« L'Antenne Ricoré »

PROJET HAMELIN Julien GTR2 – Groupe E « ANTENNE RICORE » GATAY Cédric 1 / 34

HAMELIN Julien GTR 2 – Groupe E GATAY Cédric Encadrant : Mr Xavier Jeanneret

« L’Antenne Ricoré »

PROJET TUTORE RESEAUX / TELECOM

2004/2005


Sommaire

I / Introduction A / Présentation de la norme Wifi ………………………………………………

• Le mode infrastructure ……………………………………………………. • Le mode ad hoc …………………………………………………………….

B / Présentation du projet …………………………………………………………

• Matériel utilisé pour le réseau ………………………………………….. • Topologie choisie ………………………………………………………… • Exemples de topologies possibles …………………………………….

II / Etude, Démarche, Réalisation A / Les ondes électromagnétiques ……………………………………………….

• Notions élémentaires …………………………………………………….. • La propagation des ondes ………………………………………………. • Les phénomènes électromagnétiques relatifs à la propagation …. • Propriétés des milieux ……………………………………………………

B / Les antennes …………………………………………………………………….

• Les Antennes omnidirectionnelles …………………………………….. • Les Antennes directionnelles ……………………………………………

C / Démarche et réalisation ………………………………………………………..

• Calcul des dimensions théoriques ……………………………………… • Fabrication …………………………………………………………………..

III / Tests, mesures et interprétations :

• Mesure de puissances ……………………………………………………. • Mesure de débits …………………………………………………………… • Interprétation des résultats ……………………………………………...

IV / Conclusion Bibliographie Annexes

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I / Introduction : Avant-propos Aujourd’hui, les nouvelles technologies en termes de télécommunications et réseaux sont fleurissantes. Pour ce projet, nous nous sommes basés sur une technologie très récente. Il s’agit de la technologie WiFi qui utilise les ondes électromagnétiques pour transmettre des données. Nous définirons et nous présenterons cette technologie un peu plus bas. Plus précisément, notre projet a été de s’intéresser à la portée du signal d’un émetteur WiFi. En effet, le terme de portée est très important pour les réseaux de ce type : il permet de définir la taille du réseau. La portée classique d’un émetteur WiFi de type point d’accès (AP) qui rayonne de manière omnidirectionnelle, varie de 20 à 200 mètres (selon la présence d’obstacles et selon les conditions météo). Mais en remplaçant cette antenne omnidirectionnelle par une antenne directionnelle, il est possible d’émettre des données sur plusieurs kilomètres (un record de 54km a même été établi par des espagnols). Pour revenir à notre projet, il nous fallait réaliser une de ces antennes directionnelles artisanales qui permet d’augmenter la portée d’un émetteur classique. L’antenne choisie est appelée antenne « ricoré » (de la célèbre marque). C’est une antenne à coûts réduits qui est assez simple à réaliser et à la portée de tous. Voyons tout d’abord en quoi consiste cette technologie WiFi. A / Présentation de la norme Wifi :

La norme IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802-11) est un standard international décrivant les caractéristiques d'un réseau local sans fil (WLAN). Le nom Wi-Fi (contraction de Wireless Fidelity, parfois notée à tort WiFi) correspond initialement au nom donnée à la certification délivrée par la Wi-Fi Alliance, anciennement WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), l'organisme chargé de maintenir l'interopérabilité entre les matériels répondant à la norme 802.11. Par abus de langage (et pour des raisons de marketing) le nom de la norme se confond aujourd'hui avec le nom de la certification. Ainsi un réseau Wifi est en réalité un réseau répondant à la norme 802.11. Les matériels certifiés par la Wi-Fi Alliance bénéficient de la possibilité d'utiliser le logo suivant :

Grâce au Wi-Fi il est possible de créer des réseaux locaux sans fils à haut débit pour peu que la station à connecter ne soit pas trop distante par rapport au point d'accès. Dans la pratique le Wi-Fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des assistants personnels (PDA) ou tout type de périphérique à une liaison haut débit (11 Mbps ou supérieur) sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres en intérieur (généralement entre une vingtaine et une cinquantaine de mètres) à plusieurs centaines de mètres en environnement ouvert.

Ainsi des opérateurs commencent à irriguer des zones à fortes concentration d'utilisateurs (gares, aéroports, hôtels, trains, ...) avec des réseaux sans fils. Ces zones d'accès sont appelées "hot spots".

Le standard 802.11 définit deux modes opératoires :

• Le mode infrastructure dans lequel les clients sans fils sont connectés à un point d'accès. Il s'agit généralement du mode par défaut des cartes 802.11b et 802.11g.

• Le mode ad hoc dans lequel les clients sont connectés les uns aux autres sans aucun point d'accès.


Le mode infrastructure En mode infrastructure chaque ordinateur station (notée STA) se connecte à un point d'accès via une liaison sans fil. L'ensemble formé par le point d'accès et les stations situés dans sa zone de couverture est appelé ensemble de services de base (en anglais basic service set, noté BSS) et constitue une cellule. Chaque BSS est identifié par un BSSID, un identifiant de 6 octets (48 bits). Dans le mode infrastructure, le BSSID correspond à l'adresse MAC du point d'accès.

Il est possible de relier plusieurs points d'accès entre eux (ou plus exactement plusieurs BSS) par une liaison appelée système de distribution (notée DS pour Distribution System) afin de constituer un ensemble de services étendu (extended service set ou ESS). Le système de distribution (DS) peut être aussi bien un réseau filaire, qu'un câble entre deux points d'accès ou bien même un réseau sans fil !


Un ESS est repéré par un ESSID (Service Set Identifier), c'est-à-dire un identifiant de 32 caractères de long (au format ASCII) servant de nom pour le réseau. L'ESSID, souvent abrégé en SSID, représente le nom du réseau et représente en quelque sort un premier niveau de sécurité dans la mesure où la connaissance du SSID est nécessaire pour qu'une station se connecte au réseau étendu. Lorsqu'un utilisateur nomade passe d'un BSS à un autre lors de son déplacement au sein de l'ESS, l'adaptateur réseau sans fil de sa machine est capable de changer de point d'accès selon la qualité de réception des signaux provenant des différents points d'accès. Les points d'accès communiquent entre eux grâce au système de distribution afin d'échanger des informations sur les stations et permettre le cas échéant de transmettre les données des stations mobiles. Cette caractéristique permettant aux stations de "passer de façon transparente" d'un point d'accès à un autre est appelé itinérance (en anglais roaming). Le mode ad hoc

En mode ad hoc les machines sans fils clientes se connectent les unes aux autres afin de constituer un réseau point à point (peer to peer en anglais), c'est-à-dire un réseau dans lequel chaque machine joue en même temps de rôle de client et le rôle de point d'accès.

L'ensemble formé par les différentes stations est appelé ensemble de services de base indépendants (en anglais independant basic service set, abrégé en IBSS).

