Brevet FR3007917A1 — publié le 20150102

RÉSEAU DE TÉLÉCOMMUNICATION EMBARQUÉ PARTITIONNÉ À ACCÈS SANS FIL DESCRIPTION DOMAINE TECHNIQUE La présente invention concerne de manière générale le domaine des réseaux de télécommunications embarqués et plus particulièrement celui des réseaux partitionnés en sous-réseaux ségrégués. ÉTAT DE LA TECHNIQUE ANTÉRIEURE Les réseaux embarqués à bord des aéronefs sont actuellement des réseaux filaires, par exemple des réseaux AFDX (Avionics Full DupleX) ou encore de type ARINC 429. Un tel réseau embarqué est généralement partitionné en un premier sous-réseau appartenant à une zone sécurisée (sous-réseau avionique), et un second sous-réseau appartenant à une zone non sécurisée (sous-réseau ouvert). Les liaisons au sein d'un sous-réseau peuvent être bidirectionnelles ou unidirectionnelles alors que les liaisons entre les deux sous-réseaux sont nécessairement unidirectionnelles, dirigées du sous-réseau avionique vers le sous-réseau ouvert, de manière à interdire l'accès au premier à partir de ce dernier. Cette partition de réseau permet de concilier les exigences distinctes des applications avioniques et non-avioniques. En effet, il est essentiel de maintenir une ségrégation stricte entre zones sécurisée et non-sécurisée pour au moins deux raisons. Tout d'abord, il faut prévenir toute intrusion accidentelle ou malveillante dans la zone sécurisée, notamment tout piratage informatique qui pourrait être issu du monde ouvert. Ensuite, il importe que les applications hébergées dans le monde ouvert ne perturbent pas celles hébergées dans la zone avionique, c'est-à-dire mettent en cause le comportement déterministe de ces dernières. De manière plus générale, il est connu de partitionner un réseau en une pluralité de sous-réseaux distincts, soit au niveau physique en utilisant des liaisons physiques unidirectionnelles entre sous-réseaux à ségréguer, soit à un niveau de protocole supérieur, par exemple au niveau réseau, au moyen d'un contrôle des flux TCP/IP, soit encore au moyen d'une passerelle applicative faisant office de pare-feu. Il est ainsi possible de partitionner le réseau embarqué en une pluralité de sous-réseaux correspondant chacun à des fonctions distinctes ou à des catégories d'accès distincts : sous-réseau avionique, sous-réseau de maintenance de l'aéronef, sous-réseau dédié à la compagnie aérienne, sous-réseau dédié au personnel navigant commercial (PNC), sous-réseau dédié aux passagers pour un système de divertissement en vol IFE (ln Flight Entertainment) et/ou un système de télécommunication pour les passagers. Toutefois, un tel réseau embarqué partitionné ne permet actuellement pas de supporter des liaisons sans fil. Aussi les terminaux utilisés à bord d'un aéronef, que ce soit par l'équipage, le personnel navigant commercial, les opérateurs de maintenance, les passagers, sont ils nécessairement reliés à l'infrastructure du réseau embarqué par des liaisons filaires. La Fig. 1 représente schématiquement un réseau embarqué partitionné connu de l'état de la technique. Le réseau en question, 100, est divisé ici en N sous-réseaux, 1101,...,110N, chaque sous-réseau appartenant à un domaine distinct. Par exemple, le sous-réseau 1101 peut être un sous-réseau avionique, le sous-réseau 1102 peut être un sous-réseau de maintenance, le sous-réseau 110N peut être un sous-réseau dédié au divertissement des passagers. Les sous-réseaux adjacents sont ségrégués entre eux par des éléments de sécurité 120, par exemple des buffers unidirectionnels, des pare feux au niveau paquet (filtrage de ports TCP/IP) ou au niveau applicatif (passerelle applicative). Dans le cas d'une ségrégation au niveau physique, les liaisons entre sous-réseaux adjacents sont unidirectionnelles et vont du sous-réseau présentant le plus haut degré de criticité au sous-réseau présentant le plus faible degré de criticité. En revanche les liaisons au sein d'un même sous-réseau peuvent être bidirectionnelles. Lorsqu'un terminal doit être connecté au réseau, c'est-à-dire