne la destination finale.

La commutation est définie comme étant un établissement d'une connexion entre deux points d'un réseau. [²⁰]

C'est une méthode qui consiste à réserver une ressource logique ou physique de communication entre deux équipements pendant toute la durée de communication. Durant cette communication, le chemin concerné est verrouillé et est réservé pour ces deux équipements. Le chemin est donc libéré à la fin de la communication.

Ce mode de commutation est souvent utilisé dans les Réseaux Téléphoniques Commutés (RTC) car c'est possible d'assurer une meilleure performance pour le transfert des données en réservant une ligne téléphonique entre deux abonnés.

Ainsi, il est d'importance capital que la ligne soit active durant tout le temps de la conversation.

Malgré son majeur inconvénient de monopoliser les ressources de communication entre commutateurs pendant toute la durée de communication qui doit nécessiter la multiplication des ressources entre les commutateurs, elle présente l'atout de simplicité de mise en oeuvre. Ainsi, la commutation de circuits s'applique aux réseaux numériques qu'aux réseaux analogiques.

Cette méthode consiste à fragmenter l'information en plusieurs paquets de données. Après l'opération de fragmentation, les paquets sont transmis indépendamment. Ces paquets peuvent transiter sur des chemins différents et c'est à leur destination qu'ils doivent être réassemblés. De même, les paquets peuvent atteindre leur destination dans l'ordre différent de celui d'envoi et peuvent probablement se perdre. C'est pour cela que cette méthode intègre un système dans les paquets afin de permettre un réassemblage ordonné à la réception et une réémission en cas de perte de paquets.

Cette méthode est très utilisée surtout comme mode de transfert sur internet et présente les avantages de résister aux pannes des noeuds et une utilisation rationnelle et efficace des lignes de transmissions. Le réassemblage des paquets à la réception peut être difficile, ce qui peut s'observer comme défaut.

Il existe d'autres modes de commutations telles que la commutation de cellules (ATM) et la commutation des trames mais ces dernières s'inspirent à la commutation de paquets.

I.2.4.3. Comparaison entre routage et commutation

Le routage et la commutation s'avère nécessaire dans les réseaux tant informatique que télécommunication. Le routage permet le transfert des paquets entre deux réseaux différents en se basant sur l'adresse IP de la machine destinatrice tandis que la commutation permet la redirection suivant l'adresse physique de la machine destinatrice.

I.3. Conclusion

Le besoin d'accès aux informations simultanément et en temps réel par plusieurs utilisateurs ainsi qu'une bonne gestion des ressources et des utilisateurs a donné naissance à la nécessité de mise en réseau.

L'objectif de ce chapitre était la présentation de certaines notions générales sur les réseaux locaux afin de bien mener une mise en réseau efficace.

Ainsi, les réseaux informatiques peuvent cohabiter, selon les objectifs, avec les réseaux de télécommunications afin d'assurer un meilleur traitement d'une l'information.

II.1. Introduction

Malgré la présence importante des réseaux informatiques, les réseaux de télécommunications s'avèrent nécessaires pour le traitement de l'information surtout en matière de son transport sur des longues distances, dans la téléphonie, etc. Cependant, les réseaux informatiques et les réseaux de télécommunications sont souvent inséparables. Ces réseaux de télécommunications relèvent des atouts importants pour différentes communautés d'affaires. Ainsi, le présent chapitre est destiné à l'exposition des concepts généraux sur les réseaux de télécommunications afin de relever leurs atouts dans le monde de transmission/réception des informations.

II.2. Généralités sur les réseaux de télécommunications [23]

Le mot `'télécommunication» vient du mot grec `'tele-» qui signifie `'loin», et du mot latin `'communicare» qui signifie `'partager» et est définie comme étant un ensemble des moyens et techniques nécessaires au transport d'informations entre deux points quelconques et à une distance quelconque. Ces moyens techniques doivent être fiables. Nous pouvons aussi définir la télécommunication comme étant un ensemble de transmission, d'émission et de réception à distance des informations de différentes natures via des supports spécifiques.

Ainsi, un réseau de télécommunication est un réseau d'arcs et de noeuds mis en place de façon à ce que des messages puissent être transmis d'un bout à l'autre du réseau au travers de multiples liaisons.

II.3. Technologie des réseaux de télécommunications

Chaque type de réseaux doit avoir des techniques sur lesquelles il se base afin de mieux assurer un bon traitement d'une information.

Ainsi, pour les réseaux de télécommunications, leur technique se base sur une chaîne de transmission qui se présente par un acheminement du message de l'émetteur jusqu'au récepteur sur un support de transmission. Ce support est appelé canal de transmission. Nous distinguons cinq éléments qui composent une chaîne de transmission :

II.4. Typologie des réseaux de télécommunications

Pratiquement, la classification des réseaux de télécommunications peut s'effectuer suivant leur architecture et leur technique utilisées pour la transmission de l'information.

Ainsi, nous distinguons en général trois types de réseaux de télécommunications :

- Les réseaux de diffusions (Broadcast network) - Les réseaux cellulaires (Cellular network)

II.4.1. Réseaux commutés

Dans ce type de réseau, l'information est transmise de l'émetteur au récepteur au travers d'une suite de noeuds connectés entre eux par des supports de transmissions spécifiques. Chaque noeud qui reçoit l'information l'achemine selon son adresse de destination. Ces noeuds par lesquels passent les communications sont appelés des commutateurs.

- Réseaux à commutation de circuits(ou circuit switched network) dans lesquels un chemin est établi au préalable ;

- Réseaux à commutation de paquets (ou packet switched network) dans lesquels l'information est d'abord fragmentée en messages de taille limitée appelés paquets avant d'être envoyée et il y a réassemblage à la réception ;

- Réseaux à commutation de messages (ou messages switched network) dans lesquels le principe de communication est le même que pour les réseaux à commutation de paquets sur une différence de temps de stockage qui est plus long.

- Réseaux à commutation de cellules (Réseaux ATM) dont le principe de fonctionnement se base sur les réseaux à commutation de circuits et de paquets; un circuit virtuel est ainsi établi à l'avance soit par configuration des équipements, soit par signalisation. L'ensemble de cellules sera donc commuté sur ce circuit virtuel par commutation de paquets.

II.4.2. Réseaux de diffusion

C'est un type de réseau qui peut établir des communications bidirectionnelles. Pour ce type de réseau, l'information est transmise depuis l'émetteur qui doit être accessible par tous les récepteurs.

Nous ne distinguons pas des commutateurs dans ce type de réseaux : à l'émission, l'émetteur doit être partagé par tous les terminaux tandis qu'à la réception chaque terminal qui reçoit le message vérifie si celui-ci lui appartient ou non en examinant son adresse de destination.

II.4.3. Réseaux cellulaires

Ce type de réseaux peut être classé d'une part dans la catégorie des réseaux de diffusion pour la partie des mobiles car le milieu est accessible par tous les terminaux, d'autre part dans la catégorie des réseaux commutés pour la partie des fixes car ils utilisent la commutation de circuits ou de paquets.

