HCF-Lite

 

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La popularité des réseaux locaux radio (WLAN) est de plus en plus croissante. Le WLAN doit sa popularité croissante à l’avancement et à la maturité du standard IEEE 802.11b. Suite à la réussite du déploiement des réseaux 802.11b, ses concepteurs ont prouvé sa capacité d’offrir les services de transfert de données (i.e., data services) d’une façon simple, flexible et économique. Cette technologie, offre une mobilité et une connexion permanente à l’Internet dans les environnements de travail, les hopitaux, les campus universitaires, les usines, les aéroports et les marchés financiers.

Simultanément, les utilisateurs du WLAN ont commencé à s’intéresser à l’utilisation de leurs PC portables et agenda électroniques (i.e., PDA) pour le support d’applications multimédias à haut débit. Ces applications incluent, entre autres, la video/audio-streaming, la collaboration interactive, la videoconferencing, et la messagerie multimédia. Cependant, ces applications nécessitent une certaine qualité de service (QoS), par exemple, la garantie de la bande passante, du délai, de la gigue et du taux de perte.

Ainsi, dans le but de supporter des services de transmission du trafic multimédia, les concepteurs du 802.11 avaient lancé l’initiative de la spécification d’un nouveau standard, le 802.11e . Cette initiative de standardisation, couvre à la fois les environnements résidentiels (i.e., home environments) ainsi que commercials et se veut compatible avec les standards existants tels que 802.11b,a. Le groupe de travail 802.11 TGe (Task Group e) proposa, en novembre 2001, un document de base, le 802.11e draft, pour le support de la QoS dans le WLAN. Le draft 802.11e spécifie deux méthodes d’accès (MAC- Medium Access Control) génériques au canal radio, EDCF et HCF. EDCF (Enhanced Distributed Coordination Function) représente une fonction d’accès basée sur la définition des priorités pour offrir une certaine différentiation de service. Cette méthode d’accès est en cours d’évaluation dans le cadre du projet CCTI-QOS et son implémentation est également prévue. La méthode HCF (Hybrid Coordination Function) s’appui sur EDCF et définit une alternance de deux périodes opératoires, CFP (Contention free period) et CP (Contenton Period). Durant le mode opératoire CFP l’envoi de paquets est coordonné par une entité centrale (au sein de la station de base), ce qui permet de mieux traiter les flux à temps critique des applications multimédias.

Cependant, après plus de deux ans de travail, la proposition 802.11e n’a pas reçu un soutien suffisant (par les membres du 802.11e) pour sa standardisation. Nombreuses entreprises, e.g., opérateurs, constructeurs télécoms, et fournisseurs de services haut débit, continuent à attendre avec impatience la publication du standard 802.11e. Parmi les raisons majeures du retard de la standardisation, on cite :

la complexité inhérente aux mécanismes de qualité de service conçus,
les divergences des besoins du marché (priorité d’implémentation pour les services data, voice, ou audio visual),
différentes approches et points de vue sur l’implémentation des mécanismes (i.e., HCF) considérés obligatoires par les uns et optionnels par les autres,
introduction continue de nouveaux concepts de QoS et expansion continue des nouveaux membres.
Devant le risque d’un tel retard du 802.11e et ainsi l’émergence d’un standard de facto à l’extérieur de l’IEEE, un consensus d’une proposition finale (consensus proposal) à été, récemment (janvier 2003), soutenue par les membres du TGe. Cette dernière proposition (de consensus) simplifie la proposition 802.11e initiale.

Dans ce contexte, nous nous proposons à travers le projet HCF-Lite, d’implémenter et d’évaluer la performance des mécanismes de garantie de la QoS, i.e., HCF, dans un environnement de test réel. Ceci pourra contribuer à la maturité et l’essor, tant attendu, du standard 802.11e. D’un autre coté, le succès des futurs services multimédias mobiles sur WLAN (e.g., proposition CCTI-PDA avec VoIP et media streaming) passent nécessairement par une phase d’expérimentation et de validation sur une plate-forme supportant la qualité de service qu’il est indispensable de mettre à disposition.

Nous voyons que dans cette perspective, nous avons besoin de valider et de mettre en œuvre dans un environnement de développement les concepts de QoS définis dans le draft de consensus 802.11e et aussi les étendre par ceux en cours d’analyse et de conception dans le projet CCTI-QOS .

Actuellement, sur le marché, les produits (AP et cartes d’accès) supportant la QoS sur WLAN se font très rares et s’ils existent, implémentent des mécanismes propriétaires. En plus, le mode d’accès HCF que nous nous proposons d’implémenter et d’évaluer s’inscrit au cœur de la garantie de service sur le canal radio dans les réseaux WLAN.

Les utilisateurs WLAN demandent de plus en plus l’utilisation de plusieurs variantes d’applications multimédias,e.g., téléphonie sur IP, applications audio visuels, caractérisées par différents types de trafic, i.e., CBR et VBR. Ces applications nécessitent la garantie de la QoS, pour leur déploiement efficace et une expérience réussie pour l’utilisateur. Tout retard, d’une implémentation de la QoS sur WLAN pénalisera le déploiement attendu de ces services multimédias mobiles à valeur ajoutée.

  • Publications
    J. Vernez, J. Ehrensberger, S. Robert, « Nessi: A Network Simulator for Education and Protocol Development « , 11th IEEE International Workshop on Computer-Aided Modeling, Analysis and Design of Communication Links and Networks, IEEE CAMAD’06, Trento, Italy, June 8-9, 2006.
  • S. Robert, V. Emery and M. Hasanovic « Expériences avec un réseau sans fil sécurisé avec la qualité de service», Bulletin de l’ASE, September 2004 (19/2004).
  • L. Gannoune, S. Robert, Neha Tomar, Tarun Agarwal « Results on Dynamic Adaptation of the Contention Window Max (CWmax) for Enhanced Service Differentiation in IEEE 802.11 Wireless Ad-hoc Networks ”. IEEE Vehicular Technology Conference (VTC2004-Fall), Los Angeles, USA, September 26-29, 2004.
  • L. Gannoune, S. Robert, « Dynamic Tuning/Adaptation of the Contention Window Minimum (CWmin) for Enhanced Service Differentiation in IEEE 802.11 Wireless Ad-Hoc Networks ». IEEE International Symposium on Personal, Indoor and Mobile Radio Communications (PIMRC’04), Barcelona, Spain 5-8, September 2004.
  • S. Robert, « La téléphonie et les services multimédia sur IP dans un contexte de réseaux locaux sans fil », Bulletin de l’ASE, Mai 2003 (11/2003) : Best paper award for the year 2003.