en pratique à l'un des sous-réseaux constitutifs de ce réseau, une liaison filaire doit être prévue entre ce terminal et un noeud du sous-réseau. Toutefois, l'utilisation de liaisons filaires présente plusieurs inconvénients. Tout d'abord, lorsqu'un nombre important de terminaux doivent être connectés au réseau (par exemple, terminaux passagers du système IFE), le poids des câbles et de la connectique associée grève le bilan de masse de l'aéronef. Ensuite, les liaisons filaires sont soumises à des contraintes d'installation car elles doivent suivre des chemins de câble particuliers, ce qui conduit à des longueurs de liaisons importantes et aggrave encore le bilan de masse. En outre, les liaisons filaires et les connecteurs associés doivent être gérés en tant que pièces de remplacement supplémentaires, les connecteurs étant d'ailleurs sujet à des remplacements fréquents. Enfin, l'utilisation de liaisons filaires rend les opérations de maintenance malaisées : lorsque l'équipement défectueux à inspecter est éloigné du serveur de maintenance, l'opérateur de maintenance ne peut simultanément accéder à la documentation de maintenance et à l'équipement en question. Le remplacement des liaisons filaires par des liaisons sans fil permettrait de résoudre les difficultés mentionnées ci-dessus mais ce remplacement ne peut être effectué de manière triviale. En effet, il faut veiller à ce qu'un utilisateur équipé d'un terminal mobile ayant l'autorisation d'accéder à un sous-réseau ne puisse accéder à un autre sous-réseau pour lequel il ne dispose pas d'autorisation d'accès. L'objet de la présente invention est par conséquent de proposer un réseau embarqué partitionné permettant de remédier en tout ou partie aux inconvénients précités, en particulier de permettre l'utilisation de liaisons sans fil pour accéder au dit réseau, sans risque d'affecter la ségrégation entre sous-réseaux. EXPOSÉ DE L'INVENTION La présente invention est définie par un réseau embarqué à bord d'un aéronef, partitionné en une pluralité de sous-réseaux adjacents, deux sous-réseaux étant adjacents si au moins une liaison physique les relie, les liaisons physiques entre deux sous-réseaux adjacents étant chacune équipées d'un élément de sécurité pour ségréguer lesdits deux sous-réseaux adjacents, au moins un premier et un second sous-réseaux adjacents étant chacun équipés d'au moins un point d'accès sans fil, les points d'accès équipant respectivement les premier et second sous-réseaux adjacents utilisant des standards de communication différents ou des ensembles de ressources de communication disjoints. Ainsi, chacun des premier et second sous-réseaux adjacents peuvent être étendus par des liaisons sans fil tout en conservant les mêmes contraintes de ségrégation que celles de leur infrastructure filaire. Selon une première variante, les points d'accès équipant respectivement deux sous- réseaux adjacents quelconques utilisent des standards de communication différents, lesdits standards étant choisis parmi un groupe comprenant les standards Wi-Fi, Wi-MAX, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE-Advanced, Li-Fi. Selon une seconde variante, les points d'accès équipant deux sous-réseaux adjacents quelconques utilisent un standard de communication commun et des ensembles de ressources de transmission disjoints, les ressources de transmission étant choisies parmi un groupe comprenant des fréquences de transmission, des intervalles de sous-porteuses d'un multiplex OFDM, des intervalles de temps de transmission, des codes de transmission, des faisceaux de transmission, ou une combinaison des ressources de transmission précitées. Selon une troisième variante, pour une première pluralité de sous-réseaux, les points d'accès équipant respectivement deux sous-réseaux adjacents quelconques de cette première pluralité utilisent des standards de communication différents, lesdits standards étant choisis parmi un groupe comprenant les standards Wi-Fi, Wi-MAX, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE-Advanced, Li-Fi, et, pour