Brevet FR2840481A1 — publié le 20031205

APPAREIL DE TEST D'UN R1ISEAU LOCAL SANS FIL Domaine Technique L'invention se rattache au domaine des reseaux informatiques sans fil. Wile vise plus precisement un appareil de test qui peut etre utilise pour optimiser et ou valider la configuration d'un reseau local sans fil, notamment en ce qui concerne le materiel utilise, et les emplacements des differents points d' acces au reseau. L 'invention permet notamment de tester les liaisons hertziennes repondant aux normes IEEE 802.1 1, HomeRF et HiperLAN. Technioues anterieures Dans le domaine des reseaux informatiques, on constate un developpement important des reseaux locaux sans fil, egalement appeles WLAN, pour >. Ce type de reseau presente de grands avantages par rapport aux reseaux cables, du fait de la flexibilite de leur interface, qui permet a un utilisateur de se deplacer a l'interieur de la zone couverte par le reseau, tout en restart connecte. De facon generale, les differents equipements informatiques, tels que les stations de travail, les imprimantes ou autres peripheriques, vent relies au reste du reseau, par une liaison hertzienne. Cette liaison hertzienne permet de relier done chaque equipement avec une borne d'acces au reseau, equipement appele point d'acces, ou poet. Les differents points d'acces au reseau vent relies entre eux, soit par une liaison hertzienne, soit encore par des liaisons filaires. La qualite de la liaison hertzienne entre un equipement informatique et le point d'acces correspondent est determinante pour un bon fonctionnement du reseau, et notamment pour un acces de 1'equipement en reseau avec un debit suffisant. Or, la qualite de cette liaison hertzienne depend notamment du type de materiel employe, et surtout de la localisation des points d'acces, et des emplacements destines a accueillir les equipements informatiques. C' est pourquoi, lors de ['installation d'un reseau local sans fil, il est necessaire d'effectuer un certain nombre de verifications afin de s'assurer de la qualite de la connexion aux differents points d'acces a partir des lieux susceptibles d'accueillir les equipements informatiques. A ce jour, differentes methodes ou materiels vent employee pour effectuer ces verifications. Ainsi, dans une premiere approche, il peut etre possible d'estimer la qualite des 0 connexions a partir d'une modelisation theorique de la confguration des locaux, de ['emplacement des differents points d'acces, et du type de materiel utilise. Des logiciels permettent d'evaluer les gains et debits theoriques correspondent a une telle configuration. On concoit bien evidemment que des ecarts peuvent 8tre observes entre les calculs theoriques et les gains et debits reels, de sorte que cette methode reposant uniquement sur une evaluation theorique n'est pas reellement satisfaisante. Dans une seconde approche, la qualite des connexions peut 8tre contrGlee en utilisant une ordinateur portable, qui est equipe d'un logiciel de test. Ce logiciel de test, par exemple celui commercialise par la societe AVAYA sous la reference "Orinoco Client Manager" permet de determiner la valeur du gain entre un signal emis par un point d'acces et l'ordinateur portable, qui est equipe d'une carte de communication sans fi1. 2s Une telle solution ntest pas reellement satisfaisante, puisque elle ne permet pas reellement d'analyser le bon fonctionnement du reseau, mais simplement la mesure d'un gain. Le debit du reseau est en effet simplement estime a partir des valeurs de gain mesurees, de sorte que lorsque le reseau est reellement en charge, les valeurs de debit reelles different tres souvent de ces valeurs de debit theoriques.;: En outre, ce mode de verifcation necessite l'emploi d'un ordinateur portable, qui peut s'averer encombrant. En outre et surtout, les mesures effectuees par ce type de 2$ .l,: -3 methode vent eminemment dependantes du type de materiel utilise, et notamment de la carte de communication associee a l'ordinateur portable. Une troisieme methode est connue pour tester la qualite de la connexion, qui fait appel a des appareils de test specifiques, tels que notamment celui commercialises par la societe