II.5. Transmission dans les réseaux de télécommunications

II.5.1. Notion de signal

L'information à envoyer peut être sous forme numérique ou analogique. Cette information, avant d'être émise, doit être convertie en un signal analogique²⁴ ou numérique²⁵. Ainsi, un signal est un message codé de façon à pouvoir être communiqué à distance.²⁶

II.5.2. Modes de transmission

Chaque transmission doit avoir un mode de transmission adéquate à utiliser. Il existe deux modes de transmission :

II.5.2.1. Transmission synchrone

La transmission synchrone est un mode de transport d'information d'un point à un autre par un support spécifique dans lequel l'émetteur et le récepteur sont sur une même vitesse de transmission/réception. Les informations sont reçues à la même vitesse que l'émetteur les a envoyées. Ainsi, dans une transmission synchrone, les bits sont envoyés successivement et sans séparation de caractères.

Par contre, il peut exister des différences entre la vitesse de transmission et la vitesse de réception et cela est considéré comme son principal inconvénient. Pour remédier à cela, il faut diminuer la vitesse de transmission.

II.5.2.2. Transmission asynchrone

La transmission asynchrone est une liaison dans laquelle chaque caractère est émis de façon irrégulière dans le temps. Ainsi, la vitesse de transmission et l'information sont émises en même temps sur une même ligne par l'émetteur. A la réception, le récepteur ne peut savoir ni le début ni la fin de l'information envoyée.

Comme remède, il faut précéder à chaque caractère envoyé une information indiquant le début de la transmission et succéder de celui-ci une information indiquant la fin de la transmission. Les signaux doivent être adaptés sur le canal de manière à pouvoir être envoyés ou reçus sur celui-ci.

II.5.3. Techniques de transmission

La transmission des informations peut être analogique ou numérique selon la manière de variation du signal à transmettre.

Ainsi, un signal peut moduler de manière analogique l'amplitude ou la fréquence d'une onde avec des variations dans le temps qui sont continue; on parle de transmission large bande.

De même, une suite de données binaire permet de construire un signal qui prend, par exemple, deux valeurs 0 et 1, et qui varie dans le temps à des intervalles de temps réguliers; on parle de transmission en bande de base.

II.5.3.1. Transmission en bande de base

Si la longueur de la liaison ne dépasse pas quelques dizaines de mètres, les informations peuvent être transmises sans transformation du signal numérique en un signal analogique. Cette technique est appelée transmission en bande de base.

La transmission en bande de base (Baseband en anglais) consiste à faire transiter les informations sur le support physique de communication sous forme de signaux numériques. Ainsi, la transmission en bande de base est une technique permettant de transporter les signaux numériques sous forme d'impulsion discrète, avec interruption, après chaque impulsion sur une unique fréquence.

Un signal à transmettre subira donc un codage plus ou moins élaboré afin de l'adapter au support utilisé.

Ainsi, le codage est une opération qui consiste à convertir en une représentation binaire de l'information un signal électrique adapté aux contraintes physiques de transmission. Parmi les codages les plus utilisés en bande de base, nous trouvons : codage NRZ, codage biphasé ou Manchester, codage Miller ou Delay Mode et codage bipolaire.

La modulation de phase est une technique de modulation consistant à transmettre un signal de façon non linéaire en variant la phase d'un signal porteur.

La transmission en bande de base est généralement utilisée sur des petites distances, donc dans les réseaux locaux. Le message n'est pas transmis directement sur la ligne de transmission afin d'éviter certains risques d'erreurs qui peuvent conduire même à la perte du signal. Pour cela un message doit être codé avant la transmission et ce codage se fait sur un groupe de bits afin de faciliter la transmission.

II.5.3.2. Transmission large bande

Sur des longues distances, pour lutter contre l'affaiblissement du signal on utilise la transmission large bande. La transmission large bande consiste à faire circuler des informations sur un support physique de transmission sous la forme d'une onde sinusoïdale. Ainsi, la transmission large bande (Broadband en anglais) est une technique de transmission permettant de transporter les signaux obtenus en bande de base ou émis par les téléphones mobiles sur de longues distances et sur une plage de fréquences. La transmission de données est effectuée par l'intermédiaire d'une onde simple dont le seul but est de transporter les données en modifiant l'une de ses caractéristiques (amplitude, fréquence, phase). Cette action s'appelle modulation.

La modulation d'amplitude est une technique de modulation consistant à faire varier l'amplitude d'un signal de fréquence élevée en fonction d'un signal de basse fréquence.

Par opposition à la modulation d'amplitude, la modulation de fréquence consiste à transporter un signal en faisant varier sa fréquence.

Lors de l'envoie, un signal peut subir des transformations suivant le support ou les techniques de transmission utilisées. A la réception, il faut que le signal acquière sa forme initiale; donc il faut une technique pour le rendre sa forme initiale. Cette technique est appelée démodulation.

II.5.4. La numérisation

La numérisation est la conversion des informations ou d'un signal électrique en données numériques que des dispositifs informatiques ou d'électronique numérique pourront traiter.²⁷ Les informations à numériser peuvent être de natures différentes (texte, images fixes, images animées, son, etc.).

Ainsi, la numérisation s'effectue en une succession d'étapes; l'échantillonnage qui permet de prélever un échantillon du signal à transporter, la quantification qui permet de faire correspondre à l'amplitude de chaque échantillon une valeur ainsi que la codification qui permet de transformer cette valeur en valeurs binaires.

Aujourd'hui, la quasi-totalité des transmissions sont numériques. Seul l'accès aux réseaux téléphonique ; c'est-à-dire la liaison entre le poste téléphonique et le réseau, est majoritairement analogique.

II.5.4.1. Procédés de numérisation

Un signal transmis en large bande est totalement analogique. Cependant, il faut employer des procédés adéquats afin d'en avoir un signal numérique. Les procédés de numérisation diffèrent selon la nature des informations à numériser. Parmi ces procédés, le plus utilisé est le procédé MIC.

La Modulation d'Impulsion Codée (MIC) ou Pulse Code Modulation (PCM en anglais) est une représentation numérique non compressée d'un signal analogique via une technique d'échantillonnage.²⁸

Cette technique est utilisée pour la voix en télécommunication et pour le son dans des différents disques ainsi que pour les différents types de fichiers. Le MIC est employé dans des systèmes de téléphonie numérique et c'est le format standard des sons numériques dans les ordinateurs et dans divers formats des disques compact.

II.5.5. Principaux éléments de la transmission

Précédemment, nous avons vu qu'un réseau de télécommunication est un ensemble d'éléments communiquant entre eux au travers des supports de communication appropriés. Cependant, pour accéder à ce réseau, il faut au moins disposer des éléments suivants :

- L'Equipement Terminal de Traitement de Données (ETTD) ; - L'Equipement Terminal de Circuit de Données (ETCD).

L'Equipement Terminal de Traitement de Données (ETTD) ou en anglais Data Terminal Equipment (DTE) est un équipement qui ne se connecte pas directement au support de transmission mais qui est capable d'échanger des données avec un réseau. Il assure le traitement des données et est chargé du contrôle de communication. Cependant, la transmission des données est assurée par un ETCD.

L'Equipement Terminal de Circuit de Données(ETCD) ou en anglais Data Circuit Equipment (DCE) est un équipement chargé de la liaison des ETTD et de la conversion des signaux analogiques en numériques et vice-versa. Ainsi, la liaison des ETTD au canal nécessite une adaptation à ce dernier ; cette adaptation est effectuée par un ETCD.

II.5.6. Techniques d'accès [29]

Il existe plusieurs possibilités d'accéder à un réseau de télécommunication. Dans un endroit où plusieurs utilisateurs désirent se connecter simultanément et en temps réel au même support source de communication, il faut des techniques favorisant cet accès. Ces techniques sont notamment : CDMA, TDMA, FDMA, W-CDMA, F/TDMA, etc.