une seconde pluralité de sous- réseaux, les points d'accès équipant deux sous-réseaux adjacents quelconques de cette seconde pluralité utilisent un standard de communication commun et des ensembles de ressources de transmission disjoints, les ressources de transmission étant choisies parmi un groupe comprenant des fréquences de transmission, des intervalles de sous-porteuses d'un multiplex OFDM, des intervalles de temps de transmission, des codes de transmission, des faisceaux de transmission, ou une combinaison des ressources de transmission précitées. Au moins un sous-réseau peut être équipé d'un contrôleur d'accès, le contrôleur d'accès étant relié à au moins un point d'accès dudit sous-réseau et gérant un ensemble de ressources de transmission pouvant être utilisées par ce point d'accès pour établir des communications avec des terminaux mobiles. Le réseau peut comprendre une pluralité de contrôleurs d'accès ainsi qu'un contrôleur central, ledit contrôleur central allouant à chaque contrôleur d'accès un ensemble de ressources de transmission qui lui est dédié. Alternativement, le réseau peut comprendre une pluralité de contrôleurs d'accès, les contrôleurs d'accès de réseaux adjacents décidant des ensembles de ressources de transmission qui leurs sont respectivement dédiés. Avantageusement, dans le cas de la première variante précitée, le réseau peut réutiliser un même standard de communication pour au moins deux sous-réseaux non 2 0 adjacents. Avantageusement, dans le cas de la seconde variante précitée, le réseau peut réutiliser un même ensemble de ressources de communication pour au moins deux sous-réseaux non adjacents. L'invention concerne enfin un aéronef comprenant un réseau embarqué à son 25 bord tel que décrit précédemment. BRÈVE DESCRIPTION DES DESSINS D'autres caractéristiques et avantages de l'invention apparaîtront à la lecture d'un mode de réalisation préférentiel de l'invention en référence aux figures jointes parmi lesquelles : La Fig. 1 illustre schématiquement un exemple de réseau embarqué partitionné en sous-réseaux ségrégués, connu de l'état de la technique ; La Fig. 2 illustre schématiquement l'architecture d'un réseau embarqué partitionné en sous-réseaux ségrégués, selon un exemple de réalisation de l'invention. EXPOSÉ DÉTAILLÉ DE MODES DE RÉALISATION PARTICULIERS Nous considérerons dans la suite un réseau embarqué partitionné en une pluralité de sous-réseaux comme décrit dans la partie introductive. Les sous-réseaux adjacents, c'est-à-dire reliés par au moins une liaison physique, sont ségrégués au moyen d'un élément de sécurité. Cet élément de sécurité peut opérer au niveau physique (buffer unidirectionnel pour rendre la liaison unidirectionnelle) ou à un niveau de protocole supérieur au moyen d'un contrôle de flux (filtrage de paquets selon leurs ports TCP/IP) voire d'une passerelle applicative faisant office de pare feu. La Fig. 2 représente schématiquement un réseau embarqué partitionné en sous- 2 0 réseaux ségrégués, selon un exemple de réalisation de l'invention. Le réseau embarqué 200 est constitué de noeuds reliés par des liaisons filaires, les noeuds pouvant être des commutateurs de trames (dans le cas d'un réseau AFDX ou d'un réseau Ethernet), des répéteurs, ou bien encore des routeurs de paquets. Les liaisons filaires peuvent être des liaisons électriques ou optiques. 25 Le réseau embarqué est partitionné en sous-réseaux 2101,...,210N, chaque sous- réseau appartenant à un domaine distinct comme déjà décrit en relation avec la Fig. 1. Les différents sous-réseaux peuvent être reliés selon une topologie linéaire comme représenté en Fig. 1. Toutefois, de manière générale, les différents sous-réseaux peuvent être reliés selon un graphe quelconque. Notamment, chaque sous-réseau peut être adjacent à un ou plusieurs autres sous-réseaux. La ségrégation de deux sous-réseaux adjacents quelconques du réseau est assurée par un élément de sécurité 220 sur la liaison physique qui les relie. On notera que si deux