Un IBSS est ainsi un réseau sans fil constitué au minimum de deux stations et n'utilisant pas de point d'accès. L'IBSS constitue donc un réseau éphémère permettant à des personnes situées dans une même salle d'échanger des données. Il est identifié par un SSID, comme l'est un ESS en mode infrastructure.

Dans un réseau ad hoc, la portée du BSS indépendant est déterminée par la portée de chaque station. Cela signifie que si deux des stations du réseau sont hors de portée l'une de l'autre, elles ne pourront pas communiquer, même si elles "voient" d'autres stations. En effet, contrairement au mode infrastructure, le mode ad hoc ne propose pas de système de distribution capable de transmettre les trames d'une station à une autre. Ainsi un IBSS est par définition un réseau sans fil restreint.

Voyons maintenant dans quel contexte se présentait notre projet.


B / Présentation du projet : Comme expliqué en avant propos notre projet a eu pour but de fabriquer à moindre coût une antenne directionnelle afin d’accroître la portée d’un signal WiFi. Cette antenne devait nous permettre d’établir une connexion réseau à partir d’une distance beaucoup plus importante que la distance maximale envisageable avec l’antenne classique d’un point d’accès WiFi. Mais avant de réaliser l’antenne il a fallu penser à choisir une topologie pour notre réseau sans fil. Matériel utilisé pour le réseau

• Routeur Wifi Netgear DG824M • Un PC sous Linux qui permet d’accéder à la configuration du routeur • PC portables équipés de cartes Wifi internes sous Windows et Linux pour effectuer

les tests. • Un Pocket PC sous Windows Mobile 2003 avec une carte Wifi 802.11b

Topologie choisie Il existe de nombreuses topologies pour mettre en œuvre ce réseau. Voici ci-dessous la solution que nous avons choisie pour des raisons techniques :

Explications : L’ordinateur à droite, sous Linux, permet dans un premier temps de configurer le routeur par l’intermédiaire d’une interface web implantée dans le routeur afin de régler le canal de transmission de l’émetteur WiFi mais aussi le SSID ainsi que d’autres options comme les clés de cryptage pour la sécurité. L’antenne directionnelle ricoré est installée en remplacement de l’antenne omnidirectionnelle du routeur via le connecteur SMA. Nous avons fait ce choix car nos ordinateurs portables ne disposent pas de connecteurs externes pour pouvoir brancher une antenne. Mais cela ne change strictement rien à la connexion si ce n’est qu’il faille se mettre dans le bon alignement de l’antenne directive pour que les récepteurs puissent êtres « arrosés » par le signal du routeur. D’autres solutions auraient très bien pu être envisagées comme représentées sur les schémas si après.


Exemples de topologies possibles Ex 1 :

Dans cette configuration il est beaucoup plus aisé de se connecter au réseau car il suffit juste de

pointer les antennes vers le rayonnement de l’antenne omni. Ex 2 :

Cette topologie là permet de doubler la portée du signal par rapport aux deux autres exemples.

Mais la directivité des deux antennes les oblige à être très précis dans leur alignement.


II / Etude, Démarche, Réalisation : Avant de se lancer dans la démarche et la réalisation de cette antenne artisanale, il est nécessaire d’en apprendre un peu plus sur les antennes et les ondes électromagnétiques (OEM). A / Les ondes électromagnétiques : Notions élémentaires Pour simplifier, rappelons que le 2,4 GHz est la bande de fréquences utilisée par les fours à micro-ondes. Leur principe est simple : l'onde émise à très forte puissance est absorbée par les molécules d'eau contenues dans les aliments. Cette absorption "agite" les molécules d'eau et génère la chaleur permettant de réchauffer ou cuire nos aliments. De la même façon, suivant le même principe, tout obstacle situé sur une liaison WiFi 2,4 GHz, contenant de l'eau, ou suffisamment dense (béton armé, pierre, arbres, forêt, buissons, foule importante, etc.) atténuera plus ou moins fortement cette liaison. Une liaison traversant quelques arbres pourra parfaitement fonctionner en plein été, mais s'écroulera à la première pluie ou lors des premières neiges (de l'eau sur les feuilles...). C'est la raison pour laquelle l’environnement est un élément à prendre impérativement en compte lors de l’étude d’une connexion sans fil longue distance. Il n'est pas non plus nécessaire d'employer une antenne avec le gain maximum : il faut plutôt privilégier une ouverture importante (40° environ) par rapport à un gain élevé. De cette façon, en schématisant, les ondes auront plus de chances de pouvoir "se faufiler" à travers ou à côté de l'obstacle. La propagation des ondes

L’onde électromagnétique est formée par le couplage des deux champs ci dessous, le champ électrique (E) et le champ magnétique (B). Nous pouvons grâce à ce schéma nous rendre compte que la fréquence est définie par la célérité et la longueur d’onde.


Le spectre hertzien Voici le spectre électromagnétique, le Wifi opère à une longueur d'onde de 12,2448 cm et une fréquence d'approximativement 2,45 GHz (précisément : de 2412 Mhz à 2472 Mhz).

Maintenant voyons très brièvement quels phénomènes électromagnétiques il est important de prendre en compte lors de la mise en place d’une antenne. Les phénomènes électromagnétiques relatifs à la propagation L’atténuation des ondes : Le facteur atténuation est très important, en effet une onde n'est pas envoyée à l'infini, plus on va s'éloigner de la source plus la qualité du signal diminuera, le phénomène en cause est la dispersion spatiale, qui s'applique lui aussi à la lumière. Prenez une lampe torche par exemple, vous remarquerez que plus le faisceau sera étroit plus vous verrez loin, mais vous n'éclairerez qu'une faible surface, et inversement si vous agrandissez votre faisceau, vous ne verrez pas très loin mais vous couvrirez une plus grande surface. L'atténuation peut être représentée de cette manière:

La densité de puissance du flux en A sera plus importante qu'en B ou C et ainsi de suite.


L'atténuation de parcours peut se mesurer à l'aide de l'équation suivante:

avec :

• d : la distance en mètres • λ : la longueur d’onde en mètre

Ploss ou Path Loss correspond à la perte de parcours qui se mesure en dB (décibels). Le Ploss obtenu grâce à l'équation ci-dessus correspond à l'atténuation d'une onde dans un milieu vierge de toute perturbation. L’absorption des ondes : Pour résumer, l'onde électromagnétique qui voyage rencontre des électrons qu'elle va exciter. Ceux-ci vont réémettre à leur tour du rayonnement ce qui perturbera le signal et donc l'atténuera. Il est important de noter que plus la fréquence est élevée et plus ce phénomène d'absorption est présent ce qui implique une distance de couverture plus faible. C'est pour cela que les communications radio se font sur des fréquences d'une centaine de MHz. Il est nécessaire de noter aussi que plus la fréquence est élevée, plus la vitesse de transmission de données peut être importante. Pour le WiFi, par exemple on peut difficilement faire plus de 10km avec du matériel « classique ». Note : le matériau absorbant le plus le signal est l'eau. Par conséquent la qualité du signal se dégradera en fonction du taux d'humidité de l'air (pluie, neige, brouillard ...) comme expliqué dans « Notions élémentaires ».