L'Accès Multiple par Répartition en Code(AMRC) ou Code Division Multiple Access (CDMA) est un système de codage permettant à plusieurs liaisons numériques d'utiliser simultanément la même fréquence porteuse.

Il consiste à chaque communication d'allouer un code que le récepteur doit utiliser pour démoduler le signal qu'il reçoit afin d'en extraire le contenu utile.

L'Accès Multiple à Répartition dans le Temps(AMRT) ou Time Division Multiple Acces (TDMA) est un mode de multiplexage³⁰ permettant de transmettre plusieurs signaux simultanément avec le principe de répartition des utilisateurs dans le temps disponible entre eux.

L'Accès Multiple par Répartition en Fréquence(AMRF) ou Frequency Division Multiple Access (FDMA) est un mode de multiplexage où chaque utilisateur se voit attribuer une ou deux bandes de fréquences distinctes.

L'Accès Multiple à Répartition en Code large bande ou Wideband Code Division Multiple Access (W-CDMA) est une évolution de la technique CDMA permettant d'avoir de connexions à hauts débits.

F/TDMA

L'Accès Multiple à Répartition de Fréquence et dans le Temps (AMRFT) ou Frequency and Time Division Multiple Access (F/TDMA) est une technique dans laquelle le temps est divisé en N temps de même longueur et aussi la fréquence valable est divisée en une fréquence de même largeur de bande. Elle consiste à attribuer les N fréquences et les N temps aux utilisateurs.

II.6. Conclusion

Le présent chapitre a pour objectif la présentation des notions de base sur les réseaux et télécommunication. Ces notions permettent d'acquérir des connaissances générales sur les réseaux et télécommunications ainsi que des techniques utilisées par ces derniers afin de mieux gérer l'information. Le transport d'informations nécessite des techniques à mettre en oeuvre selon les objectifs ainsi que la nature des informations à transmettre. Cependant, les informations sont souvent soumises à des changements sans toutefois modifier leurs contenus afin d'être adaptés aux supports de transmission utilisés.

Comme le réseau est un ensemble d'éléments distants communiquant entre eux, les réseaux de télécommunications jouent un rôle important dans leurs communications.

III. 1. Introduction

Le besoin d'échange d'informations inter-entreprises ou inter-agences d'une entreprise nécessite la mise en relation de ces dernières. Les utilisateurs doivent donc accéder de manière simultanée et en temps réel aux différentes informations à leur disposition qu'elles soient sur des machines différentes ou sur des sites distincts. Les réseaux utilisés par ces sites peuvent être différents ; donc peuvent comporter des machines différentes, des architectures différentes ou peuvent fonctionner à des vitesses différentes avec des protocoles différents.

Ainsi, il faut souvent utiliser les réseaux de transport³¹ afin de pouvoir faire communiquer des ordinateurs distants qu'ils appartiennent ou pas à la même entreprise. De même, pour que les ordinateurs d'une agence d'une entreprise puissent accéder à des ordinateurs du siège ou vice-versa, il faut un système permettant l'échange des informations entre ces emplacements sans tenir compte de la distance entre eux et de leurs complexités ; c'est l'interconnexion.

L'objectif de ce chapitre est de faire une approche sur l'étude d'une liaison hertzienne visant à interconnecter des LAN.

III. 2. Pourquoi l'interconnexion ?

L'interconnexion des machines des différents sites d'une même entreprise ou des différentes entreprises est effectuée selon les besoins et les objectifs de ces dernières.

- d'interconnecter les LAN des différents sites d'une entreprise ou des entreprises

différentes tout en assurant la transparence et l'indépendance des utilisateurs ; - de mettre en relation un LAN avec un serveur distant afin de permettre à une

III.3. Fonctions d'interconnexion

Comme l'interconnexion vise certains objectifs pour l'entreprise, elle doit alors répondre aux différentes fonctionnalités telles que :

L'information envoyée doit atteindre son destinataire ; c'est-à-dire par exemple une adresse de destination peut être référencée par un nom de domaine, un nom de l'organisation ou d'entreprise, un nom de service, un nom individuel, etc.

Le contrôle de flux consiste à ralentir les machines émettrices lorsque les dispositifs de stockage atteignent un taux d'utilisation et de remplissage trop élevé afin d'éviter la perte d'information et la saturation du réseau.

Normalement, l'interconnexion de plusieurs réseaux ne doit pas mettre en péril l'acheminement correct d'une information. Pour cela, il faut des techniques de codage, de contrôle et des mécanismes d'acquittement.

L'acheminement de l'information d'un réseau vers un autre peut varier et cela peut rendre difficile l'interconnexion. Il faut donc des techniques pour expédier les trames vers les bons destinataires et en utiliser la route la plus performante.

Il se peut que le message d'origine soit trop long pour être transporté d'un réseau à un autre. Il faut alors le découper en de petits segments transportables puis regrouper dans le bon ordre à la réception.

III.4. Techniques d'interconnexion

L'interconnexion nécessite des équipements d'interconnexion adéquats comme les ponts, les routeurs, les concentrateurs ou hubs, les passerelles, les faisceaux hertziens, etc. Les techniques d'interconnexion se basent sur le principe de fonctionnement de l'équipement utilisé.

III.4.1. Interconnexion par pont

Les ponts sont des équipements capables de reconnaitre les adresses des blocs d'informations qui transitent sur le support physique. Ainsi, ils permettent de relier des réseaux travaillant avec les mêmes protocoles et ils filtrent les trames et laissent passer les blocs destinés au réseau raccordé.

III.4.2. Interconnexion par routeur

Les routeurs sont des équipements qui permettent d'assurer l'acheminement des paquets d'un réseau à un autre tout en déterminant le bon chemin qu'un paquet de données va emprunter.

III.4.3. Interconnexion par concentrateur ou Hubs

Les concentrateurs sont des équipements qui permettent de connecter plusieurs ordinateurs entre eux. Ils permettent aussi comme son nom l'indique, de concentrer le trafic réseau provenant de plusieurs hôtes et de régénérer le signal.

III.4.4. Interconnexion par commutateurs

Les commutateurs sont des équipements multiports qui filtrent, acheminent et circulent les trames en fonction de l'adresse physique de destination.

III.4.5. Interconnexion par répéteurs

Les répéteurs sont des équipements qui permettent de régénérer un signal entre deux noeuds du réseau afin d'étendre la distance de câblage d'un réseau.

III.4.6. Interconnexion par passerelle

Les passerelles sont des systèmes logiciels ou matériels permettant de faire la liaison entre deux réseaux, servant notamment à faire l'interface entre des protocoles différents.

III.4.7. Interconnexion par faisceaux hertziens

La technique d'interconnexion par faisceaux hertziens permet d'interconnecter des réseaux en utilisant les ondes radioélectriques. Nous nous intéressons sur cette technique car c'est la technique d'interconnexion la plus performante non seulement au niveau de son coût par rapport à la fibre optique mais aussi sur le niveau de fiabilité et de sécurité ainsi que sa possibilité d'avoir des débits et des portées très élevées. Un faisceau hertzien est donc un système de transmission des signaux principalement numériques entre deux points par ondes électromagnétiques. Cette transmission peut être monodirectionnelle ou bidirectionnelle.