Berkeley Varitronic System, sous la reference LOCUST. Un tel appareil se presente sous la forme d'un botier qui, comprend un emetteur d'ondes radio, susceptible d'emettre dans la gamme de frequence correspondent au io reseau local. Cet appareil permet de visualiser un certain nombre d'informations relatives a la qualite de la connexion, et notamment le gain et le rapport signal sur bruit. Ce type d'appareil presente plusieurs inconvenients, et notamment le fait qutil ne permet pas de mettre en charge le reseau et de verifier quel est effectivement le debit reel que peut supporter le reseau. En outre, l'emetteur radio utilise un logiciel de communication proprietaire, et les resultats obtenus ne vent par consequent pas repres entatifs de c eux obtenus avec les pro duits installes de fac on definitives car ils utilisent eux aussi un autre logiciel proprietaire. Ce type d'emetteur ne possede done pas les memes caracteristiques que sur les cartes de communication associees aux differents equipements informatiques, destines a etre relies au reseau. Autrement dit, l'analyse de la qualite de la connexion faite par ce type d'appareil peut s'ecarter des resultats de performances reels, observes avec les equipements qui seront relies au reseau. Un premier probleme que se propose de resoudre ['invention est celui de permettre une analyse aussi complete que possible de la qualite de la liaison hertzienne avec le point d'acces au reseau, notamment en determinant des valeurs de debit correspondent a des situations de charge du reseau. Un autre probleme que se propose de resoudre ['invention est celui de permettre une analyse de la qualite de connexion qui prenne en compte le type de materiel qui sera utili se sur le s equipements informatiques destines a etre relies au reseau, avec la grande diversite que l'on conna^t. À........... .. -4 Expose de ['invention L' invention concerne done un appareil de test, permettant d' analyse la qualite de la connexion a un point d'acces d'un reseau local sans fil, a partir d'un lieu susceptible d'accueillir un equipement informatique incluant une carte de communication sans s fil. L'appareil de test conforme a ['invention se caracterise en ce qu'il se presente sous la forme d'un boitier, comportant: - un logement apte a recevoir de fapon interchangeable une carte de lO communication sans fil; - des moyens de traitement des signaux emis et/ou recus a destination et/ou en provenance du point d'acces au reseau; - des moyens d'affichage dtinformations relatives aux dits signaux; Autrement dit, l'appareil conforme a ['invention peut recevoir differentes cartes de communication, qui vent avantageusement choisies pour presenter les proprietes analogues a celles qui vent montees sur les equipements destines a etre implantes sur le lieu du test. Ainsi, avantageusement en pratique, le logement de l'appareil peut etre configure pour recevoir des cartes de communication sans fil du type PCMCIA (pour >). Dans le cas ou les equipements informatiques destines a etre relies au reseau vent des 2s ordinateurs portables, equipes d'un logement de reception d'une carte PCMCIA, la carte de communication montee dans l'appareil de test peut etre une carte identique, ou dont la partie emettrice presente des proprietes et des caracteristiques identiques ou equivalentes. Ainsi l'utilisateur pourra integrer dans l'appareil une carte PCMCIA de constructeur et de reference identiques a celles utilisees de facon definitive sur le site teste. Bien entendu, d'autres materiels informatiques que les ordinateurs portables peuvent recevoir des cartes de communication au format PCMCIA. Dans le cas ou les equipements informatiques destines a etre implantes sur le reseau possedent des cartes de communication d'un format different, on choisira comme carte PCMCIA a inserer dans l'appareil de test, une carte dont la partie emettrice/receptrice a proprement parler possede les memes caracteristiques et proprietes. Par cette disposition, les resultats de l'analyse de la qualite de la connexion seront tres representatifs de la situation reelle, lorsque les materiels informatiques seront relies au reseau. Avantageusement en