sous-réseaux adjacents sont reliés par une pluralité de liaisons physiques, chacune d'entre elles est équipée d'un tel élément de sécurité. Ainsi, si la ségrégation est réalisée au niveau physique, toutes les liaisons entre les deux sous-réseaux adjacents sont unidirectionnelles. A la différence de l'art antérieur, au moins un premier et un second sous-réseaux adjacents sont chacun équipés d'au moins un point d'accès AP (Access Point), 230. Par point d'accès, on entend un point d'accès radio tel qu'une borne d'accès Wi-Fi (IEEE 802.11), un point d'accès Wi-MAX (IEEE 802.16), un point d'accès Bluetooth ou encore une station de base 3G ou 4G d'une cellule ou d'une pico-cellule. Alternativement, le point d'accès peut utiliser une transmission/réception optique, par exemple être un point d'accès Li-Fi. Quelle que soit la technologie employée, les points d'accès du premier sous-réseau utilisent un standard de communication, respectivement une ressource de transmission, distinct(e) du standard de communication, respectivement de la ressource de transmission, utilisé(e) par les points d'accès du second sous-réseau. De manière plus 2 0 générale, deux sous-réseaux adjacents quelconques du réseau partitionné diffèrent en ce que leurs points d'accès respectifs utilisent des standards de communication différents ou des ensembles de ressources de transmission disjoints. Par ressources de transmission, on entend notamment des intervalles de temps de transmission dans une trame temporelle (système TDMA pour Time Division Multiple 25 Access), des fréquences de transmission (système FDMA pour Frequency Division Multiple Access), des intervalles de sous-porteuses d'un multiplex OFDM (système OFDMA pour Orthogonal Frequency Division Multiple Access), des codes de transmission (système CDMA pour Code Division Multiple Access), des faisceaux de transmission spatialement séparés (système SDMA pour Space Division Multiple Access), ou encore des 30 combinaisons des ressources de transmission élémentaires précitées. Ces ressources de transmission sont allouées aux communications entre les points d'accès et les terminaux mobiles 290 par les contrôleurs de points d'accès (dénommés ci-après simplement contrôleurs d'accès), 240, soit de manière centralisée, soit de manière autonome, soit encore de manière distribuée, comme expliqué plus loin. Plus précisément, un contrôleur d'accès est relié à une grappe de points d'accès d'un sous-réseau et attribue des ressources de communication aux terminaux mobiles 290 souhaitant se connecter au sous-réseau en question. Selon une première variante, les points d'accès de deux sous-réseaux adjacents mettent en oeuvre des standards de communication différents, les contrôleurs d'accès de ces deux sous-réseaux gèrent l'allocation de ressources de transmission de manière autonome. En effet, la ségrégation des communications sur les liaisons sans fil étant assurée par des standards différents, chaque contrôleur d'accès peut gérer ses ressources de transmission de manière indépendante. Selon une seconde variante, les points d'accès de deux-sous réseaux adjacents mettent en oeuvre le même standard de communication mais utilisent des ensembles de ressources de transmission disjoints. Ainsi le point d'accès d'un premier sous-réseau dispose d'un premier ensemble de ressources et le point d'accès d'un second sous-réseau, adjacent au premier, dispose d'un second ensemble de ressources, disjoint du premier. L'allocation des premier et second ensembles de ressources de communication peut être effectuée une fois pour toutes, auquel cas, la gestion des ressources est soit autonome, comme précédemment, soit effectuée sous la supervision d'un contrôleur central. Dans le second cas précité, le contrôleur central attribue périodiquement aux contrôleurs d'accès des ensembles de ressources disjoints, le nombre de ressources dans chaque ensemble étant par exemple choisi en fonction du nombre de communications attendues. Chaque contrôleur d'accès alloue aux terminaux mobiles souhaitant