Article de référence | Réf : TE7379 v2

Extension IEEE 802.11e pour la qualité de service
Protocole IEEE 802.11 - Qualité de service

Auteur(s) : Claude CHAUDET

Date de publication : 10 nov. 2012

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RÉSUMÉ

L'IEEE a introduit, en 2005, une extension à la norme IEEE 802.11, afin de prendre en charge la différenciation de services au niveau de l'accès au médium dans des réseaux locaux sans-fil. Cet amendement définit quatre classes de trafic et fournit les mécanismes permettant d'y associer quatre niveaux de priorités distincts. Dans cet article, seront examinés les apports de cette extension à la norme IEEE 802.11.

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ABSTRACT

IEEE introduced, in 2005, an extension to the IEEE 802.11 standard to provide services differentiation at the MAC level in a wireless local area network. This extension, IEEE 802.11e, defines four access classes and the necessary mechanisms to implement, for each of these classes, a different priority level. In this article, we examine what IEEE 802.11e brings to the legacy WLAN MAC protocol.

Auteur(s)

  • Claude CHAUDET : Maître de conférence - Institut Mines-Télécom/Télécom ParisTech

INTRODUCTION

Le succès de la technologie IEEE 802.11 (Wi-Fi pour Wireless Fidelity) dans le domaine des réseaux locaux sans-fil est indéniable. Si cette norme, dont la première version a été publiée en 1997, a rapidement équipé la plupart des ordinateurs portables et des terminaux mobiles, son déploiement comme technologie d'accès au niveau des réseaux n'a réellement démarré qu'au moment où une large part des utilisateurs disposaient d'un terminal mobile. L'avènement des téléphones intelligents (smartphones), puis des ordinateurs ultra-portables et des tablettes tactiles a accentué ce phénomène. La couverture des réseaux Wi-Fi est aujourd'hui telle que cette technologie, transposition d'Ethernet au contexte d'un médium radiofréquences, offre une alternative viable dans des environnements urbains aux réseaux cellulaires de données (UMTS). La technologie IEEE 802.11 souffre cependant de son succès. La bande de fréquence la plus utilisée, la bande des 2,4 GHz, est saturée et il est difficile d'atteindre, pour un utilisateur individuel, le débit promis par la norme dans un environnement urbain.

Parallèlement, l'offre de services multimédias sur Internet s'est largement accrue, et le réseau achemine aujourd'hui aussi bien du contenu audio et vidéo en diffusion (streaming, broadcast), que des données brutes. Une part importante des conversations audio et vidéo, elles aussi, sont acheminées par Internet et aboutissent souvent sur un lien de communication sans-fil. La qualité des contenus multimédias est aujourd'hui telle que plusieurs fournisseurs de services triple play préconisent désormais d'utiliser des courants porteurs en ligne, à défaut de connexion Ethernet, pour connecter le boîtier relié au téléviseur à l'équipement d'accès.

La norme IEEE 802.11 intègre, depuis sa dernière révision en 2007, une extension pour la qualité de service. Cette extension, initialement publiée sous la référence IEEE 802.11e, désigne plusieurs mécanismes permettant de définir et de mettre en place des priorités d'accès au médium sans-fil. Une certification spécifique, appelée WMM (Wireless MultiMedia) est accordée par la Wi-Fi Alliance pour attester de la compatibilité des cartes d'interfaces avec le cœur de cette extension. Si cette extension ne résout pas les problèmes de saturation du spectre radio et d'interférences entre réseaux proches, elle facilite toutefois l'utilisation d'applications requérant des garanties sur le délai, ou celles de la bande passante sur des liens sans-fil.

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KEYWORDS

quality of service   |   services differentiation   |   medium access control

VERSIONS

Il existe d'autres versions de cet article :

DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v2-te7379


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4. Extension IEEE 802.11e pour la qualité de service

L'amendement 802.11e relatif à la qualité de service a été approuvé en juillet 2005. Il définit, sur la base d'IEEE 802.11, plusieurs mécanismes permettant de faciliter l'utilisation d'applications multimédia sur des réseaux locaux sans-fil. Cet amendement définit notamment, pour chaque classe de trafic définie par IEEE 802.1p, un ensemble de règles d'accès adaptées au médium.

  • Ces règles sont mises en œuvre par deux nouvelles fonctions de coordination.

    • La première, centralisée, se nomme HCF (Hybrid Coordination Function). La politique d'accès au médium correspondante, l'HCCA (HCF Controlled Channel Access), est l'équivalent de la PCF, mais donne plus de contrôle au point d'accès, notamment lorsqu'il s'agit d'interrompre une période de contention.

    • La seconde méthode distribuée, se nomme EDCF (Enhanced Distributed Coordination Function). Le protocole d'accès au médium correspondant, l'EDCA (Enhanced Distributed Channel Access), est l'équivalent de la DCF, mais autorise certaines classes de trafic à accéder de façon prioritaire au canal. IEEE 802.11e autorise par ailleurs les stations à transmettre plusieurs trames lorsqu'elles obtiennent l'accès au canal. L'émetteur n'obtient plus le droit de transmettre une seule trame, mais acquiert une opportunité de transmission (TXOP) limitée dans le temps.

  • En outre, IEEE 802.11e définit une politique d'acquittement des trames moins rigide qu'IEEE 802.11. L'amendement autorise les stations à acquitter les trames par blocs, réduisant le volume de trafic de contrôle. Il permet aussi aux émetteurs de trames unicast de spécifier que celles-ci ne doivent pas être acquittées, ce qui est plus adapté dans le cas de certaines applications multimédia pouvant tolérer un taux de pertes raisonnable.

    À l'image de la certification Wi-Fi, seul un sous-ensemble de fonctions doit être mis en œuvre par les constructeurs afin d'obtenir une certification WMM (Wireless MultiMedia). Seules la mise en œuvre de l'EDCA et la gestion des opportunités de transmission (TXOP) sont nécessaires à l'obtention de cette certification.

4.1 Catégories d'accès et classes de trafic

  • IEEE 802.11e définit...

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    1 Sites Internet

    Statistiques de l"Union Internationale des Télécommunications http://www.itu.int/ITU-D/ict/statistics

    HAUT DE PAGE

    2 Normes et standards

    IEEE (2007), 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

    IEEE (2004), Standard for Local and metropolitan area networks. Media Access Control (MAC) Bridges 802.1D

    Wi-Fi Alliance (2004), Wi-Fi CERTIFIED for WMM – Support for Multimedia Applications with Quality of Service in Wi-Fi Networks

    HAUT DE PAGE

    3 Annuaires

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