III.4.7.1. Notion de fréquence

La fréquence est définie comme étant le nombre de fois où un fait se reproduit dans un certain temps. Dans le cas des ondes, elle est définie par le nombre de fois que l'onde se

répète dans un temps déterminé. Elle est donc définie par l'équation f =c/ , avec
f : fréquence (en Hertz), c : vitesse de l'onde (vitesse de la lumière) et : la longueur d'onde. Ainsi, dans la transmission hertzienne, la fréquence joue un rôle important car c'est elle qui permet la communication entre les équipements utilisant telle ou telle autre fréquence. L'attribution des différentes bandes de fréquences permet donc de maximiser les avantages socio-économiques pour les opérateurs ou pour les utilisateurs.

III.4.7.2. Utilisation de différentes bandes de fréquences

L'attribution de telle ou telle autre bande de fréquences à tel ou tel autre service est effectuée en tenant compte de l'utilisation envisagée par le service exploitant. Elle varie selon les continents et les pays et doit y avoir un accord international.

Le tableau suivant illustre les grandes lignes de répartition des différentes fréquences :

Gammes de fréquences	Types d'utilisation
10KHZ-150KHZ	Communication Radiotélégraphique
150KHZ-300KHZ	Radiodiffusion (grandes ondes)
510KHZ-1605KHZ	Radiodiffusion (petites ondes)
6MHZ-20MHZ	Radiodiffusion (ondes courtes)
29,7MHZ-41MHZ	Radiotéléphonie
47MHZ-68MHZ	Télévision
68MHZ-87,5MHZ	Liaison radio en modulation de fréquences
87,5MHZ-108MHZ	Radiodiffusion
108MHZ-162MHZ	Radiotéléphonie
162MHZ-216MHZ	Télévision
216MHZ-470MHZ	Radiotéléphonie
470MHZ-860MHZ	Télévision et Radar
860MHZ-960MHZ	Radiotéléphonie
Autour de 1800MHZ	Radiotéléphonie
Entre 6 et 30 GHZ	Services satellites en fixe

Tableau 5: Utilisation des différentes bandes de fréquences³² III.4.7.3. Notion de bande passante

Elle est souvent employée dans les domaines de l'informatique et de la transmission numérique pour designer le débit binaire³³ du canal de communication. La bande passante ou bandwidth en anglais est un intervalle de fréquences pour lesquelles le débit binaire découle directement de la fréquence maximale à laquelle le canal peut être employé pour transmettre de façon fiable un signal électrique. La bande passante est aussi une largeur dans le cas où elle désigne une différence entre la plus basse et la plus haute fréquence du signal.

III.4.7.4.Normalisation

Il existe un certain nombre de normes pour les technologies d'interconnexion avec les faisceaux hertziens. Le tableau suivant permet d'en lister quelques unes de ces normes avec leurs bandes de fréquences ainsi que le niveau de leur portée.

Norme	Bande de Fréquence	Portée
IEEE std 802.16	Définit des réseaux métropolitains sans fil sur des bandes de fréquences supérieurs à 10GHZ	Obsolète
IEEE std 802.16a	Définit des réseaux métropolitains sans fil sur des bandes de fréquences comprises entre 2 et 11GHZ	Obsolète
IEEE std 802.16b	Définit des réseaux métropolitains sans fil sur des bandes de fréquences comprises entre 10 et 60GHZ	Obsolète
IEEE std 802.16c	Définit les options pour les réseaux métropolitains sans fil sur des bandes de fréquences libres	Juillet 2003
IEEE std 802.16d(IEEE std 802-16-2004)	Révision intégrant les standards 802.16, 802.16a et 802.16c	Actif
IEEE std 802.16e	Définit les possibilités d'utilisation de réseaux métropolitains sans fil avec des clients mobiles	Non ratifié
IEEE std 802.16f	Définit les possibilités d'utilisation de réseaux sans fil mailles (mesh network)	Non ratifié

Tableau 6: Norme des réseaux utilisant les faisceaux hertziens³⁴ III.4.7.5. Caractéristiques d'une liaison hertzienne [³⁵]

L'interconnexion par faisceaux hertziens se caractérise par le fait que les liaisons sont effectuées par la propagation des ondes électromagnétiques dans l'air libre. L'objectif de cette interconnexion est de fournir des connexions à haut débit sur une zone de couverture de plusieurs kilomètres de rayon.

Ainsi, elle permet d'avoir des débits élevés avec une portée de plusieurs kilomètres. Outre son avantage de permettre une connexion sans fil à haut débit entre une station de base (BTS) et beaucoup d'utilisateurs, elle en offre aussi d'autres tels que :

- La possibilité d'avoir des débits et de la portée très élevée ; - La fiabilité et la sécurité ;

- Ces ondes électromagnétiques sont très sensibles aux phénomènes tels que : relief, végétation, bâtiments, précipitations, réflexion, aux intempéries notamment lors de fortes pluies, etc.

III.4.7.6. Propriétés des milieux pour les ondes radio

En réalité, les ondes radio ne permettent pas de franchir que de petits obstacles tels que des arbres ou des maisons mais ne peuvent pas traverser les collines ou les immeubles. La transmission doit donc dépendre du milieu dans lequel va passer l'onde.

Le tableau suivant nous montre différents niveaux d'atténuation pour différents matériaux.

Matériaux	Affaiblissement	Exemples
Air	Faible	Espace ouvert, cour intérieure
Bois	Faible	Porte, planche, cloison
Plastique	Faible	Cloison
Verre	Faible	Vitres non teintées
Verre teinté	Moyen	Vitres teintées
Eau	Moyen	Aquarium, fontaine
Etres vivants	Moyen	Foule, animaux, humain, végétation
Briques	Moyen	Murs
Plâtre	Moyen	Cloison
Céramique	Elevé	Carrelage
Papier	Elevé	Rouleaux de papiers
Béton	Elevé	Murs porteurs, étages, piliers
Verre blindé	Elevé	Vitres pare-balles
Métal	Très élevé	Béton armé, miroirs, armoire métallique, cage d'ascenseur

Tableau 7: Propriétés des milieux pour les ondes radio³⁶ III.4.7.7. Fonctionnement d'une liaison hertzienne

Le centre de fonctionnement des liaisons hertziennes est la station de base ou Base Tranceiver Station (BTS) qui est l'antenne centrale chargée de communiquer avec les antennes des utilisateurs ainsi qu'avec les autres BTS. Il faut définir pour chaque liaison deux fréquences, l'une pour l'émission et l'autre pour la réception.

Ainsi, pour des raisons de distance et de visibilité, le trajet hertzien entre l'émetteur et le récepteur est souvent divisé en plusieurs tronçons appelés bonds reliés par des stations appelées relais.

Le support radioélectrique utilisé est commun à tout le monde et l'utilisation des bandes de fréquences est réglementée par des organismes officiels nationaux et internationaux. De même, il faut bien espacer géographiquement les bonds pour lutter contre les problèmes d'interférence pouvant affecter la qualité de transmission.

Cependant, au cours de sa propagation, l'onde hertzienne subit principalement trois types d'atténuations :

- Celle correspondant à son rayonnement en espace libre, qui est toujours présente et de plus parfois accentuée par la présence d'obstacles ;

- Celle des phénomènes d'interférences, conséquences de la réflexion ou de multi-trajets.