La réfraction des ondes : Une onde électromagnétique traversant différents milieux change de direction, voici un exemple de ce phénomène :

La réflexion des ondes : Les ondes électromagnétiques peuvent être réfléchies totalement ou en partie, exactement de la même manière que pour la lumière, mais ce phénomène est plus utilisé par les radios amateurs que pour les transmissions wireless. En effet, à la fréquence de fonctionnement du wireless, les obstacles auront davantage tendance à absorber les ondes qu’à les réfléchir.

La différence de temps de propagation (appelées délai de propagation) entre deux signaux ayant emprunté des chemins différents peut provoquer des interférences au niveau du récepteur car les données reçues se chevauchent.

Ces interférences deviennent de plus en plus importantes lorsque la vitesse de transmission augmente car les intervalles de temps entre les données sont de plus en plus courts. Les chemins de propagations multiples limitent ainsi la vitesse de transmission dans les réseaux sans fil.

Pour remédier à ce problème certaines cartes Wi-Fi et points d'accès embarquent deux antennes par émetteur. Ainsi, grâce à l'action de l'AGC (Acquisition Gain Controller), qui commute immédiatement d'une antenne à l'autre suivant la puissance des signaux, le point d'accès est capable de distinguer deux signaux provenant de la même station. Les signaux reçus par ces deux antennes sont dit décorrélés (indépendants) s’ils sont séparés de Lambda/2 (6,25 cm à 2.4GHz).


La diffraction des ondes : La diffraction est une zone d'interférence entre l'onde directe d'une source et l'onde réfléchie par un obstacle, en quelque sorte l'onde s'interfère elle même.

Il s'agit de zones d'interférences entre l'onde directe d'une source et l'onde dont la direction est modifiée par un obstacle tel qu’une montagne ou un immeuble. Ces deux ondes, issues de la même source, interfèrent entre elles de manière à ce que l'on se retrouve soit avec une augmentation importante liée au couplage en phase, soit à une diminution, voire une annulation totale. En fait, nous avons à faire à la modification du trajet d'une onde lorsqu'elle passe à proximité d'un obstacle. Par exemple, dans un milieu homogène, la lumière se propage en ligne droite. Après traversée d'une ouverture, cette onde plane ne se propage plus selon la même direction. La diffraction, qui existe pour toutes les ondes électromagnétiques, s'observe dans les cas où les dimensions de l'ouverture sont petites devant la longueur d'onde. Propriétés des milieux

L'affaiblissement de la puissance du signal est en grande partie du aux propriétés des milieux traversés par l'onde. Voici un tableau donnant les niveaux d'atténuation pour différents matériaux :

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

Voyons à présent les différents types d’antenne existants.


B / Les antennes : Les Antennes omnidirectionnelles

Ces antennes ont un gain variant de 0 à 15 dBi environ, sachant que les antennes les plus abordables financièrement parlant, et donc d'une taille raisonnable, sont celles situées aux environs de 8 dBi. Leur rayonnement s'effectue sur 360°. Elles sont utilisées pour établir un réseau urbain de type client-serveur, permettant de fournir un accès au réseau dans un parc par exemple. L'antenne omnidirectionnelle s'installe en général sur le point d'accès raccordé au réseau, les clients utilisent eux des antennes directives polarisées verticalement pour se relier à ce point central. Le gain de l’antenne du routeur de notre projet est estimé à environ 3-4 dBi. Puissance dBi : Le dBi exprime en dB le gain d'une antenne par rapport à un aérien isotrope. Aérien isotrope : Il s'agit d'une antenne qui est capable d'irradier ou de recevoir également dans toutes les directions et qui réagit également à tous les types de polarisations générés par des champs électriques et/ou magnétiques. Les antennes isotropiques n'existent pas physiquement mais représentent un moyen pratique d'exprimer les propriétés directionnelles d'antennes physiques. La conversion entre dB et dBi est simple, 0 dB = 2.14 dBi.

Zones de couvertures de l’antenne omnidirectionnelle :

Vue 3D de la propagation des ondes d’une

antenne omnidirectionnelle

Exemple d’antenne omni :


Les Antennes directionnelles

Ces antennes ont habituellement un gain élevé, de 5 dBi minimum jusqu'à 24 dBi environ, avec un rayonnement directif. Elles permettent d'établir des liaisons point à point, mais également de couvrir une zone limitée dans le cas d'une antenne à angle d'ouverture important (antenne panneau).

Les clients d'un réseau WiFi utilisent de telles antennes pour se relier aux points d'accès, et par là même au réseau. Attention de bien respecter les polarisations : verticale pour se relier à une antenne omni, verticale ou horizontale pour relier deux directives entre elles. Exemples d'antennes Directionnelles : Antenne parabole (gain 13 dBi):

Antenne hélicoïdale (15 à 25 dBi) :


Il existe plusieurs modèles d'antennes directives : panneaux, paraboles pleines, paraboles grillagées, patch, Yagi (bande étroite, peu conseillée pour le WiFi), en polarisation circulaire (pour les liaisons lointaines en milieu urbain ou perturbé eau, océan, fleuve, etc.). Une antenne directive se caractérise par son gain, mais également par son angle d'ouverture : Une antenne de 10 dBi et 60° d'ouverture, pourra tout à fait convenir pour couvrir, par exemple, une place en centre ville, voir un quartier complet. Une antenne de 14 dBi avec 40° d'ouverture couvrira elle une zone plus longue, mais plus étroite. Une antenne parabolique grillagée de 24 dBi, ouvrant à 10°, servira à établir une liaison sur plusieurs kilomètres. Chaque application nécessite par conséquent une étude sérieuse, de façon à utiliser l'antenne la plus adaptée. Notre antenne ricoré qui a déjà fait l’objet de tests par des passionnés a un gain estimé à environ 8dBi. C / Démarche et réalisation : Revenons à notre antenne ricoré. Quelle démarche avons-nous utilisé, comment l’avons-nous réalisé et quelles étaient les différentes étapes de construction. La première chose à faire à la vue du sujet a évidemment été de se renseigner sur cette antenne ricoré dont nous n’avions jamais entendu parler avant. Nous nous sommes ainsi procuré les plans ainsi que le matériel nécessaire à sa fabrication. Le matériel cité ci-dessous correspond à une configuration donnée. Plusieurs types de connecteurs existent, reste à l’utilisateur de les choisir en fonction de ses besoins. Ici le connecteur RP SMA correspondait au connecteur du routeur Netgear DG824M (cf. annexes pour la liste des types de connecteurs correspondant à chaque matériel connu a ce jour). Matériel pour l’antenne :