pratique, les moyens de traitement associes a l'appareil de test vent apses a controler le fonctionnement de la carte de communication associee selon un programme ou pilote, selectionne dans une liste predeterminee. i5 Autrement dit, l'appareil de test contient les differents fichiers de configuration ou pilotes, qui permettent de faire fonctionner la carte de communication. Ces fichiers vent avantageusement identiques a ceux qui seront montes dans les equipements informatiques, de maniere a obtenir un resultat d'analyse correspondent le plus possible a la realite du reseau. Avantageusement en pratique, l'appareil de test comporte egalement des moyens de mise a jour de la liste predeterminee de pilotes, de maniere a pouvoir utiliser les derrieres versions de pilotes, ou plus generalement, des versions correspondent a celles qui vent installees sur les equipements informatiques, destines a etre relies au reseau. Selon une autre caracteristique de ['invention, l'appareil de test comporte egalement des moyens d'enregistrement des informations relatives aux signaux emis et/ou recus a destination et/ou en provenance du point d'acces au reseau, de maniere a pouvoir etablir un certain nombre de statistiques, concernant cette connexion. -:- -6 Avantageusement en pratique, l'appareil de test peut comporter egalement des moyens de transfert a destination d'un ordinateur, des differentes informatiques relatives aux signaux echanges avec le point d'acces au reseau. s De la sorte, il est possible d'effectuer des traitements plus perfectionnes et/ou des sauvegardes des donnees de tests sur un ordinateur distinct. Selon une autre caracteristique de ['invention, l'appareil de test est prograrnme de telle sorte que les moyens de traitement vent apses a emettre des paquets de donnees o ou frames selon un protocole compatible avec le reseau local sans fil. De la sorte, ltenvoi de ces frames permet de verifier le fonctionnement du reseau lorsque celui-ci est en charge, ce qui permet d'analyser ['evolution du debit en fonction de cette charge. Avantageusement en pratique, les moyens de traitement vent apses a emettre des frames de longueur differentes, et ce pour determiner ['evolution du debit en fonction du type de frame emise. Avantageusement en pratique, la longueur des frames peut etre configurable par l'utilisateur, de maniere a lui permettre d'effectuer differents types de tests, correspondent a des situations differentes d'utilisation du reseau. De meme, les taches d'envoi de frame peuvent etre programmees pour etre 2s effectuees de facon repetitive, et pendant des durees predeterminees, correspondent a d'autres types d'utilisation du reseau. ' Description sommaire des fiures La maniere de realiser ['invention, ainsi que les avantages qui en decoulent, ressortiront bien de la description du mode de realisation qui suit, donne a titre d'exemple non limitatif, et a l'appui des figures annexees, dans lesquelles: La figure 1 est une vue schematique illustrant une partie d'un reseau local sans fil. :: > ) : ::? -7 La figure 2 est une vue en perspective sommaire de l'appareil de test conformement a ['invention. Maniere de realiser ['invention Comme deja evoque precedemment, ['invention concerne un appareil de test destine a analyser la qualite des liaisons hertziennes de connexion a un reseau local sans fl. Dans la configuration illuskee dans la figure l, le reseau local (l) est represente par lO un certain nombre de poets (2) relies enke eux par des liaisons filaires (3), et egalement relies par exemple, a un serveur (4). Bien entendu, il s'agit la d'une representation schematique, et ['invention permet d'analyser les proprietes de type de reseaux sans fil d'architectures tres variees, pouvant etre particulierement complexes. Plus precisement, chaque pont (2)constitue un point d'acces au reseau, et est equipe de moyens d'emission et de reception incluant notamment une antenne (6). Ces poets (2) vent disposes en des lieux appropries des locaux dans lequel est deploye le reseau. L'objectif de ['invention est de pernettre de determiner la qualite de liaison hertzienne enke un pont (2) formant un point d'acces au reseau, et un