Pendant la propagation, la station émettrice rayonne. Les ondes électromagnétiques véhiculent une énergie par unité de surface qui diminue avec le carré de la distance. Il faut tenir compte du relief, de la végétation, des bâtiments, etc. pouvant intercepter le faisceau et entraîner des pertes. L'énergie nécessaire est réunie dans la zone appelée `'premier ellipsoïde de Fresnel» qui est une zone s'étendant sur quelques mètres à plusieurs dizaines de mètres et dépend de la variation de la longueur d'onde et de la largeur de la liaison. Il faut donc tenir compte des conditions atmosphériques tout le long du trajet de l'onde pendant la définition de cette zone.

En effet, les rayons ne se propagent pas en une ligne droite, mais suivent préférentiellement les zones de fort indice électromagnétique, donc les couches de l'atmosphère les plus denses. Il est donc obligatoire de mener des études statistiques en fonction des conditions climatiques afin d'estimer la durée au cours de laquelle ces phénomènes pourront nuire à la qualité de la liaison et avec quelle puissance.

- De super-réfraction, lorsque les rayons hertziens sont plus ou moins courbés vers la terre ;

Dans ce dernier cas, le dégagement de la liaison est rendu plus difficile. III.4.7.8. Equipements pour une liaison faisceaux hertziens

Pour réaliser des liaisons hertziennes, il faut avoir un certain nombre de matériels indispensables à cet effet. On distingue entre autre :

- Les antennes qui permettent de recevoir et d'envoyer les ondes électromagnétiques ;

III.4.7.9. Choix et fixation des antennes

Un bond faisceaux hertziens est une liaison hertzienne entre deux points. Il est composé d'un ensemble d'émetteurs et récepteurs fonctionnant en mode bidirectionnel. Ainsi, dans l'établissement d'une liaison hertzienne, à chaque extrémité nous distinguons les éléments suivants :

L'IDU c'est un équipement qui a la fonction principale de moduler et de démoduler le signal qu'il reçoit en provenance de l'ODU. Comme son nom l'indique, il doit être placé à l'intérieure de la maison abritant les équipements.

L'ODU c'est l'équipement qui a la fonction d'émettre le signal fournit par l'IDU et de recevoir les signaux radio. Comme son nom l'indique, il doit être placé à l'extérieur de la maison précisément sur le pylône à une certaine hauteur lui permettant d'être en vue directe avec l'autre ODU distant.

Tous les éléments sont définis et installés après une étude technique. Cette étude consiste à dimensionner les équipements en tenant compte de plusieurs facteurs déterminants.

- Puissance d'émission qui est la puissance du signal délivrée par l'équipement hertzien, elle est exprimée en dBm ;

Le dimensionnement d'un bond permet de fournir les hauteurs et les types d'antennes à installer, comment et où les fixer.

III.4.7.9. 3. Choix des antennes

Pour des liaisons hertziennes fixes, on utilise des antennes directives. On distingue les antennes selon leur espace d'émission :

- Les antennes omnidirectionnelles qui émettent à 360° par antenne ; - Les antennes bi-sectorielles qui émettent à 180° par antenne ; - Les antennes tri-sectorielles qui émettent à 120° par antenne ;

Ces dernières sont les plus fréquentes car elles permettent une couverture optimisée d'une zone géographique et limite les interférences entre les supports utilisant une même fréquence.

Outre ses aspects mécaniques, l'antenne possède les principales caractéristiques telles que :

Le gain et le diamètre de rayonnement d'une antenne sont importants car ils permettent de définir la façon dont l'antenne rayonne dans les différentes directions.

Ainsi, la directivité D d'une antenne est le rapport entre la puissance rayonnée(Pr) dans la direction principale de rayonnement et la puissance (Pri) qui sera rayonnée par une antenne rayonnant dans toutes les directions (cette antenne est dite isotrope) consommant la même puissance fournie par l'émetteur.

La directivité d'une antenne réelle est donc toujours supérieure ou égale à 1.

Donc D=Pr/Pri avec Pr/Pri>=1 ou Pr : puissance rayonnée dans la direction principale ; Pri : puissance rayonnée de l'antenne isotrope.

Pour se rendre compte du bilan de liaison, il faut prendre en compte les caractéristiques des équipements d'extrémité suivantes :

- Seuil de réception qui est la capacité pour le récepteur à traiter le signal affaiblit après propagation, elle est exprimée en dBm ;

- Pertes de branchement qui sont des pertes dues à l'utilisation des câbles et des

connecteurs ou autres éléments de branchement en l'absence d'une antenne ; - Gain de l'antenne qui est un gain de puissance de l'antenne. Ce gain augmente

Le bilan de liaison qui est la sommation des puissances émises, de tous les gains et les pertes rencontrés jusqu'au récepteur, doit donc être tel que le niveau de signal reçu soit supérieur au seuil de réception. Ainsi, si les caractéristiques d'émission/réception du faisceau hertzien jusqu' à l'antenne peuvent être connues avec précision, il est en revanche impossible de connaître à tout instant les caractéristiques du milieu traversé par l'onde.

La fixation des antennes se fait en tenant compte du milieu, de la distance entre les antennes, de la hauteur de fixation des antennes (c'est-à-dire le niveau sur lequel l'antenne est fixée sur le pylône) d'émission/réception. Les milieux qu'il faut en tenir compte sont des milieux urbains et les milieux ruraux. Dans les milieux urbains, il faut veiller sur les immeubles tandis que dans les milieux ruraux, il faut veiller sur les collines, les arbres, etc.

Il existe des techniques de calcul permettant de fixer les pylônes qui vont à leur tour supporter les antennes. Par exemple l'équation d=2v(2hR) avec d : distance entre antennes, h : hauteur des antennes et R : rayon de la terre. De même, la formule d=3,6(vHe+vHr) avec d : distance(en km), He : hauteur de l'antenne d'émission(en m) et Hr : hauteur de l'antenne de réception(en m), permet de calculer la distance entre deux bonds en connaissant la hauteur de l'antenne d'émission et de réception.

Ainsi, le bon fonctionnement des liaisons hertziennes est conditionné par les caractéristiques des bonds radioélectriques entre les BTS et par celles des antennes utilisées. Ces bonds doivent être en visibilité directe, donc dégagé de tout obstacle et avec réflexion, des phénomènes de réfraction et de diffraction négligeables.

III.4.7.10. Le BTS

Comme nous l'avons mentionné précédemment, le fonctionnement des liaisons hertziennes se base sur la station de base ou Base Tranceiver Station(BTS) en anglais qui est constituée d'un ensemble d'émetteurs, récepteurs et d'antennes relais lorsqu'il s'agit d'une station relais. Le BTS est chargé de la liaison avec les autres stations ainsi qu'avec les antennes des utilisateurs. Il permet entre autre :

Ainsi, le BTS possède des unités de transmission/réception appelées TRX (Transmission/Reception Unit) qui sont des émetteurs/récepteurs permettant de gérer la fréquence dans les deux sens de transmission. Grâce à la technique TDMA, on peut donc multiplexer jusqu'à huit communications simultanées sur un TRX.

Théoriquement, le BTS peut supporter jusqu'à douze TRX. Cependant, il peut gérer jusqu'à 96 communications simultanées mais pratiquement cette limite n'est jamais atteinte.