• Boite Ricoré 250g (ou autre marque correspondant aux mêmes caractéristiques) • Tige de métal ou tout bon conducteur (environ 1mm d’épaisseur) • Connecteur N mâle 16 mm type vis (coté ricoré) • Connecteur N femelle 16 mm • Connecteur RP SMA mâle (coté routeur) • Câble coaxial RG174 50 ohms (Ø: 2,6mm et pertes de 1,445 dB/m)

Matériel pour la construction :

• Une perceuse ou dremel avec de quoi faire un trou d'environ 16 mm • Un ouvre-boîte • Une pince coupante • Une lime • Un fer à souder et de l'étain • Une pince à sertir pour le câble coaxial


Calcul des dimensions théoriques Plan de l’antenne à réaliser :

La longueur D représente le diamètre de notre guide d’onde Il y a trois longueurs d’ondes différentes dans une antenne à guide d’onde. Ici elles sont marquées Lo, Lc et Lg. Lo est la longueur d’onde du signal HF en air libre :

Lc est la longueur d’onde de la fréquence de coupure qui dépend uniquement du diamètre du tube :

Lg est la longueur d’onde à l’intérieur du guide, elle est fonction à la fois de Lo et Lc :

Lo(mm) = 300 / F(GHz)

Lc(mm) = 1,706 x D(mm)


Explications :

Un guide d'ondes qui est fermé à une des extrémités agit de la même manière qu’un câble coaxial fermé. Le signal HF entrant se reflète à partir du fond en métal. Il se forme alors une onde dans le guide, plus longue que l’onde dans le vide puisque l’onde « rebondit sur les bord pour avancer ». Si on mesurait l’onde se propageant dans le guide d’onde, on observerait une onde avec des minima et des maxima à intervalles réguliers de la forme suivante :

Le premier point maximum est le quart de la longueur d’onde Lg depuis l'extrémité fermée. Ce sera le meilleur endroit pour recevoir ou émettre le signal. On peut noter également que le point maximum est assez plat ce qui signifie que l’endroit où le signal sortira du guide ne doit pas nécessairement être précis. Le guide d'ondes agit comme un filtre passe-haut qui limite la longueur d'onde Lc =1.706xD. Lo peut être calculée à partir de la fréquence nominale : Lo(mm) = 300 / F(GHz). Les valeurs Lo, Lc et Lg forment un triangle droit qui permet de poser l’équation de Pythagore suivante : Ce qui nous permet de déterminer la longueur d’onde dans Lg : Pour fabriquer notre antenne nous avons besoin de connaître les longueurs D (le diamètre), Lo/4 (correspondant à la longueur totale de la sonde à partir de la base de la boite ricoré donc comprenant une partie du connecteur N), Lg/4 (la distance séparant le fond de la boite et la tige de métal) et ¾ Lg (la longueur de la boite).

(1/Lo)2 = (1/Lc)2 + (1/Lg) 2


Le diamètre interne D de notre antenne ricoré est d’environ 100mm et la fréquence choisie de 2,450GHz correspondant à la fréquence du canal 7 pour prendre une valeur moyenne. Les fréquences du WiFi s’échelonnent entre 2,412 GHz (Canal 1) et 2,472 GHz (Canal 13). Donc en prenant D = 100mm et F = 2,450 GHz on détermine les longueurs d’ondes suivantes :

• Lo(mm) = 300 / F(GHz) = 122,449 mm

• Lc(mm) = 1,706 x D(mm) = 170,6 mm

•

On en déduit les valeurs théoriques suivantes pour le guide d’onde :

• D = 100 mm • Lo / 4 = 30.61 mm • Lg / 4 = 43,96 mm • ¾ Lg = 131,89 mm

= 175,858 mm


Fabrication Voici un résumé des différentes étapes pour construire soi-même une antenne directionnelle :

Une foi en possession de la fameuse boite 250gr, il faut dans un premier temps enlever le rebord intérieur avec un ouvre-boîte, qui représente un obstacle au signal. Ce qui permet d’avoir une surface d’émission optimisée. Le bord doit être le plus lisse possible, on pourra le limer si besoin.

Ensuite il faut positionner la sonde. Pour cela on mesure une distance de 44mm, calculée dans la partie précédente, à partir du fond de la boite. Sur ce point, on perce un trou de 16mm qui correspond à la taille du connecteur N type vis.

Cela fait, reste à souder la tige de cuivre dans l’âme du connecteur (une encoche d’un peu plus d’un millimètre de diamètre intérieur permet de bien guider la tige verticalement). La sonde doit mesurer exactement 31mm, c’est ce qui détermine la qualité de l’antenne. Ces 31mm comprennent donc une partie du connecteur N et la tige de cuivre comme montré sur les photos et schéma suivants.

La dernière étape consiste à sertir les deux extrémités du câble coaxial avec une

pince prévue pour le sertissage avant de pouvoir enfin finaliser la connexion. Voyons maintenant une approche un peu plus détaillée du montage avec les différents problèmes que nous avons rencontrés. Nous avons découpé la réalisation de l’antenne en deux parties. D’une part la réalisation de la partie antenne à proprement parler. Et d’autre part la réalisation du câble nous permettant de relier l’antenne au routeur mis à notre disposition.

31 mm


Conception de l’antenne : A partir des calculs théoriques que nous avons effectués dans la partie précédente, nous connaissons désormais les côtes de la boîte de ricoré. Cependant, pour réaliser l’antenne, il nous reste quelques problèmes à résoudre. La boîte de ricoré est constituée d’un métal relativement fin, parfait pour guider les ondes, mais pour percer le trou destiné à recevoir le connecteur N, cette épaisseur nous impose de faire très attention à ne pas détériorer le guide d’onde qui pourrait voir ses performances chuter. C’est pourquoi nous avons du confectionner une calle de fortune à l’aide d’un morceau de bois. Ainsi lors de l’utilisation de la perceuse colonne, nous ne détériorons pas la boîte. Il faut toutefois noter que lors de la rotation de la perceuse, le point central que nous avions soigneusement marqué s’est retrouvé décalé de 4 millimètres vers l’extérieur à cause des vibrations. Donc au lieu des 44 mm prévu nous nous sommes retrouvés avec une distance fond/sonde de 48 mm. Nous avons convenu que l’erreur commise n’est pas excessive et qu’il nous serait difficile d’obtenir de meilleurs résultats, nous avons donc continué la réalisation à partir de là. Nous sommes ensuite passés à la deuxième étape de la réalisation de l’antenne en soudant la tige métallique servant de sonde à l’antenne au connecteur N. Pour ce faire nous avons récupéré une tige métallique provenant d’un vieux poste de radio, nous l’avons redressé à l’aide de l’étau puis nous l’avons soudé à l’âme du connecteur N. A partir de là, l’antenne était prête, et n’attendait plus que le câble pour être reliée au routeur. Voici les mesures pratiques de notre antenne après la réalisation :

