Module Communication
Pour ce module, nous avons suivi différents cours :
- Un cours sur les Protocoles de communication pour les objets connectés.
- Un cours sur la sécurité pour les réseaux d'objets connectés.
- Un cours sur l'énergie des objets connectés
- un cours sur les réseaux émergents (SDN)
Protocoles de communication pour les objets connectés
1 - Présentation
Ce cours passe en revue les concepts importants des WSN tels que l'énergie, la localisation, la synchronisation et la sécurité. Nous examinons des cas d'utilisation réels et leurs spécificités.
Nous parcourons les différentes couches physiques (catégorie de fréquence, modulation), les protocoles de la couche MAC et les protocoles de communication standardisés et comment ils apportent des solutions aux spécificités des applications IoT.
Nous avons dû produire un rapport sur les couches MAC existantes et plus particulièrement celles conçues pour les réseaux de capteurs sans fil (WSN). C'est un composant important de ces réseaux car il a un impact à différents niveaux du système tels que la consommation d'énergie, la mobilité, la QoS, ...
De plus, afin d'appliquer nos nouvelles compétences, nous avons dû répondre à une étude de cas en groupe sur le sujet qui touche le Narrowband IoT (NB-IoT).
2 - Partie technique
Au cours de mes recherches, j'ai découvert les principales techniques de contrôle d'accès aux médias telles que FDMA, TDMA et CD/CSMA, mais aussi la couche MAC spécifiquement conçue pour l'IoT comme S-MAC, T-MAC, B-MAC et Z-MAC. La plupart de ces techniques sont à la pointe du progrès et sont donc exposées dans des documents de recherche que j'ai dû parcourir.
Le principal problème ici était de synthétiser une multitude d'articles, de documents officielles, ... dans un seul rapport. J'ai dû me plonger dans des documents de recherche dans un domaine où je ne suis pas un expert. En effet, c'est un domaine de recherche très populaire et donc très dense et il était assez difficile de saisir l'essence des articles de recherche que je lisais.
NB-IoT est une nouvelle norme de technologie cellulaire 3GPP à croissance rapide, introduite dans la version 13, qui répond aux exigences LPWAN (Low Power Wide Area Network) de l'IoT. Elle a été classée comme une technologie 5G, normalisée par le 3GPP en 2016. Il s'agit d'une nouvelle technologie d'accès radio 3GPP en ce sens qu'elle n'est pas entièrement rétrocompatible avec les appareils 3GPP existants. Notre rôle fut de synthétiser et de dresser les principales caractéristiques de ce protocole émergent dans un rapport et une présentation orale.
Ce cours a été très intéressant car il a permis de passer en revu les différents protocoles de communication utilisés dans les WSN. Personnellement, j'avais le bagage nécessaire pour suivre ce module (réseaux mobiles, réseaux sans fil, télécommunications, réseaux avancés, Certication Cisco). En effet, certains aspects de ce module étaitent déjà couverts par mes expériences passées. Cependant, les aspects sur l'IoT plus spécifiquement les cas d'utilisation étaient nouveaux et très intéressant de les connaître.
Software Designed Radio - Travaux pratiques
1 - Présentation
Ce cours fait partie du cours "Protocoles de communication pour les objets connectés". C'est dans cette partie que l'on va essayer de mettre en exergue les concepts liés à la télécommunication indispensable pour une bonne compréhension pour l'UF en entier. our ce faire, nous avons besoin d'un récepteur qui peut gérer de nombreux protocoles et une grande bande passante, nous utilisons donc un périphérique radio logiciel universel (USRP).
2 - Partie technique
Ce travail pratique consistait à utiliser le logiciel GNU Companion pour pouvoir démoduler des transmissions radio. Nous avons fait un travail théorique sur le modulateur IQ, nous avons travaillé sur l'aspect mathématique pour prouver que nous pouvions moduler et démoduler correctement les signaux grâce à ce modulateur. Ensuite, nous sommes passés à la partie pratique, où nous avons commencé à démoduler des signaux radio. Grâce à GNU Radio et ses différentes fonctions de traitement du signal, nous avons pu passer d'une station à l'autre et même démoduler en temps réel à l'aide d'un USRP. Nous avons remis à niveau les compétences en matière de modulation de signal, de circuits de filtrage, de transposition de fréquence. Nous avons pu démoduler des stations radio FM et des transmissions VOLMET.
Ce travail sur la radio logicielle (SDR) avait déjà été abordé lors de mes années précédentes. Je n'ai donc eu aucun problème pour pouvoir mener à bien ces travaux pratiques. Il était cependant positif de pouvoir échanger avec le professeur sur certains aspects que je ne maîtrisais pas.
Livrable : SDR GNU Companion - Rapport
From 3G to 6G
1 - Présentation
Ce cours rappelle les différentes générations de réseaux cellulaires. Nous nous concentrons sur la toute nouvelle 5G, ses techniques de modulation, ses nouvelles fréquences et ses antennes intelligentes. Nous la comparons aux autres protocoles de communication IoT.