- Dans des milieux ruraux, il joue le rôle de couverture, il est donc limité à un TRX ou deux TRX si on veut prévoir un TRX de secours ;

- Dans des milieux urbains, il doit assurer non seulement la couverture mais également assurer un trafic important. Il peut ainsi être équipé de deux à neuf TRX.

Ainsi, pour assurer plus de trafic, l'opérateur peut augmenter le nombre de BTS plutôt que d'augmenter le nombre de TRX par BTS.

III.4.7.11. Propagation des ondes radio

Les ondes électromagnétiques se propagent de deux manières ; dans l'espace libre et dans les lignes. Le niveau du signal reçu à l'extrémité du parcours sera plus ou moins élevé par rapport au signal envoyé. Il peut dépendre de la saison, de l'heure du jour, de la direction et de la distance entre l'émetteur et la station réceptrice, etc.

Dans le vide, les ondes se déplacent à la vitesse de la lumière sauf qu'elles se distinguent des rayonnements lumineux par sa fréquence. Pour des fréquences très proches, les phénomènes d'interférences sont souvent remarqués. Ces derniers sont nés lorsqu'une onde directe rayonnée par un émetteur est reçue en même temps qu'une onde réfléchie. Ces phénomènes peuvent être trop gênants si le temps de parcours de l'onde varie, c'est-à-dire que l'amplitude du signal reçu varie donc à un rythme plus ou moins rapide.

Dans les lignes, un générateur est relié à une charge à l'aide d'une ligne de transmission et provoque dans chacun de deux conducteurs de la ligne l'établissement d'un courant électrique et la formation d'une onde se déplaçant dans le diélectrique à une vitesse très grande. Cependant, pour une fréquence donnée, la longueur d'onde dans les lignes est toujours plus petite que dans l'espace.

Les signaux formés par les ondes électromagnétiques sont captés par une antenne quelque soit le nombre de signaux qu'il faut recevoir et les différencier. Cependant, le récepteur doit être capable de :

III.5. Conclusion

Les liaisons hertziennes sont une réponse pour des connexions sans fil à hauts débits sur une couverture de plusieurs kilomètres. Elles permettent alors aux usagers de s'en servir étant fixe ou en mouvement. Les entreprises, les organismes et les particuliers se connectent au réseau à partir des postes fixes ou mobiles qui communiquent par ondes hertziennes via une antenne appelée BTS. Ils peuvent aussi bénéficier d'une interconnexion rapide et fiable où qu'ils se trouvent et à partir du moment où ils sont situés dans une zone couverte. Le BTS communique simultanément avec d'autres BTS ainsi qu'avec d'autres antennes installées aux différents sites.

Effectivement, les débits prétend avoir sont théoriques puisque pratiquement les ondes sont perturbées par des obstacles naturels et artificiels. La disponibilité et la qualité de la liaison sont d'une importance capitale. Cependant, il existe des techniques permettant d'améliorer ces dernières indépendamment des obstacles de propagation et de la fiabilité des équipements :

- A l'émission, on dispose pour chaque émetteur un deuxième émetteur dit de secours qui, en cas de défaillance de l'émetteur on bascule directement sur lui ; Celui-ci est inactif en cas normal ;

- En réception, on dispose pour chaque récepteur un deuxième récepteur mais le principe de fonctionnement est différent à celui utilisé à l'émission ; les deux récepteurs reçoivent, l'équipement choisi automatiquement la voie par laquelle le signal est meilleur. Par conséquent, en cas de panne, l'un de ces deux chemins reste toujours accessible, ce qui permet donc un dépannage sans interruption de la liaison.

CHAPITRE IV. Simulation d'une interconnexion des LAN par faisceaux hertziens

IV.1. Introduction

L'interconnexion entre les différents sites d'une entreprise ou entre entreprises est d'importance capitale. Cependant, la mise en place de cette interconnexion nécessite les étapes à suivre afin d'en mieux réussir. Pour l'interconnexion par faisceaux hertziens, on doit d'abord mener une étude de la liaison hertzienne qui est une étape très importante dans l'exécution d'une interconnexion par faisceaux hertziens. Cette étude fournit une vision très détaillée de ce que va donner la liaison faisceau hertzienne en situation. Il permet cependant d'établir un lien entre la théorie et la réalité. On fait ensuite une autre étape importante qui consiste à prendre les coordonnées des sites à interconnecter et à constater les obstacles éventuels. Ces coordonnées sont prises à l'aide des outils tels que le récepteur GPS (Global Positionning System) qui est un outil utilisé pour la détermination des coordonnées géographiques de l'endroit où l'on se trouve ou à l'aide des logiciels comme Google Earth. Les résultats de cette étape vont nous permettre à déterminer les caractéristiques essentielles de la liaison et cela à l'aide d'un calcul du bilan de liaison.

La simulation est définie comme étant une méthode utilisée pour étudier les résultats d'une action sans toutefois s'encourir aux expériences réelles. La simulation a donc pour objet d'observer le comportement réel de l'action en question. Cependant, il est recommandé aux Ingénieurs de passer à la simulation avant la mise en application car elle aboutit à la description du résultat de l'action comme si elle s'était réellement faite.

IV.1. Outils utilisés

Pour mieux réussir notre simulation d'une liaison hertzienne visant l'interconnexion des réseaux locaux, nous avons utilisé:

IV.2.1. Radio Mobile

Radio Mobile est un logiciel gratuit et open source³⁸ développé par la communauté des Radioamateurs. Il permet d'effectuer des simulations de transmission hertzienne afin de remédier le mieux possible aux problèmes de propagation du signal et de prévoir les caractéristiques des équipements et les techniques utilisées pour s'assurer que le signal est reçu avec fiabilité. C'est un logiciel capable de localiser n'importe quel point à partir de ses coordonnées.

Google Earth est un logiciel propriété de la société Google Inc.³⁹ permettant une visualisation de la terre avec un assemblage de photographies aériennes ou satellitaires.

IV.2.2. Google Earth

Nous avons aussi pris les coordonnées des endroits où nous allons mettre les stations appelées stations relais qui vont nous permettre d'atteindre sans difficulté nos sites:

Ce logiciel permet à tout utilisateur de survoler la terre et de zoomer sur un lieu de son choix et lui permet de voir ses coordonnées topographiques. Selon les régions géographiques, les informations disponibles sont plus ou moins précises ; les milieux urbains sont plus détaillés par rapport aux milieux ruraux. Google Earth permet aussi d'aller à un lieu en entrant son adresse, ses coordonnées ou bien en naviguant manuellement.

Il est également doté des données topographiques rassemblées par l'organisation civile en charge de programmes aéronautiques et spatiaux Américains(NASA) ; ce qui permet d'afficher la surface de la terre en 3D⁴⁰.

- Google Earth Plus: version sur Windows arrêtée d'être distribuée en décembre 2008;

IV.3. Dimensionnement d'un bond

Il se base sur une étude qui permettra de fournir les hauteurs et les types d'antenne à installer ainsi qu'à quelle distance. Nous avons utilisé comme équipement de dimensionnement dans l'ingénierie de transmission la version 11.4.2 du logiciel Radio Mobile.

Le dimensionnement permet donc d'insérer les coordonnées de deux points à interconnecter afin de faire une estimation des données du parcours. Ainsi, il est possible d'ajouter les différents obstacles (immeubles, collines, arbres, etc.) susceptibles de nuire à la liaison en faisant varier les paramètres.