Passons maintenant à la partie qui nous a posé le plus de problèmes : la connectique. Réalisation du câble : La liaison entre l’antenne et le routeur est composée en partant de l’antenne, de la tige, du connecteur N femelle, du connecteur N mâle, du câble coaxial, du connecteur RP SMA mâle pour arriver enfin au connecteur SMA femelle du point d’accès. C’est pour cette partie que nous avons rencontré des difficultés, en effet, une fois les connecteurs en notre possession, nous sommes allés consulter Bertrand Quéré pour qu’il nous aiguille dans la réalisation du câble. Premier obstacle, les connecteurs utilisés sont adaptés à l’utilisation d’un câble coaxial de diamètre très fin (2,54mm), or il se trouve que ce câble ne fait pas partie des nombreux utilisés au sein de l’IUT pour les diverses réalisations nécessaires au bon fonctionnement des travaux pratiques. Deux nouveaux obstacles se sont alors dressés devant nous : il nous fallait nous procurer le câble et pour sertir les connecteurs sur le câble, confectionner des mords. En effet, vu le prix prohibitifs de tels accessoires dans le commerce et vu l’objectif se résumant au sertissage de deux connecteurs, nous avons préféré concevoir nous même les deux mords à fixer à la pince étau. Nous avons donc côté sur papier la pièce à fabriquer à partir des mords prévus pour le sertissage du RG58 et du catalogue présentant les principales caractéristiques du câble. Les côtes ont été calculées par simples proportionnalités, nous les avons transmises à Bertrand qui s’est chargé de la fabrication de celles-ci (nous n’avions pas les compétences requises pour l’usinage).


Schéma approximatif des mords :

Viens le point décisif de notre projet, celui qui nous a mis en retard pour l’accomplissement, nous avons été victime d’un retard dans la commande du câble RG 174, pour une raison qui nous est inconnue, la commande a été passée, mais a du être perdue à un moment, heureusement, devant le retard pris (plus de trois semaines) nous avons réagi et renouvelé la commande auprès du fournisseur, c’est ainsi que nous avons mis plus de trois semaines pour obtenir l’élément manquant. Une fois le câble en notre possession, il a fallu nous adapter au procédé particulier qu’est le sertissage. En effet, la découpe des différents composants formant le coaxial n’est pas simple. Il nous a fallu isoler ceux-ci sur différentes longueurs, comme précisé sur les schémas ci-dessous. De nombreux essais nous ont été nécessaires pour obtenir les dimensions correctes.


Une fois les câbles dénudés comme souhaités, il ne nous restait plus qu’à sertir. Pour le connecteur N, il nous a suffi de souder l’âme du coaxial à l’âme du connecteur puis de sertir en utilisant les mords que nous avions confectionnés. Cela fait, nous avons effectué un rapide test de continuité à l’aide d’un multimètre pour nous assurer que les contacts étaient corrects et sans courts-circuits. Pour le connecteur SMA, la réalisation fut plus délicate puisqu’il nous a fallu en réalité dénuder une longueur plus importante de l’âme (de l’ordre de 15mm). L’explication est simple, le connecteur était présenté d’une façon particulière avec la partie qui représente l’âme séparée du reste du connecteur. Pour le sertir, nous n’avions donc pas d’autre solution que de souder celui-ci. La difficulté réside dans la longueur à souder, en effet, pour permettre au connecteur de fonctionner correctement il ne faut pas que la longueur d’âme du câble dans la partie décrite précédemment dépasse 1mm, or ceci rend la soudure pour le moins délicate. C’est pour cela que nous avons dénudé plus d’âme, nous l’avons étamé sur toute la longueur de manière uniforme, en insistant sur les premiers millimètres, qui étaient indispensables à une bonne soudure. Puis nous avons coupé à la longueur souhaitée. Il s’agit là de la façon la plus simple d’étamer le conducteur. Le peu de surface présente nous imposait d’être très minutieux sur ce point, car il ne fallait surtout pas toucher l’isolant qui aurait pu brûler ce qui risquait de court-circuiter le câble. Une fois cette phase délicate effectuée, il nous a suffit de chauffer l’âme du connecteur en place sur l’âme du câble, la soudure s’effectue alors presque instantanément. Le reste du sertissage s’effectuant sans encombre, le principe étant similaire au précédent. Nous effectuons enfin un rapide test de continuité pour nous apercevoir que le câble était fonctionnel. Voilà, le câble étant prêt (en retard, mais prêt), nous pouvons enfin passer aux tests et mesures.


III / Tests, mesures et interprétation : Nous avons effectué les mesures en différents points de l’IUT, mais pour que celles-ci soient les plus cohérentes possibles, nous nous sommes efforcés de les effectuer la même journée pour que tous les phénomènes perturbateurs pour l’onde électromagnétique soient similaires. L’autre point important pour permettre de comparer nos relevés a été d’instaurer de véritables « points de mesures » choisis au sein de l’IUT. Nous avons alors pris les points suivants :

Nous avons donc différents points situés au même étage que le routeur avec des distances convenables entre ceux-ci de manière à bien rendre compte de la qualité du signal rayonnée. De plus la présence de quelques obstacles (cloisons, vitres…) permet de rendre compte de mesures en utilisation « réelle ». Nous avons également pris deux points de mesure au deuxième étage pour voir l’influence de l’antenne directionnelle que nous avons confectionnée. Et enfin un point éloigné, situé en extérieur, face à la Bibliothèque Universitaire pour constater l’efficacité de l’antenne. Viens maintenant la question concernant le protocole utilisé pour effectuer les mesures, afin d’effectuer une étude aussi quantitative que qualitative, nous avons décidé de procéder à deux séries de tests sur du matériel différent.

Pour les mesures qualitatives, nous avons choisi d’utiliser les puissances reportées par les outils suivants permettant l’analyse de sites wireless : NetStumbler pour le PC sous Windows XP, MiniStumbler pour le PDA sous Windows Mobile 2003 et l’outil iwlist de la suite wireless-tools pour le PC sous Linux. Un descriptif plus détaillé de ces différents logiciels ainsi que les procédures de mise en œuvre est disponible en annexe.

En ce qui concerne l’étude quantitative, nous avons effectué deux catégories de tests,

premièrement nous avons mesuré les différents débits obtenus lors de transferts PC à PC (les deux utilisant le WiFi) sous Windows du fichier Ricoré.avi (35 Mo) à l’aide du logiciel Supercopier. Et enfin, pour connaître l’influence éventuelle de l’antenne lors d’un transfert de données (en provenance d’un réseau Ethernet, le débit n’étant donc limité que par le Wifi), nous avons transféré ce même fichier, avec l’antenne ricoré pointée sur l’utilisateur posté à la BU.


