satellites d'observation et réseaux de capteurs autonomes
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre Conclusion1
Satellites d’observation et réseaux de capteursautonomes au service de l’environnement
Patrice Raveneau1
1IRIT – Université de Toulouse – INPT
Soutenance de thèse de doctorat :Vendredi 20 Juin 2014
Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre Conclusion2
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestre
6 Conclusion
Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionMissions Technologies Motivations 3
Partenariat CNES ;Plusieurs types de missions d’observation ;Plusieurs technologies d’observation.
Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionMissions Technologies Motivations 4
Observation de l’environnement
But Période Couverture Mobilité Lien Lien Exemplesmontant descendant
DiminuerTemps min. locale moyenne permanence si crise SAFER
Réponse détectée GARNET-ESecours GEO Pictures
Surveillance min. locale grande permanence à la demande G-MOSAICActivités illégales
Surveillance min. locale moyenne à la demande à la demande SYSTEM-F6Champ de bataille
Télémédecine min. régionale grande à la demande à la demande TéléSantéSurveillance
Tremblements min. mondiale nulle permanence jamais DEMETERde Terre
Surveillance heure régionale nulle permanence changement LIMESMaritime conditions EAMNet
navigation JASONSuivi jour locale moyenne permanence jamais EELIAD
PopulationsSurveillance jour mondiale nulle permanence jamais CARBONES
Environnement EURO4Exploration mois locale faible occasionnel à la demande MARS-EXPRESS
Extra-terrestre
Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionMissions Technologies Motivations 5
Plan
1 ContexteMissionsTechnologiesMotivations
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestre
6 ConclusionPatrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionMissions Technologies Motivations 6
Réseaux de capteurs sans fil ;Satellites d’observation ;Drones ;Ballons ;. . .
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionMissions Technologies Motivations 7
Réseaux de capteurs sans fil
Petits équipements, pas chers ;Réseaux auto-configurables ;Protocoles minimisant l’énergie (IEEE 802.15.4) ;Évolution d’une vision applications vers une vision réseau(6LoWPAN).
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionMissions Technologies Motivations 8
Satellites d’observation
Satellites à orbite basse (LEO) ;Faibles contraintes de délai ;Protocoles adaptés au satellite ;Évolution vers des systèmes multi-missions etinteropérables (EO-1, CLEO sur UK-DMC)
Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionMissions Technologies Motivations 9
Plan
1 ContexteMissionsTechnologiesMotivations
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestre
6 ConclusionPatrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionMissions Technologies Motivations 10
Différentes technologies mais missions communes ;Spécificités au niveau de la couche liaison ;Limitations de la mémoire (missions secondaires,contraintes matérielles) ;Intermittence des liens.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionMissions Technologies Motivations 11
Objectifs
Proposer une architecture unifiée.Solutions spécifiques et généricité.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionDescription Contraintes Les réseaux tolérants au délai Solutions 12
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étudeDescriptionContraintesLes réseaux tolérants au délaiSolutions
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestre
6 Conclusion Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionDescription Contraintes Les réseaux tolérants au délai Solutions 13
Surveillance d’une forêt
Couvrir la majorité des contraintes ;Suivi d’espèces ;Prévention et Suivi de crises.