IV.4.Prise des coordonnées des sites à interconnecter

Nous avons utilisé le logiciel Google Earth free version afin de recueillir les coordonnées géographiques des emplacements choisis pour installer les antennes.

Nous allons interconnecter trois sites et les coordonnées de ces sites recueillis à l'aide du logiciel Google Earth sont les suivantes :

Nom du site	Latitude	Longitude	Elévation
Ngozi	2°54'37,00»S	29°49'28,84»E	1847m
Kirundo	2°35'26,9»S	30°04'53,8»E	1494m
Muyinga	2°50'37,8»S	30°20'24,6»E	1753m

Nom station relais	Latitude	Longitude	Elévation
Masanganzira	02°40'04,9»S	030°01'10,7»E	1856,5m
TEL2014	02°47'50,6»S	030°15'19,8»E	1832,7m

Après la prise des coordonnées des sites à interconnecter, nous allons passer à la simulation proprement dite. Comme nous l'avons cité précédemment, nous allons utiliser le logiciel Radio Mobile pour la simulation.

Le logiciel Radio Mobile utilise comme modèle de propagation le modèle `'Longley-Rice»⁴² pour modéliser la propagation et travaille avec les cartes comme SRTM (Shuttle Radar Topography Mission), DTED (Digital Terrain Elevation Data), etc.

IV.5. Simulation de la couverture radio

IV.5.1. Quelques définitions

- Unit(Unité) : c'est une station radio qui est placée sur la carte par l'utilisateur; - Network(Réseau) : est un ensemble des unités qui constituent un réseau;

- System(Système) :c'est l'ensemble des paramètres définissant les
caractéristiques techniques d'une station;

- Azimut : c'est la direction principale d'émission d'une antenne, le nord est pris comme origine (donc 0° dans le sens des aiguilles d'une montre);

- Longitude : distance d'un point par rapport au méridien choisi comme repère.

IV.5.2. Insertion de la carte

Afin d'avoir une vue logique sur les emplacements des sites à interconnecter, il est nécessaire d'insérer une carte montrant les coordonnées de l'endroit abritant les sites à interconnecter. Cette carte est ainsi obtenue soit en insérant les différentes coordonnées des sites, soit en choisissant une parmi les 3998 villes listées.

Nous allons utiliser les coordonnées que nous avons recueillies à l'aide du logiciel Google Earth; en cliquant sur `'Extraire», le logiciel insère la carte.

Il est possible de modifier l'image; par exemple l'afficher en mode 3D, afficher les objets tels que les villes, etc.

Après avoir obtenu l'image et toutes ses caractéristiques, il faut enregistrer l'image pour pouvoir l'utiliser lors des calculs de la couverture du réseau.

Le but de l'insertion de cette image est d'avoir une idée réelle de ce qu'il ya sur le terrain virtuel; la végétation, les routes, les fleuves ou les lacs, etc.

Ainsi, cette image peut être obtenue à partir des différentes sources d'information :

La qualité de la carte dépend ainsi de la source choisie lors de l'extraction de l'image. Nous avons choisi d'utiliser `'Internet OpenStreetMap» comme mélangeur d'image.

IV.6. Création du réseau

IV.6.1. Propriétés du réseau

Dans le logiciel Radio Mobile, un réseau est défini par les caractéristiques suivantes :

- Paramètres qui permettent de définir le nom du réseau, la bande de fréquence sur laquelle le réseau va fonctionner, le mode statistique utilisé, les pertes pour la propagation en ville ou en forêt, les paramètres du terrain et le type de climat dans lequel se trouve le réseau. Nous avons donné `'Réseau yacu» comme nom du réseau. Il va fonctionner dans la bande de fréquence 110-150MHz avec type de polarisation `'Verticale» ainsi qu'avec mode statistique »Essai».

Nous avons aussi pris comme réfractivité en surface 301, conductivité du sol 0,005 S/m, permittivité relative du sol 15 et notre réseau se trouve dans un climat équatorial.

- Topologie qui permet de choisir entre les trois types de topologie que permet le logiciel Radio Mobile la topologie adaptée à votre réseau. Ces trois types de topologie sont :

Le choix de la topologie à utiliser doit permettre la définition des différents rôles que va jouer la station. Comme notre objectif est d'interconnecter des LAN, nous utilisons le `'réseau de données, topologies en étoile» comme topologie.

- Participants qui sont des stations radio (unit) appartenant au réseau. Chaque participant a un rôle spécifique dans le réseau dépendamment du type de topologie utilisé. Chaque participant doit aussi appartenir à un système. Les participants de `'Réseau yacu» sont: BTS_Ngozi, BTS_Masanganzira, BTS_Kirundo, BTS_TEL2014 et BTS_Muyinga.

Le BTS_Masanganzira est pris comme `'Maître», cependant les autres unités du réseau sont en `'Esclave» car dans une topologie de données, topologies en étoile si une unité est prise comme `'Maître» les autres unités doivent être `'Esclave». C'est dans cet onglet qu'il faut déterminer la direction de l'antenne pour les antennes directives :

- L'antenne du BTS_Ngozi est directive et est orientée vers le BTS_Masanganzira avec Azimut de 38,80° et un angle d'élévation de -0,1333°;

- L'antenne du BTS_Kirundo est directive et est orientée vers le BTS_Masanganzira avec l'Azimut de 218,72° et l'angle d'élévation de 1,925°;

- Les antennes du BTS_TEL2014 sont directives ; l'une est orientée vers le BTS_Masanganzira avec l'Azimut de 298,77° et l'angle d'élévation de -0,042° et l'autre est orientée vers BTS_Muyinga avec Azimut de 118,78° et un angle d'élévation de -0,482° ;

- L'antenne du BTS_Muyinga est directive et est orientée vers le BTS_TEL2014 avec l'Azimut de 298,78° et l'angle d'élévation de 0,386°

- Système qui permet de décrire les caractéristiques techniques d'une unité. Les caractéristiques techniques à définir pour chaque système sont :

- Hauteur de câblé (dB) si les hauteurs d'antennes diffèrent. Nous avons crée deux systèmes pour `'Réseau yacu» :

- Le deuxième système `'System theo» qui regroupe les unités BTS_Ngozi, BTS_Kirundo, BTS_TEL2014 et BTS_Muyinga.

Ces deux systèmes ont des caractéristiques communes tels que la puissance d'émission de 150 W(ou 51,8 dBm), le seuil de réception de 5uV(ou -93dBm), pas de pertes de branchement, gain d'antenne de 30dBi, les pertes de câblé de 1dB/m mais diffèrent sur les types d'antennes et leurs hauteurs. Le système `'System elie» utilise une antenne omnidirectionnelle placée à 45m de hauteur et le système `'System theo» utilise une antenne Yagi placée à 30m de hauteur.

- Style : l'onglet style permet de définir le style des lignes ainsi que le mode de propagation.

Figure 14: Propriétés du ''Réseau yacu'', style Une fois tout cela terminé cliquer sur `'OK»

IV.6.2. Propriétés des stations

Apres avoir défini le réseau ainsi que les stations qui lui appartiennent, il faut maintenant entrer les coordonnées de ces dernières. Il revient pour nous d'entrer les coordonnées de nos unités que nous avons recueillies précédemment. Notons qu'il est aussi possible, à ce stade, de changer le nom d'une unité.