se connecter, des ressources de l'ensemble qui lui ont été attribuées par le contrôleur central. On comprend ainsi que la gestion est distribuée entre le contrôleur central et les contrôleurs d'accès. La gestion des ressources peut être assurée par un protocole SNMP (Simple Network Management Protocol), de manière connue en soi. Pour ce faire, chaque contrôleur d'accès contient un agent logiciel et une base de données MIB (Management Information Base) contenant les ressources à allouer. Le contrôleur central joue le rôle de station de gestion NMS (Network Management Station) au sens du protocole SNMP et contient une base de données maîtresse représentant toutes les ressources de transmission et les informations de gestion associées. Selon un troisième cas, les contrôleurs d'accès négocient entre eux des ensembles de ressources de communication, sans intervention d'un contrôleur central. Cela suppose toutefois que la ségrégation des sous-réseaux ne soit pas effectuée au niveau physique mais par contrôle de flux, de manière à ce que les contrôleurs d'accès puissent échanger des messages de contrôle à travers le réseau. A défaut les contrôleurs d'accès peuvent échanger des messages sur un canal auxiliaire ségrégué par rapport à l'infrastructure de communication. Quel que soit le mode de gestion envisagé, les ensembles de ressources de transmission alloués à deux réseaux adjacents sont disjoints. Ceci n'exclut pas la réutilisation de ressources de transmission pour des sous-réseaux non-adjacents, notamment lorsque ces ressources sont en nombre limité par rapport au nombre de terminaux mobiles à connecter et/ou lorsque les besoins en qualité de service (QoS) ou en débit des différentes communications sont élevés. Ainsi, on pourra prévoir une réutilisation des ressources de transmission tous les M La réutilisation des ressources n'est pas limitée à une topologie linéaire, elle peut s'appliquer à une topologie quelconque des sous-réseaux en appliquant un schéma de réutilisation bidimensionnel prédéterminé. Le cycle M de réutilisation des ressources dépend de la séparation spatiale des points d'accès relatifs aux différents sous-réseaux ainsi que de leurs puissances d'émission. De manière générale, le cycle de réutilisation doit être choisi suffisamment grand de manière à ce qu'un terminal ne puisse communiquer simultanément avec deux sous-réseaux distincts. De manière similaire, on pourra prévoir dans la première variante, un réemploi d'un même standard de communication tous les M premiers sous-réseaux dans l'ordre d'adjacence, les points d'accès des sous-réseaux des réseaux Rm étant tous différents. Là encore, on choira le cycle de réemploi du standard suffisamment long pour qu'un terminal ne puisse communiquer simultanément avec deux sous-réseaux distincts. Selon une troisième variante, les points d'accès équipant certains sous-réseaux adjacents pourront utiliser des standards de communication différents comme dans la première variante, et les points d'accès équipant les autres sous-réseaux adjacents utiliseront un standard de communication commun mais utilisent des ensembles de ressources de transmission disjoints comme dans la seconde variante. Par exemple, on peut envisager que le sous-réseau avionique utilise un premier standard et que les autres sous-réseaux utilisent un second standard commun, distinct du premier standard, la ségrégation entre ces autres sous-réseaux étant réalisée au moyen d'ensembles de ressources de transmission disjoints. Quelle que soit la variante envisagée, l'homme du métier comprendra que l'utilisation de standards de communication distincts ou d'ensembles de ressources de transmission disjoints par des points d'accès appartenant à des sous-réseaux adjacents permet de préserver la relation de ségrégation de l'infrastructure filaire. Une communication issue ou à destination d'un terminal mobile sera ainsi assujettie aux mêmes contraintes de ségrégation qu'une communication issue ou à destination d'un terminal fixe relié au sous-réseau