Voyons maintenant les résultats obtenus : Mesures de puissances :

Debian XP PDAPoint A -35 -24 -53Point B -68 -70 -78Point C -67 -65 -78Point D -62 -60 -68Point E -77 -80 N/APoint F -59 -55 -63Point G -70 -73 N/A

Antenne d'origineDebian XP PDA

Point A -20 -18 -23Point B -51 -52 -68Point C -35 -32 -63Point D -35 -33 -65Point E N/A N/A N/APoint F N/A N/A N/APoint G -55 -58 -70

Antenne Ricoré

Les valeurs en bleu sont les meilleures mesurées. N/A : Non Applicable. Nous obtenons les mesures suivantes et pour une compréhension plus simple, nous avons regroupé les différentes valeurs dans un graphique ci-après. Nous pouvons alors facilement reprendre et interpréter les résultats.

-90 -80 -70 -60 -50 -40 -30 -20 -10 0

Point A

Point B

Point C

Point D

Point E

Point F

Point G

Puissance du signal (dBm)

DebianDebian : RicoréXPXP : RicoréPDAPDA : Ricoré

Nous constatons que l’antenne directionnelle nous permet d’obtenir un gain de puissance non négligeable lorsque nous sommes dans une situation où la distance ainsi que le nombre d’obstacles est important. Il est aisément observable pour les points C et D que l’antenne ricoré, qui se trouve dans une configuration de ce type, rehausse de manière significative la puissance du signal émis et de surcroît la puissance reçue par les antennes des ordinateurs. Nous pouvons également remarquer que dans les positions E et F, il n’y a aucun signal reçu lors de l’utilisation de l’antenne directionnelle, ce qui est tout à fait conforme à sa nature, son champ d’action n’étant pas dans cette direction. Globalement, nous observons un gain de l’ordre de 30dB dans le meilleur des cas et un gain moyen d’environ 18dB sur l’ensemble des mesures rapportées ici, les résultats sont donc plutôt encourageants, passons maintenant aux relevés quantitatifs.


Mesures de débits : Nous avons donc effectué les mesures ci-contre afin de comparer les débits obtenus. Remarquons tout d’abord que la mesure de la puissance du signal reçue est à rapprocher de la capacité d’émission. Ceci dans la mesure où, lorsque la puissance reçue est trop faible, le matériel ne parvient qu’à une seule chose, « voir » le point d’accès mais en aucune façon ne parvient à s’y connecter, ses capacités de communication ne le lui permettant pas de maintenir une liaison durable. C’est pour cela que la mesure dans le cas du point E est impossible malgré le fait qu’une mesure de puissance ait été possible. Cette petite précision étant faite, passons à l’interprétation des résultats, nous constatons que dans le cas où le signal est de relativement bonne qualité (Point A), le débit n’augmente que très peu, ce qui est logique, la qualité du signal est améliorée mais celle-ci est déjà plus que suffisante pour obtenir une liaison de bonne qualité. Intéressons nous maintenant à la mesure effectuée au point F. Nous voyons que l’antenne omnidirectionnelle effectue un rayonnement uniforme, par l’observation du débit obtenu très proche de celui obtenu dans le cas du point A. Bien entendu, en utilisant la ricoré la mesure est impossible, puisque aucune puissance n’est captée à cause du fait que l’on ne soit pas du tout dans l’alignement de l’antenne. Le transfert est de ce fait irréalisable. Passons désormais aux mesures obtenues au point B, en rapprochant la mesure des débits obtenus avec les puissances reçues, nous constatons que dans le cas d’une liaison de très faible qualité, l’apport de l’antenne directionnelle est loin d’être négligeable, en effet celle-ci permet de multiplier le débit par 3,75 lorsque la puissance reçue est améliorée de 20dB. Dans le cas d’une liaison à faible débit (dans notre cas 11Mbits/s), l’intérêt de l’antenne directionnelle est évident. Enfin passons au cas du transfert au point G (pas de blagues !), bien entendu, le débit n’a aucun rapport avec les débits précédents, il est plus important car il correspond en quelque sorte à un débit maximum possible, le réseau filaire classique alimentant de manière suffisante l’interface sans-fil. Nous pouvons ici encore tirer la même conclusion que pour le test au point A, le débit n’est que très peu amélioré lorsque le gain offert par l’antenne ricoré est faible le signal des deux antennes restant corrects à cette distance. Interprétation des résultats :

Pour conclure sur les résultats obtenus, nous pouvons dire dans le cas des mesures de puissances que notre antenne ricoré est efficace puisqu’elle améliore significativement le signal du routeur par rapport à l’antenne omnidirectionnelle d’origine lorsque l’on se place dans la zone de couverture. Elle devient bien évidemment inefficace dès que l’on sort de cette zone où le signal est très fortement atténué. On estime cette zone de couverture à environ 15° d’après des tests effectués par des amateurs. Même si nous n’avons pas pu mesurer précisément cet angle d’ouverture par manque de temps, il nous parait très cohérent avec nos résultats.

Concernant la mesure des débits, nous avons vu que la qualité du signal intervient peu dans ce domaine. Le débit testé avec la ricoré reste très proche de celui testé avec l’antenne omnidirectionnelle. Le seul moment où le débit est amélioré est le moment où l’on arrive en bout de portée de l’antenne, donc quand le signal est très faible. Dans ce cas là l’antenne ricoré améliore le débit puisque le signal reste encore correct là et permet de ce fait d’obtenir une connexion suffisante pour un transfert.

Nous remarquons également que la puissance reçue par le PDA est globalement moins bonne qu’avec les pc portables, nous pouvons expliquer ceci par la faible surface exposée aux ondes, ainsi sa sensibilité est plus importante à sa position dans l’espace.

Omni RicoréPoint A 310 330Point B 25 70Point E N/A N/APoint F 300 N/APoint G 580 580

Test de débit

Mesures de débits en ko/s.


IV / Conclusion : Ce projet d’étude et de conception de l’antenne ricoré a été un sujet très intéressant qui correspondait parfaitement à notre cursus d’étude puisqu’il nous a permis d’allier à la fois les télécommunications (étude et réalisation de l’antenne) et les réseaux (réseaux WiFi). Il a été très enrichissant tant sur le point intellectuel et pratique que sur le plan humain. Il nous a permis de prendre des initiatives puis de comprendre et d’appliquer le principe de la démarche protocolaire. En effet cette démarche de recherche, d’étude, de réalisation et d’interprétation est un point important qui vient compléter notre formation d’étudiant et nous a permis de bien nous préparer pour le stage de fin d’année. Aussi, le fait de devoir faire face aux difficultés en trouvant les meilleures solutions a pris une grande place en terme de temps et d’investissement dans ce projet Ceci nous a entraîné à la prise d’initiative et permis d’aborder d’autres thèmes que ceux enseignés en GTR (coté réalisation).