Source du trafic PériodiqueNombre de trafics Plusieurs (différentes priorités)
Durée de vie un jour / une semaineTypes de capteurs au sol Statiques et mobiles
Volume des données 10 octets (sol) / 100Mo (sat)
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionDescription Contraintes Les réseaux tolérants au délai Solutions 14
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étudeDescriptionContraintesLes réseaux tolérants au délaiSolutions
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestre
6 Conclusion Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionDescription Contraintes Les réseaux tolérants au délai Solutions 15
Scénario
Contraintes et conséquencesContraintes Conséquences
Satellites LEO Interruptions sur les liensPossibilité de crise Diminution de la connexité, Hausse du traficConnexité partielle Stockage à bord des satellites
Nœuds mobiles Contacts sporadiques, Radio allumée en permanence
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionDescription Contraintes Les réseaux tolérants au délai Solutions 16
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étudeDescriptionContraintesLes réseaux tolérants au délaiSolutions
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestre
6 Conclusion Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionDescription Contraintes Les réseaux tolérants au délai Solutions 17
Réseau interplanétaire ;Réseau d’overlay ;
Tolérance aux interruptions.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionDescription Contraintes Les réseaux tolérants au délai Solutions 18
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étudeDescriptionContraintesLes réseaux tolérants au délaiSolutions
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestre
6 Conclusion Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionDescription Contraintes Les réseaux tolérants au délai Solutions 19
Topologie retenue
passerelle
capteur
satellite
destination
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre Conclusion20
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestre
6 Conclusion
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre Conclusion21
Architecture la moins envahissante
802.15.4 Phy
802.15.4 MAC
Réseau ZigBee
Application
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
Application
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
Application
RF
TM/TC
Space Packet Protocol
CFDP
RF
TM/TC
Space Packet Protocol
capteur passerelle satellite destination
CFDP
802.15.4 Phy
802.15.4 MAC
Réseau ZigBee
Application
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre Conclusion22
Architecture intégrant le satellite
802.15.4 Phy
802.15.4 MAC
Réseau ZigBee
Application
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
Application
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
Application
capteur passerelle satellite destination
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
Application
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
Application
802.15.4 Phy
802.15.4 MAC
Réseau ZigBee
Application
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre Conclusion23
Architecture la plus globale
802.15.4 Phy
802.15.4 MAC
802.15.4 Phy
802.15.4 MAC
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
capteur passerelle satellite destination
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
RF
TM/TC
IP
UDP
Bundle Protocol
Application
Bundle Protocol
Application
Bundle Protocol
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre Conclusion24
Comparaison des différentes architectures
Archi Avantages Inconvénients1 Interruptions prises en charge Pas de retour de destination1 Peu d’impacts sur l’architecture classique Satellite passerelle applicative2 Réseau satellite DTN Plus de fonctionnalités sur satellite2 Passerelles joignables Pas de capteurs mobiles3 Réseau DTN Overhead sur satellite3 Tout équipement joignable Limite mémoire sur capteurs
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 25
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satelliteContraintes avec satelliteCarreau et les prioritésMartinet et équité
5 Segment terrestre
6 ConclusionPatrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 26
Hausse du trafic sporadique ;
capacité
trafic cumulé
temps
Connexité intermittente.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 27
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satelliteContraintes avec satelliteCarreau et les prioritésMartinet et équité
5 Segment terrestre
6 ConclusionPatrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 28
Transmission Totale(TT)
Passerelle transmet quand un satellite est présent :
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 29
Chargement Total (CT)
Les passerelles arrêtent de transmettre quand la mémoire dusatellite est saturée :
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 30
Carreau : décision de transmission
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 31
1: Pour chaque contact avec une passerelle Faire2: Pour chaque réception de Bundle Faire3: Si mémoire Libre > taille d’un Bundle Alors4: stocker Bundle # stockage du Bundle par ordre décroissant de5: priorité puis par ordre croissant d’échéance6: Sinon7: Transmettre à la passerelle le Bundle en fin de file # ce Bundle
a la priorité la plus faible et l’échéance la plus grande8: Fin Si9: Fin Pour
10: Fin Pour
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 32
Notations
N, nombre de Bundles que la mule peut transporter.m, nombre de stations terrestres.T , durée d’un cycle de la mule.Ai,j , nombre d’arrivées de la classe de trafic i à la station jpour un cycle donné.θi , durée de vie de chaque Bundle de la classe de trafic i .C, nombre total de cycles où une crise est présente.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 33
Le nombre de pertes pour un cycle est nTT :
nTT = max
0,
∑i
m∑j=1
(Ai,j)− N
Le nombre de Bundles perdus pendant la crise est nCT :
nCT =∑
i
m∑j=jp
C∑r=1
[ni,j(r)×min
(1,
C∑l=r
⌊θi
l · T
⌋)]
ncar est le nombre de Bundles perdus pendant la crise :
ncar =∑
i
∑j
C∑r=1
[nparqi,j (r)×min
(1,
C∑l=r
⌊θi
l · T
⌋)]
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 34
Résultats analytiques
2 trafics ;non-prioritaire : 90% ;prioritaire : 60% ;
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 35
Pourcentage de pertes
0
10
20
30
40
50
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Po
urc
en
tag
e m
oye
n d
e p
ert
es
rap
po
rté
à la
cap
aci
té
de la
mu
le
Durée de présence du trafic critique en multiples de la durée d'un cyle
CTTT
Carreau
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 36
Pourcentage de pertes
0
10
20
30
40
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16Po
urc
en
tag
e m
oye
n d
e p
ert
es p
ar
rap
po
rt à
la c
ap
acité
de
la
mu
le
Durée de présence du trafic critique en multiples de la durée d'un cycle
CT critiqueTT critique
Carreau non-critiqueCT non-critiqueTT non-critique
Carreau critique
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 37
Le routage
Prédictible :Contact Graph Routing (CGR).