IV.6.3. Calcul du bilan de liaison

Le calcul du bilan de liaison est une étape très importante. Ce calcul est obtenu en effectuant le calcul de lien et de la couverture radio entre deux stations qui va conduire au dégagement du premier Ellipsoïde de Fresnel. Le calcul du bilan de liaison permet d'obtenir les paramètres très importants pour une liaison radio :

- L'Azimut et les angles d'élévation pour orienter les antennes (ceci n'est pas

- La puissance reçue absolue et relative par rapport à la sensibilité du récepteur.

Le lien radio est aussi obtenu en appuyant sur la touche F2 et va aussi nous présenter les caractéristiques techniques de deux stations mises en jeu.

IV.6.3.1. Bilan de la liaison entre BTS_Ngozi et BTS_Masanganzira

Réception minimale recommandée: 92,5 dB, cela représente 70,000% de la situation.

C'est à l'aide du dégagement de l'Ellipsoïde de Fresnel qui va nous donner à son tour le bilan de la liaison que nous avons tout le nécessaire pour pouvoir affirmer que la liaison peut être possible ou non.

Nous pouvons ainsi affirmer que la liaison entre le site Ngozi et la station relais Masanganzira est possible car le bilan que nous avons obtenu représente 70% de la situation; ce qui est d'ailleurs recommandé pour une bonne liaison.

Ainsi, on peut aussi voir le bilan pour d'autres liaisons en utilisant la flèche défilante pour choisir l'émetteur et le récepteur.

Le calcul du bilan de liaison va aussi permettre de savoir à quel endroit on peut ou ne pas avoir un bon signal; ce que l'on appelle calcul de la marge de protection.

Le calcul de la marge de protection est aussi obtenu pour d'autres liaisons en faisant de la même manière que pour avoir d'autres bilans.

Figure 19: Réseau yacu, bilan de liaison entre BTS_Ngozi et BTS_Masanganzira, Calcul de
la marge protection

Ici, nous avons choisi le BTS_Ngozi comme émetteur et le BTS_Masanganzira comme récepteur. Nous pouvons ainsi, à partir de cette figure, voir les endroits dans lesquels nous pouvons commencer à avoir un signal, où nous pouvons avoir le signal recommandé pour cette liaison, l'endroit de succès, l'endroit où nous pouvons avoir un signal moyen ainsi qu'où nous pouvons avoir un signal fort.

IV.6.4. Exportation d'une liaison

Le logiciel Radio Mobile offre la possibilité d'exporter une liaison radio entre les entités vers les outils qui nous permettrons de faire des manipulations plus détaillées et plus claires. L'exportation d'une liaison est faite à partir du lien radio. Comme outils nous avons choisi Google Earth pour une étude en 3D.

Après exportation, nous pouvons faire une visualisation en 3D afin d'avoir une vue du lien radio dans Google Earth avec les Ellipsoïdes de Fresnel ainsi que les positions exactes de chacune des stations.

IV.7. Contestation de la mise en place d'une liaison hertzienne

Malgré cette étude pour la simulation d'une liaison hertzienne, en arrivant sur terrain la situation peut changer:

- Le propriétaire du terrain peut refuser à coopérer ou exiger des conditions insupportables pour l'opérateur;

- Mauvais état du terrain (présence des fausses septiques ou puits perdus, présence du passage des lignes téléphoniques analogiques ou fibre optique, présence des fils des services distributeurs du courant électrique, etc.) ;

- Construction des immeubles entre les stations pendant la période d'étude de la liaison;

Par conséquent, il est obligatoire de visiter les terrains avant de prendre la décision finale pour la mise en place d'une liaison hertzienne. Il est à cet effet souligner que, en ingénierie de télécommunication, il est nécessaire voir primordial de planifier tout projet visant une mise en place ou une mise à niveau d'une liaison.

IV.8. Conclusion

Avant de mettre en place n'importe quel projet, il faut d'abord penser, imaginer ce que va donner le projet. Des fois même s'avère nécessaire de tenter l'expérience ; donc faire un essai mais ce dernier peut être plus coûteux voire même irréalisable par exemple les équipements peuvent être défectueux lors de l'essai. C'est pour tout cela qu'il est nécessaire voire même obligatoire de passer par la simulation avant la mise en pratique. La simulation permet donc de réagir d'une manière semblable au projet qu'on veut mettre en application et permettra d'en déduire les résultats en faisant varier les différents paramètres. Elle permet ainsi de répondre à la question `'quel est le résultat que j'obtiendrai si j'exerce tel projet ?»

Notre simulation nous a alors permis de se rendre compte de ce qui peut se passer pendant la mise en application de notre liaison hertzienne.

Conclusion générale et perspectives

En guise de conclusion, ce travail nous a permis d'atteindre d'une part les objectifs visés pour notre sujet de recherche intitulé «ETUDE ET SIMULATION D'UNE INTERCONNEXION DES RESESAUX LOCAUX PAR FAISCEAUX HERTZIENS », d'autre part de mettre en pratique pas mal de connaissances acquises au cours de notre formation universitaire. Il nous a aussi permis de nous familiariser avec les réseaux et la télécommunication surtout en matière de transmissions radio. Comme l'information est d'une importance capitale pour chaque entreprise, il faut chaque fois veiller sur sa gestion mais aussi amener les utilisateurs à travailler dans l'indépendance et dans la transparence vis-à-vis des souhaits et besoins de l'entreprise.

Nous avons remarqué que les réseaux locaux sont incontournables dans la gestion locale des ressources de l'entreprise. Pour réussir à cela ainsi qu'à croire au bon fonctionnement logiciel et matériel, il faut disposer de matériels et techniques ainsi que des logiciels adéquats. La technique d'interconnexion par faisceaux hertziens est l'une des techniques la plus meilleure en matière de fiabilité dans l'échange d'informations. Cela est dû du fait que le piratage d'une liaison hertzienne est très difficile voire même impossible. Il est aussi important de signaler qu'une bonne liaison hertzienne présente une indisponibilité théorique maximum de 5 minutes par an.

Afin de mieux réussir la simulation de notre liaison nous avons utilisé l'outil Google Earth pour la relevée des coordonnées de nos sites abritant les LAN à interconnecter ainsi que pour la visualisation de notre liaison. Nous avons aussi utilisé comme outil de simulation le logiciel Radio Mobile qui permet de se rendre compte de ce qui va se passer pendant la mise en pratique de la liaison.

Nous ne pouvons pas affirmer avoir atteint tous les points concernant cette étude. Pour cela, nous recommandons aux différents chercheurs d'en faire sur des liaisons hertziennes en matière de la téléphonie mobile. La réalisation du tel travail cette fois-ci ouvert à l'internet sera un atout.

Les ondes électromagnétiques étant parfois nuisible à la santé publique, nous recommandons aux opérateurs des télécommunications de rechercher des solutions telles que la limitation d'exposition du public aux champs électromagnétiques, d'assurer un périmètre de sécurité autour des BTS afin d'assurer la santé de la population. Ces opérateurs doivent aussi suivre les obligations des dispositions législatives et réglementaires qui leurs sont applicables.

Par conséquent, les autorités législatives et réglementaires des télécommunications doivent veiller à ce que les articles et les lois en rapport soient respectés.

Nous pensons ainsi avoir fait un travail qui va beaucoup servir d'autres chercheurs et tous les intéressés surtout ceux des domaines informatique et télécommunication, qu'ils trouvent ici l'esprit du respect des droits d'auteur.