equipement informatique (10) dispose a un emplacement determine. Dans la forme illustree, cet equipement est represente sous forme d'un ordinateur (10), sur lequel est monte une carte de communication sans fl (l l). Cette carte (l1) peut eke du type enfichable et extractible, selon le standard PCMCIA. Il peut s tagir de facon plus courante d'une carte d' extension du type PCI (cite carte berceau), montee a demeure dans l' unite centrale de l'ordinateur (10) et supportant une carte PCMCIA. -8 I1 pourrait par ailleurs s'agir d'un module de communication sans fil, relic par un autre moyen a ['unite centrale, par exemple par une liaison de type USB. Bien entendu, d'autres equipements informatiques peuvent etre relies au reseau sans fil, tel que des imprimantes, des lecteurs pour codes a barres, des organiseurs personnels (types PDA), des telephones mobiles... L'invention concerne done un appareil de test (15), tel qu'illustre a la figure 2, qui perrnet d'analyser la qualite de la liaison hertzienne vis a vis du reseau sans f1. Cet appareil portable (15), peut etre deplace dans la zone de portee du pont (2). I1 peut notamment 8tre dispose aux emplacements future des differents equipements qui seront destines a etre relies au reseau (1). Conformement a ['invention, cet appareil de test (15) se presente sous la forme d'un bo^tier, qui comprend un microcontroleur, destine a assurer une fonction de traitement des donnees, une carte de liaison hertzienne, ainsi qu'un interface (17,18) permettant d'afficher les donnees calculees et d'entrer les instructions. Ce microcontr81eur permet une mise en route rapide et un arret rapide du bo^tier. Le bo^tier pourra fonctionner indifferemment branche directement sur le secteur via une entree d'alimentation integree (22) ou avec des batteries rechargeables, eventuellement via ['entree (22), ou non. Plus precisement, le microcontr81eur peut etre monte sur une carte, par exemple au format PC 104, ou ETX/ENCORE ou sur une carte developpee specifiquement pour ['application. Cette carte est associee a une carte additionnelle, compatible avec la carte du microcontr81eur, et agencee pour recevoir une carte de communication hertzienne de type PCMCIA (16). Dans une forme particuliere, cette carte additionnelle (16), peut recevoir plusieurs cartes de type PCMCIA, dont une sert a la liaison hertzienne, l'autre pouvant etre utilisee pour des fonctions accessoires, tel que notamment la sauvegarde de donnees. -9- Une caracteristique importante de ['invention reside dans la possibilite d/interchanger la carte de communication hertzienne (16) pour utiliser une carte identique ou analogue a celle qui equipe les materiels informatiques destines a etre relies au reseau. s Comme deja evoque, il peut s'agir de cartes identiques, si ces equipements vent equipes de cartes de type PCMCIA. De meme, lorsque les cartes montees dans les ordinateurs par exemple, vent des cartes de type PCI, la carte PCMCIA (16) choisie pour etre enfichee dans le boitier de test, sera la meme que la carte PCMCIA o enfichee dans la carte berceau PCI. Dans le cadre, par exemple, de bo^tier USB integrant un module d'emission/reception, la carte PCMCIA (16) choisie pour le etre enfichee dans le bo^tier de test sera une carte dont le module d'emission/reception (20) est analogue, ctest a dire presente des proprietes et des caracteristiques identiques ou extremement proches de celle (11) montee dans l'ordinateur (si s possible du meme constructeur). La similitude entre les deux cartes de communication passe egalement par l'emploi de fichiers de configuration, ou pilotes, qui vent egalement identiques ou analogues. En effet, le bo^tier de test (15) assure le fonctionnement de la carte de communication, ainsi que l'echange des informations, selon un pilote qui est dedie a la carte, et qui peut avantageusement eke le m8me que celui qui sera monte dans l'equipement informatique en liaison avec le reseau. 