Bibliographie

L’antenne ricoré n’étant développée à l’heure actuelle qu’à titre expérimental nous nous sommes inspirés essentiellement de sites Internet mais aussi de quelques cours de télécommunication et de réseau. Voici nos principales sources d’informations :

www.nantes-wireless.org : L’association des réseaux WiFi libres sur Nantes www.saunalahti.fi/elepal/antenna2.html : site finlandais qui décrit quelques calculs de

l’antenne ricoré, en anglais www.commentçamarche.fr : site de référence, pour beaucoup de sujets informatiques, pour

nous le Wifi, plusieurs schémas de ce rapport en sont tirés.

www.infracom.fr : site d’achat de matériel de télécommunication spécialisé dans la technologie Wifi www.debian.org : site officiel de la distribution Debian GNU/Linux ipw2200.sourceforge.net : site de développement du pilote Linux pour la carte Intel Pro Set/Wireless 2200BG ndiswrapper.sourceforge.net : site du projet de pilote pour le Wifi sous Linux en utilisant les pilotes Windows


Annexes Présentation de NetStumbler :

Compatible avec une grande majorité des cartes wireless vendues dans le commerce, NetStumbler est considéré comme le logiciel référence d'écoute de réseaux WiFi fonctionnant sous Microsoft Windows. NetStumbler fonctionne en manipulant la couche NDIS (Network Driver Interface System) 5.1 fournie par le driver de la carte wireless. NetStumbler utilise cet API pour afficher et présenter les informations issues de la couche MAC de la carte (entre autre). Ce logiciel a pour buts de vous aider à déterminer votre zone de couverture, les points d'accès présents aux alentours et qui pourraient interférer.

Utilisation :


Les points d'accès listés ci dessous ont été obtenus lors d'une écoute en centre ville de blois. Vous pouvez voir cette fenêtre qui référence toutes les infos concernant les points d'accès détectés.

Vous pouvez exporter vos écoutes, principalement pour les traiter avec un logiciel les couplant à une carte (Microsoft Map Point 2OO2 ...)

Le fichier de sortie aura cette forme pour le format summary par exemple :

Exemple de mesure entre la BU et l’IUT :

Antenne omni

Antenne ricoré


Présentation de MiniStumbler :

MiniStumbler est la version PocketPc de NetStumbler. Il permet la détection des réseaux 802.11b, 802.11g et 802.11a si vous possédez la fonction WiFi sur votre Pocket PC Il donne comme NetStumbler des informations sur les réseaux Wifi environnants. Il supporte les processeurs de types ARM, MIPS et SH3.

Il ne supporte malheureusement que quelques types de cartes :

• Lucent Technologies WaveLAN/IEEE (Agere ORiNOCO) • Asus / Compaq WL110 • Cartes avec un Chipset Hermes

Voici les OS sur lequel il fonctionne :

• Pocket PC 3.0 • Pocket PC 2002

En l’occurrence, sur le PDA, nous avons une carte Asus WL110, nous pouvons donc utiliser MiniStumbler pour les mesures.


Listes des connecteurs correspondant à chaque matériel :

Constructeur Modèle Connecteur

Externe Exactitude Date

Actiontec 802C12 No Connector User Confirmed 28.May.2004 Apple BNC Plug User Confirmed 14.Oct.2004 Asus 500g SMA Plug User Confirmed 16.Jan.2005 Asus WL-500G SMA RP Jack User Confirmed 02.Jan.2005 Belkin F5D7000 SMA RP Jack User Confirmed 30.Aug.2004 belkin F5U021 BNC Plug User Confirmed 14.Oct.2004 Belkin F5D7130 2 Fixed Antennas User Confirmed 10.Nov.2004 Buffalo all models MC Card User Confirmed 07.Jul.2004 Cisco 350 TNC RP Jack Moderator

Confirmed 14.Aug.2003

Cisco 1200 AP TNC RP Jack Moderator Confirmed

18.Mar.2004

Cisco 1400 Bridge N-Type Jack User Confirmed 18.Mar.2004 d link 514 BNC Plug User Confirmed 18.Aug.2004 D-Link DI-614+ SMA RP Jack Moderator


D-Link DWL-900AP+ SMA RP Jack Moderator Confirmed

14.Aug.2003

D-Link DWL-520 SMA RP Jack Moderator Confirmed

14.Aug.2003

D-Link DWL-2000AP SMA RP Jack Moderator Confirmed

08.Jan.2004

D-Link 810+ SMA RP Jack Moderator Confirmed

31.Mar.2004

D-Link DCS-5300W (ip cam)

SMA RP Jack User Confirmed 04.May.2004

D-Link DWL-120+ No Connector Moderator Confirmed

09.May.2004

D-Link DWL 2100AP+ SMA RP Jack User Confirmed 28.Oct.2004 D-Link DWL-810+ SMA RP Jack User Confirmed 31.Oct.2004 Dlink DWL-800AP+ SMA RP Jack Moderator

Confirmed 04.May.2004

Draytek 2600we SMA RP Jack Moderator Confirmed

04.May.2004

Edimax EW-7514O N-Type Jack User Confirmed 03.Feb.2004 Edimax EW7126 PCI SMA RP Jack User Confirmed 01.Jan.2005 Enterasys Roamabout

PCMCIA MMCX User Confirmed 23.Sep.2004

Hitachi ax-m68d BNC Plug User Confirmed 12.Jun.2004 Lancom L-54ag SMA RP Jack Moderator

Confirmed 16.Jun.2004

Lancom L-54g SMA RP Jack User Confirmed 23.Sep.2004 Lancom 1521 SMA RP Jack User Confirmed 23.Sep.2004 Lancom 1821 SMA RP Jack User Confirmed 23.Sep.2004 Linksys WAP11 TNC RP Jack User Confirmed 14.Aug.2003 Linksys WET11 SMA RP Jack User Confirmed 14.Aug.2003 Linksys WMP 11 SMA RP Jack User Confirmed 14.Aug.2003 Linksys BEFW1124 TNC RP Jack User Confirmed 14.Aug.2003 Linksys WRT54G TNC RP Jack Moderator

Confirmed 08.Nov.2003

Linksys BEFSR41 BNC Plug User Confirmed 12.Jan.2004 Linksys WAP54G TNC RP Plug User Confirmed 03.Feb.2004 Linksys WAP54G TNC RP Jack User Confirmed 30.Aug.2004


Linksys WMP54G SMA RP Plug User Confirmed 21.Dec.2004 Linksys WAG54G BNC Plug User Confirmed 05.Jan.2005 Linksys WAG54G 1 Fixed Antenna User Confirmed 05.Jan.2005 Minitar 802.11B SMA RP Jack User Confirmed 29.Nov.2004 Netgear MA 311 SMA RP Jack Moderator

Confirmed 10.Nov.2003

Netgear ME103 SMA RP Jack Moderator Confirmed

19.Nov.2003

Netgear WGE101 SMA RP Jack Moderator Confirmed

24.Nov.2003

Netgear DG824M SMA RP Jack Moderator Confirmed

13.Dec.2003

Netgear WG602v2 SMA RP Jack Moderator Confirmed

06.May.2004

Netgear DG834G SMA RP Jack Moderator Confirmed

29.Jul.2004

Netgear WG302 SMA RP Jack User Confirmed 10.Nov.2004 Orinoco all models MC Card User Confirmed 07.Jul.2004 Proxim Harmony802b TNC Jack User Confirmed 14.Aug.2003 Proxim RL2 BRIDGE SMA RP Plug User Confirmed 14.Aug.2003 Proxim Stratum MP TNC RP Jack User Confirmed 14.Aug.2003 Psion Wavefinder DAB

radio MCX Plug User Confirmed 03.Aug.2004

Sitecom w-121 SMA RP Jack User Confirmed 26.Apr.2004 SmartBridge AirPoint SB2400 SMA RP Jack Moderator