par une liaison filaire. REVENDICATIONS1. Réseau embarqué à bord d'un aéronef, ledit réseau étant constitué de noeuds reliés par des liaisons filaires et étant partitionné en une pluralité de sous- réseaux (2101,...,210N), deux sous-réseaux étant adjacents si au moins une desdites liaisons les relie, les liaisons entre deux sous-réseaux adjacents étant chacune équipées d'un élément de sécurité (220) pour ségréguer lesdits deux sous-réseaux adjacents, caractérisé en ce qu'au moins un premier et un second sous-réseaux adjacents sont chacun équipés d'au moins un point d'accès sans fil (230), les points d'accès équipant respectivement les premier et second sous-réseaux adjacents utilisant des standards de communication différents ou des ensembles de ressources de communication disjoints. 2. Réseau embarqué selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points d'accès équipant respectivement deux sous-réseaux adjacents quelconques utilisent des standards de communication différents, lesdits standards étant choisis parmi un groupe comprenant les standards Wi-Fi, Wi-MAX, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE-Advanced, Li-Fi. 3. Réseau embarqué selon la revendication 1, caractérisé en ce que les points d'accès équipant deux sous-réseaux adjacents quelconques utilisent un standard de communication commun et des ensembles de ressources de transmission disjoints, les ressources de transmission étant choisies parmi un groupe comprenant des fréquences de transmission, des intervalles de sous-porteuses d'un multiplex OFDM, des intervalles de temps de transmission, des codes de transmission, des faisceaux de transmission, ou une combinaison des ressources de transmission précitées. 4. Réseau embarqué selon la revendication 1, caractérisé en ce que pour une première pluralité de sous-réseaux, les points d'accès équipant respectivement deux sous-réseaux adjacents quelconques de cette première pluralité utilisent des standards de communication différents, lesdits standards étant choisis parmi un groupecomprenant les standards Wi-Fi, Wi-MAX, Bluetooth, GSM, UMTS, LTE-Advanced, Li-Fi, et que, pour une seconde pluralité de sous-réseaux, les points d'accès équipant deux sous-réseaux adjacents quelconques de cette seconde pluralité utilisent un standard de communication commun et des ensembles de ressources de transmission disjoints, les ressources de transmission étant choisies parmi un groupe comprenant des fréquences de transmission, des intervalles de sous-porteuses d'un multiplex OFDM, des intervalles de temps de transmission, des codes de transmission, des faisceaux de transmission, ou une combinaison des ressources de transmission précitées. 5. Réseau embarqué selon la revendication 3 ou 4, caractérisé en ce qu'au moins un sous-réseau est équipé d'un contrôleur d'accès, le contrôleur d'accès étant relié à au moins un point d'accès dudit sous-réseau et gérant un ensemble de ressources de transmission pouvant être utilisées par ce point d'accès pour établir des communications avec des terminaux mobiles. 6. Réseau embarqué selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de contrôleurs d'accès ainsi qu'un contrôleur central, ledit contrôleur central allouant à chaque contrôleur d'accès un ensemble de ressources de transmission qui lui est dédié. 7. Réseau embarqué selon la revendication 5, caractérisé en ce qu'il comprend une pluralité de contrôleurs d'accès, les contrôleurs d'accès de réseaux adjacents décidant des ensembles de ressources de transmission qui leurs sont respectivement dédiés. 8. Réseau embarqué selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il réutilise un même standard de communication pour au moins deux sous-réseaux non adjacents. 25 9. Réseau embarqué selon la revendication 3, caractérisé en ce qu'il réutilise un même ensemble de ressources de communication pour au moins deux sous-réseaux non adjacents. 10. Aéronef caractérisé en ce qu'il comprend un réseau embarqué à son bord selon l'une des revendications précédentes.