2s Cette possibilite permet de tester la qualite de la liaison hertzienne dans des conditions logicielles et materielles particulierement proches de celles qui prevaudront lorsque le materiel informatique definitif (10) sera lie au reseau. Pour ce faire, le bo^tier (15) comprend des moyens de memoire, incluant un ensemble de pilotes correspondent a chacune des cartes de communication qui peuvent eke inserees dans le boitier. Ce pilote peut se charger automatiquement en fonction du type de carte inseree dans le bo^tier, ou bien encore, etre choisi de fa$on precise et a la demande par l'utilisateur par acces via un menu. -10 Ces pilotes peuvent egalement etre telecharges au sein du bo^tier, soit par l'intermediaire d'une liaison filaire, reliee par exemple par une liaison serie au boitier, ou par tout autre type de liaison, notamrnent parallele ou USB. Bien entendu, le telechargement peut egalement s'effectuer par l'intermediaire de la liaison hertzienne, via la carte de communication (16) ou via un lecteur de cartes de memoire integre (23).du type COMPACTFLASH. En fonctionnement, les moyens de traitement incluant le botier permettent de o calculer et d'affcher differentes grandeurs relatives au fonctionnement du reseau. Parmi ces grandeurs, on peut notamment citer le niveau de signal recu tent de la part du pont (2) que de la carte (11), ainsi que le niveau de bruit, et done, le rapport signal sur bruit. La qualite de la liaison peut egalement 8tre caracterisee par le debit de la liaison et le gain. Ces parametres seront done analyses et pourront etre sauvegardes, de facon bi-directionnelle, soit tent au niveau du pont (2) que de la carte (11). D'autres parametres relatifs a la liaison peuvent 8tre traites par le bo^tier (15), et notamment les parametres d'identification du reseau et du pont utilise, ainsi que du canal de communication en fonction. Le fait que la liaison soit cryptee ou non peut egalement etre determine par les moyens de traitement. Selon une autre caracteristique de ['invention, le boitier (15) est configure pour :5 emettre a destination du pont des ensembles de donnees, egalement appeles frames, pour verifier le bon fonctionnement du reseau en charge. Ces frames peuvent par exemple, etre configurees selon le protocole IP (pour Internet Protocol), et inclure de facon classique des informations relatives a l'adresse de l'emetteur, l'adresse du recepteur, le type de donnees transmises, ainsi que des codes de verification de type CRC. Les moyens de traitement vent apses a emettre des frames de longueurs differentes, correspondent a des etats de charge differents du reseau, ces longueurs pouvant aller de quelques centaines a quelques milkers d'octets. s Differents modes de fonctionnement peuvent etre mis en ccuvre, correspondent a des tests differents. Des trains de kames de longueurs identiques ou variables peuvent etre envoyes, soit de facon ponctuelle, soit de facon continue, de maniere a verifer leur bonne lo transmission a destination du poet, par l'analyse de la frame d'accuse de reception envoye par le poet. Des reglages de la duree du test, ainsi que de la longueur des frames peuvent etre effectues par l'utilisateur. Pour ce faire, l'utilisateur a un clavier (18), a sa disposition, sur le bo^tier. Ce clavier peut comporter differentes touches comme dans la forme illustree a la figure 2, ou bien encore, inclure un nombre de touches inferieures, permettant de naviguer dans des menus staffichant sur l'ecran (17) de type LCD par exemple. Le clavier peut egalement inclure des leviers (ou "joy sticks"), ou bien encore des dispositifs de type souris tactile integree, ou des zones d'ecran tactile. Les moyens de traitement vent configures pour autoriser la modification de la puissance d'emission, ainsi que la frequence dans la gamme accessible par la carte de communication. 