Bibliographie & annexes
Présentation
RÉSUMÉ
La norme 802.11ah, également appelée Wi-Fi HaLow, est une solution de communication sans fil qui a été spécifiquement conçue pour répondre aux exigences de l’IoT. Elle hérite des caractéristiques du Wi-Fi "classique" et intègre de nouveaux mécanismes lui permettant :
- d’augmenter la portée de transmission à quelques kilomètres;
- d’optimiser la consommation énergétique ;
- de gérer un nombre important de dispositifs.
Cet article présente et décrit les caractéristiques du protocole Wi-Fi HaLow, ses fonctionnalités et ses méthodes de gestion de l’énergie. Des modèles théoriques simples y sont également proposés afin de qualifier ces performances et envisager des domaines d’application.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Sébastien MAUDET : Maître de conférences - Nantes Université, CNRS, IETR, UMR 6164, La Roche-sur-Yon, France
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Guillaume ANDRIEUX : Professeur des universités - Nantes Université, CNRS, IETR, UMR 6164, La Roche-sur-Yon, France
INTRODUCTION
L’IoT (Internet of Things) est un concept innovant qui permet à des objets physiques de communiquer entre eux ou avec d’autres entités sur Internet. Par rapport aux réseaux informatiques classiques, les réseaux IoT sont contraints en ressources et ont des exigences critiques. Ils doivent notamment prendre en charge un grand nombre de dispositifs, tout en leur garantissant un accès équitable au réseau. Ces dispositifs sont souvent alimentés par des sources d’énergie peu fiables, nécessitant l’implémentation de nouveaux mécanismes afin d’optimiser la consommation d’énergie.
La norme 802.11ah, également appelée Wi-Fi HaLow, est l’une des technologies conçues pour répondre à ces besoins. Traditionnellement, le Wi-Fi fournit un débit élevé à quelques dizaines de stations sur quelques dizaines de mètres. En comparaison, le Wi-Fi HaLow peut fournir une connectivité à plus de 8 000 stations, minimiser la consommation d’énergie et offrir une couverture géographique étendue à 1 km. La norme a été finalisée en 2016 et les premières cartes d’évaluation sont apparues en 2021. Cette technologie commence à être implémentée de manière significative dans des solutions qui répondent à différents cas d’usage de l’IoT.
Dans cet article, nous présentons la technologie Wi-Fi HaLow et nous offrons une vue d’ensemble des principales caractéristiques et des différents mécanismes qui lui permettent de répondre aux exigences de l’IoT. Une évaluation théorique et pratique de ces performances est également proposée afin d’envisager et de discuter de l’implémentation de cette technologie dans les différents domaines d’applications de l’IoT.
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Sigles, notations et symboles7. Conclusion
Le protocole Wi-Fi HaLow est une évolution du protocole Wi-Fi qui a été développé pour assurer les transmissions de données dans l’IoT. Dans cet article, les caractéristiques et les différents mécanismes de ce protocole ont été décrits. Ces opérations sont complexes et couvrent les deux couches d’accès au média du modèle OSI. Au niveau de la couche physique, les transmissions sont réalisées dans des bandes de fréquences inférieures à 1 GHz avec une modulation OFDM, et ce afin d’augmenter la portée de transmission tout en minimisant la consommation d’énergie.
Au niveau de la couche MAC, le protocole 802.11ah définit un certain nombre de mécanismes qui favorisent la gestion d’un nombre important de dispositifs (AID, TIM) et optimisent la consommation d’énergie (TWT, TIM, RAW). La portée est évaluée à 1 km, le débit à 78 Mbit/s et la latence à quelques dizaines de millisecondes, ce qui fait du protocole Wi-Fi HaLow la solution IoT longue portée la plus prometteuse en termes de débit et de latence.
Le déploiement du Wi-Fi HaLow ne se fera pas dans l’immédiat car les premières solutions commencent à apparaître sur le marché, suscitant l’intérêt des utilisateurs, notamment dans l’industrie. L’IoT est un concept innovant qui a pour objectif de connecter les objets et les machines entre eux et aux réseaux de communication. La prochaine génération devra intégrer l’hyperconnectivité, le traitement en temps réel et l’interopérabilité, domaines dans lesquels le Wi-Fi HaLow pourra jouer un rôle important.
Les futures applications du Wi-Fi demanderont des débits de données élevées et une faible latence, auxquelles sont amenés à répondre les Wi-Fi 7 et 8. Cependant, d’autres applications auront des besoins en termes de portée et de durée de vie, tout en conservant les architectures et l’interopérabilité du Wi-Fi. Les prochaines solutions intégreront très certainement des systèmes quadribandes avec une couche MAC indépendante, distribuée ou unifiée. Les canaux de transmissions seront répartis en fonction des usages. Les applications TSN (Time Sensitive Network) avec un besoin en faible latence seront assurées sur la bande des 6 GHz et les applications longue portée avec un besoin de connexion massif utiliseront les bandes de fréquences inférieures à 1 GHz. Le Wi-Fi HaLow remplira alors...
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Conclusion
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - PERAHIA (E.), STACEY (R.) - Next Generation Wireless LANs : 802.11n and 802.11ac. - Cambridge University Press (2013).
-
(2) - SANKARAN (S.), GULASEKARAN (S.) - Wi-Fi 6 : Protocol and Network. - Artech House mobile communications library. Artech House (2021).
-
(3) - BAÑOS-GONZALEZ (V.), AFAQUI (M.S.), LOPEZ-AGUILERA (E.), GARCIA-VILLEGAS (E.) - Ieee 802.11ah : A technology to face the iot challenge. - Dans Sensors, 16(11) (2016).
-
(4) - MEERA (M.), RAO (S.N.) - A survey of the state of the art of 802.11ah. - Dans IEEE International Conference on Computational Intelligence and Computing Research (ICCIC), pp. 1-4 (2017).
-
(5) - QIAO (L.), ZHENG (Z.), CUI (W.), WANG (L.) - A survey on wi-fi halow technology for internet of things. - Dans 2nd IEEE Conference on Energy Internet and Energy System Integration (EI2), pp. 1-5 (2018).
-
...
DANS NOS BASES DOCUMENTAIRES
ANNEXES
IEEE standard for information technology-telecommunications and information exchange between systems – local and metropolitan area networks-specific requirements – part 11 : Wireless lan medium access control (mac) and physical layer (phy) specifications amendment 2 : Sub 1 ghz license exempt operation. IEEE Std 802.11ah-2016 (Amendment to IEEE Std 802.11-2016, as amended by IEEE Std 802.11ai-2016), p. 1-594 (2017).
HAUT DE PAGE2.1 Constructeurs – Fournisseurs – Distributeurs (liste non exhaustive)
Morse Micro
distribué par Mouser
https://www.mouser.fr/manufacturer/morse-micro/
Newracom
distribué par Silex Technology
https://www.mouser.fr/manufacturer/silex-technology/
Methods2business
https://www.methods2business.com/
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