Confirmed 22.Sep.2003

SmartBridge AirBridge SB2100 SMA RP Jack Moderator Confirmed

22.Sep.2003

SmartBridge AirNIC SMA RP Jack Moderator Confirmed

22.Sep.2003

SmartBridge AirBridge Outdoor N-Type Jack Moderator Confirmed

22.Sep.2003

SMC 2652W AP TNC RP Jack User Confirmed 07.Jul.2004 SMC 2652W AP TNC RP Jack User Confirmed 07.Jul.2004 Symbol AP-4131 BNC RP Jack User Confirmed 29.Mar.2004 US Robotics access point

8054 TNC Plug User Confirmed 17.Feb.2004

US Robotics access point 8054

SMA RP Jack User Confirmed 18.Feb.2004

US Robotics PCI Unknown SMA RP Jack User Confirmed 17.Sep.2003 x-micro XWL-11GRAG SMA RP Jack User Confirmed 17.Jan.2005 Zcomax WL431 SMA RP Jack Moderator


Zcomax WL450 SMA Jack Moderator Confirmed

16.Aug.2003


Installation de la carte Wifi sous Linux :

Nous avons choisi d'utiliser une distribution Debian pour le PC portable sous Linux, l'installation de celle-ci s'est fait directement par le téléchargement des différents logiciels puis par leur installation. Une fois la distribution correctement installée avec les outils de base, nous passons donc à l'installation de la carte Wifi. En effet, la reconnaissance du matériel n'est pas immédiate sous Linux et les constructeurs ne livrent pas les pilotes pour cette famille de système d'exploitation la plupart du temps.

La carte utilisée est une Intel 2200BG, nous avons deux possibilités pour son utilisation, l'utilisation de NDISWrapper qui est un logiciel développé en Open Source permettant de charger les pilotes Windows sous Linux. Nous pouvons également utiliser le pilote provenant du développement obtenu à partir des sources fournies par le fabricant. Nous allons donc détailler l'installation de ces deux pilotes.

Pré requis :

Dans les deux cas, il est nécessaire de procéder à l'installation des outils wireless-tools permettant de gérer la configuration des paramètres liés au réseau sans fil. Pour cela, une simple ligne de commande suffit :

Samva-debian:/home/samva# apt-get install wireless-tools

Installation de NDISWrapper

Premièrement, il nous faut installer les en-têtes du noyau, nécessaire pour compiler et installer ce logiciel. Pour ce faire, il faut télécharger et installer les sources correspondantes au noyau utilisé, nous devons donc récupérer la version du noyau utilisée par la commande :

Samva-debian:/home/samva# uname -a

Linux Samva-debian 2.6.8 #1 Wed Mar 9 15:58:07 CET 2005 i686 GNU/Linux

Nous avons donc un noyau en version 2.6.8, installons donc les sources de ce noyau de la façon suivante :

Samva-debian:/home/samva# apt-get install kernel-source-2.6.8

Pour que les sources soient connues du système, il faut un lien symbolique : Samva-debian:/home/samva# ln -s /usr/src/kernel-src-2.6.8 /lib/modules/2.6.8/build

Les en-têtes étant correctement installée, nous pouvons passer à l'installation de NDISWrapper, décompressons l'archive précédemment téléchargée :

Samva-debian:/home/samva## tar -xzvf ndiswrapper-0.11.tar.gz.

Nous avons donc les fichiers sources du pilote dans le répertoire ndiswrapper-0.11, il ne nous reste plus qu'à compiler le tout en l'installant pour que le module soit disponible.

Samva-debian:/home/samva# cd ndiswrapper-0.11 Samva-debian:/home/samva/ndiswrapper-0.11# make install

Nous copions donc ensuite les fichiers du pilote Windows (w29n51.sys, w29NCPA.dll, w29n51.inf)vers un répertoire utilisateur:

Samva-debian:/home/samva# mkdir wifi Samva-debian:/home/samva# cp /mnt/usb/drivers/* /home/samva/wifi/


Il faut maintenant indiquer à NDISWrapper quel pilote Windows utiliser, puis vérifier que le chargement s'est effectué correctement :

Samva-debian:/home/samva# ndiswrapper -i /home/samva/wifi/w29n51.inf Samva-debian:/home/samva# ndiswrapper -l Installed ndis drivers: w29n51 driver present, hardware present

Nous pouvons charger le module au sein du système d'exploitation, puis pour le vérifier : Samva-debian:/home/samva# modprobe ndiswrapper Samva-debian:/home/samva# lsmod | grep ndiswrapper

Installation du module natif :

Premièrement il faut télécharger les sources du module, les décompresser puis exécuter l'outil module-assistant qui se charge de la compilation et de l'insertion du module dans le noyau.

Samva-debian:/home/samva# cd /usr/src Samva-debian:/usr/src# tar -xzvf ipw2200-source.tar.gz Samva-debian:/usr/src# module-assistant a-i ipw2200

Ensuite, il faut insérer le firmware pour que hotplug puisse le charger à la détection de la carte: Samva-debian:/home/samva# cd /usr/lib/hotplug/firmware Samva-debian:/usr/lib/hotplug/firmware# tar -xzvf /home/samva/ipw2200-fw-2.2.tgz

Il faut maintenant charger le module et vérifier qu'il l’est bien : Samva-debian:/home/samva# modprobe ipw2200 Samva-debian:/home/samva# lsmod | grep ipw2200

Utilisation des outils du paquet wireless-tools :

• iwconfig <interface>: permet de lister les interfaces réseau prenant en charge les réseaux sans-fil (si absent) et de configurer les différents paramètres :

essid <nomréseau>: configure le nom réseau. mode <mode>: configure le mode (Ad-Hoc, managed...) key <clef>: configure la clef de cryptage éventuelle

• iwlist <interface> : permet d'obtenir la liste des paramètres relatifs à une interface

scan: affiche la liste des réseaux sans fil détectés ainsi que les différents paramètres key: retourne la liste des clefs chargées dans le périphérique ainsi que leur longueur.

Une fois ces différentes étapes achevées, la carte Wifi est pleinement fonctionnelle sous Linux, nous pouvons donc goûter aux joies du sans fil sous ce système d’exploitation ! Il faut toutefois noter que nous avons choisi de reporter les mesures faites avec le pilote natif : après quelques tests comparatifs, il s’est avéré que le module NDISWrapper renvoyait des résultats éloignés de ceux que nous obtenons avec tous les autres moyens.

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