2s Les moyens de traitement vent egalement configures pour autoriser des debits correspondent a la norme EKE 802.11. Ces debits peuvent adopter des valeurs de 1, 2, 5,5 et 11 megabits/seconde, mais les moyens de traitement vent configures pour stadapter a des debits differents si necessaires, par exemple les valeurs de 54, 36, 24, 12 et 6 megabits/seconde pour la norme 802.a Les moyens de traitement vent configures pour afficher un certain nombre d'informations au niveau de l'ecran (17) installe sur le bo^tier. -12 La liste des informations affichees correspond a celle evoquee ciavant. Cette liste peut eventuellement confgurable selon le souhait de l'utilisateur et selon ['evolution des normes et des pilotes (ou drivers) associes aux cartes. Les donnees relatives aux differentes liaisons, ainsi qu'aux differentes operations de test en charge, peuvent etre sauvegardees au sein du boitier, ou bien encore transmises soit par une liaison filaire, soit par une liaison hertzienne a destination d'un ordinateur distant, qui permet d'effectuer des statistiques, mais encore des sauvegardes ou autres analyses iteratives. Ces sauvegardes pourront, par exemple, etre effectuees grace a un lecteur/graveur de cartes de memoire de type COMPACTFLASH integre au boitier (23). Bien entendu, la liaison du bo^tier (l5) avec tout equipement informatique permet d' assurer un telechargement a la fois de version la plus recense du logiciel destine a faire fonctionner les moyens de traitement, ainsi que les differentes mises a jour de pilotes ou drivers des cartes de communication susceptibles d'etre installees dans l'appareil de test. Il ressort de qui precede que l'appareil de test conforme a ['invention presente de multiples avantages, et notarnment: - une possibilite de recevoir des cartes de communication correspondent dans leur partie materielle et logicielle, a celles qui seront employees dans les materiels ulterieurement relies au reseau sans fil; - la possibilite d'effectuer des tests de debit et de gain en charge, par l'envoi des differents types de frame, de longueur variable; - la possibilite d'enregistrer et de personnaliser les tests realises. - La possibilite de telecharger des logiciels ou pilotes pour mise a jour du logiciel interne au bo^tier - La possibilite de se demarrer et steteindre rapidement. -13 REVENDICATIONS 1/ Appareil de test (l5), permettant d'analyser la qualite de la connexion a un point d' acces ( 1) d' un reseau local sans fil, a partir d'un lieu susceptible d' accueillir un s equipement infornatique (10) incluant une carte de communication sans fil (11), caracterise en ce qu'il se presente sous la forme d'un bo^tier comportant: - un logement (9) apte a recevoir de fa,con interchangeable une carte de communication sans fil (16); - des moyens de traitement des signaux emis et/ou recu a destination et/ou en 0 provenance du point d'acces (2) au reseau (1); - des moyens d'affichage (17) dtinformations relatives auxdits signaux. 2. Appareil de test selon la revendication 1, caracterise en ce que le logement (19) est apte a recevoir des cartes de communication sans fil (16), du type PCMCIA. 3. Appareil de test selon la revendication 1, caracterise en ce que les moyens de traitement vent apses a contr81er le fonctionnement de la carte de communications sans fil, selon un programme ou pilote, selectionne dans une liste predeterminee. 4. Appareil de test selon la revendication 3, caracterise en ce qu'il comporte des moyens de mise a jour de la liste predeterminee de pilotes. 5. Appareil de test selon la revendication l, caracterise en ce qu'il comporte des moyens d'enregistrement et d'informations relatives aux signaux emis et/ou re,cu a 2s destination et/ou en provenance du point d'acces (2) au reseau. 6. Appareil de test selon la revendication 1, caracterise en ce qu'il comporte des moyens de transfert (21) a destination de ltordinateur des informations relatives aux signaux emis et/ou re,cu a destination et/ou en provenance du point d'acces au reseau. 7. Appareil de test selon la revendication 1, caracterise en ce que les moyens de traitement vent apses a emettre des paquets de donnees ou frames selon un protocole compatible avec ie reseau local sans fil.. , .] -14 8. Appareil de test selon la revendication 7, caracterisePen ce que les moyens de traitement vent apses a emettre des frames de longueurs differentes. 9. Appareil de test scion la revendication 8, caracterise en ce que la longueur des frames est configurables par l'utilisateur. 10. Appareil de test scion la revendication 9, caracterise en ce que le temps d'emission des frames est configurable par l'utilisateur. DEPOSANTS: Vincent FARGUE Florent PRAT MANDATAIRE: Cabinet LAURENT & CHARRAS i :t