2 - Partie technique
Nous avons assisté à des présentations faites par des étudiants sur différents aspects de la 5G. Mon groupe a été chargé d'effectuer des recherches sur la 5G en France. Nous examinons également les travaux futurs pour la 6e génération de réseaux mobiles.
Livrable : 5G en France - Présentation
Energie pour les objets connectés
1 - Présentation
Au cours du semestre, ce cours était composé de cours théoriques. Ces derniers m’ont permis de consolider mes compétences dans le choix des sources d’alimentation lors de la réalisation de système embarqués, en répondant notamment aux questions suivantes :
- Comment alimenter un système embarqué ?
- Comment choisir le type de batterie le plus adapté aux besoins de mon système ?
- Quelles sont les principales méthodes de récupération d’énergie et comment les mettre en place ?
2 - Partie technique
Ainsi, nous avons pu voir quelles sont les principales caractéristiques des différentes batteries rechargeables ou non, afin de pouvoir choisir au mieux en fonction du cas d’usage. L’accent a également été mis sur les éventuels dangers d’utilisation de certaines batteries en fonction es conditions et du contexte d’utilisationd. Enfin, nous avons pu voir quelles sont les solutions permettant de récupérer de l’énergie et de la stocker, afin de rendre un système complétement autonome en énergie.
Ce module m’aura permis de découvrir le domaine des énergies appliquées aux objets connectés. En général, le choix et le dimensionnement de la source d’énergie est un facteur clé dans l’IoT et dans les systèmes embarqués. En effet, un calcul de la consommation prévisionnelle des devices développés est réalisé fréquemment et à chaque ajout ou modification de fonctionnalités, afin d’avoir une idée des ressources énergétiques nécessaires pour le faire fonctionner. Cet aspect est d’autant plus important qu’il constitue un argument de poids lors de la vente du produit aux clients.
Sécurité dans les réseaux d’objets connectés
1 - Présentation
Le but de ce module est de nous sensibiliser à l’importance et à la complexité de la mise en place de règles de sécurité pour lutter contre différents types d’attaques. Pour cela, cet enseignement a été dispensé sous la forme de cours magistraux. Nous avons dû réaliser une analyse de sécurité sur la base de notre projet intégrateur. Dans cette analyse, il fallait :
- résumer son projet ;
- caractériser les objectifs des attaquants potentiels ;
- identifier les capacités des attaquants (accès physique ? accès au logiciel ? etc.)
- identifier d'éventuelles vulnérabilités (éventuellement en vous basant sur la présentation) ;
- proposer des contre-mesures.
2 - Partie technique
Ainsi, ce module m’a apporté :
- Des bases sur l’existence de différents types d’attaques sur les réseaux, leurs impacts et leurs buts.
- Une connaissance des failles qui peuvent exister sur les réseaux de capteurs et des méthodes pour éviter que ces dernières représentent un danger.
La sécurité informatique est aujourd’hui un domaine très important dans un monde de plus en plus connecté et digital. En effet, de par son développement rapide et important, créant ainsi un engouement pour le domaine de l’IoT, les acteurs de ce domaine ont d’abord cherché à inonder le monde d’objets connectés, sans forcément penser à développer des systèmes de sécurité pour ces derniers. Aujourd’hui, nous prenons conscience de cette erreur et essayons de développer des réseaux de capteurs de plus en plus fiables d’un point de vue sécurité. Ce module m'aura donc permis de me sensibiliser aux menaces existantes à prendre en compte lorsque je serai amené à développer des réseaux de capteurs.
Livrable : Rapport Sécurité
Réseaux émergents (SDN, NGN)
1 - Présentation
Ce cours passe en revue les problématiques des réseaux émergents tels que la mobilité, la localisation, le croisement des réseaux, la virtualisation des réseaux. Il s'agit d'un cours d'introduction au SDN et à OpenFlow qui explique les différentes visions de ce qu'est réellement le SDN. Le cours présente également des implémentations réelles du SDN dans de très grands réseaux ainsi que dans des réseaux hautement sécurisés.
2 - Partie technique
Dans nos travaux pratiques, nous avons appris à utiliser les équipements SDN. Nous avons découvert comment OpenFlow sépare les plans de contrôle et de données des périphériques réseau. OpenFlow est un protocole de communication qui donne accès au plan d'acheminement d'un commutateur ou d'un routeur de réseau sur le réseau. Nous avons également utilisé le protocole Openflow pour gérer ces équipements en écrivant simplement du code logiciel.
Le cours et les travaux pratiques sur les réseaux conçus par logiciel (SDN) étaient fascinants. Ce sujet m'a été présenté l'année dernière, mais l'appliquer et échanger à son sujet dans le cadre de travaux pratiques a été une expérience formidable.