Non-déterministe :Réplication :
Epidemic ;PRoPHET ;MaxProp ;
Quota :SprayAndWait.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 38
Simulations
The One
Nombre de satellites 5
Mémoire des satellites 50 Mo
Mémoire des passerelles 500 Mo
Nombre de passerelles 5
Durée des simulations 5 jours
Taille des Bundles 1Mo
Période inter-arrivée trafic permanent (s) [600, 900, 3600]
Période inter-arrivée trafic critique (s) 600
Durée de vie des données critiques 30 h
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 39
Overhead
0
10
20
30
40
50
600-600 600-900 600-3600
Taux
d'o
verh
ead
Durées Inter-Arrivées pour trafics prioritaire, standard (s)
CarreauDirectDelivery
EpidemicMaxPropProphet
SprayAndWait
0
10
20
30
40
50
600-600 600-900 600-3600
CarreauDirectDelivery
EpidemicMaxPropProphet
SprayAndWait
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 40
Taux de délivrance du trafic prioritaire
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
600,600 600,900 600,3600
Taux
de
déliv
ranc
e du
traf
ic p
riorit
aire
Durées Inter-Arrivées pour trafics prioritaire, standard (s)
DirectDeliveryEpidemicMaxPropProphet
SprayAndWait
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
600,600 600,900 600,3600
CarreauDirectDelivery
EpidemicMaxPropProphet
SprayAndWait
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 41
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satelliteContraintes avec satelliteCarreau et les prioritésMartinet et équité
5 Segment terrestre
6 ConclusionPatrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 42
Équité à priorité égale
Garantir équité entre stations pendant une crise :
satellite
stations au sol
serveur
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 43
Définition de l’équité : proportion égale d’occupation de lamémoire du satellite
Di,1 Di,2 Di,3
Ri,1 Ri,2 Ri,3
Ri,4
Di,4
Avant i Après i
Di,1 Di,2 Di,3
Ri,4Ri,3Ri,2Ri,1
Di,4
satellite
solR
AM
AT
AQ
DA
TA
PA
RK
satellite
sol
RA
M
AT
AQ
DA
TA
Satellite disponible Satellite saturé
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 44
EthiKable : Équité pour chaque passerelle
1: Pour chaque Requête de transmission d’un volume de Bundles d’une passerelle j Faire2: Si la somme des trafics présents sur le satellite est inférieure à sa capacité Alors3: Accepter la transmission4: Sinon5: Répéter6: Pour chaque trafic datant d’une époque donnée Faire7: Pour chaque trafic provenant d’une passerelle Faire8: Déposer une proportion équitable de Bundles9: Fin Pour
10: Accepter une proportion équitable de Bundles au sol11: Équité atteinte pour trafic créé à une époque donnée12: Fin Pour13: Jusqu’à Équité atteinte pour le trafic le plus récent à bord14: Fin Si15: Fin Pour
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 45
Implantation de Martinet et tests avec linux containers :
Standard Martinet
Taux de délivrance 0.75 0.75
Répartition des taux
de délivrance par source 0.66 / 0.33 0.55 / 0.44
Simulations avec The One : Standard = DirectDelivery
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1 2 3 4 5 6
Indi
ce d
'équ
ité d
e Ja
in
Nombre de satellites
MartinetStandard
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1 2 3 4 5 6
MartinetStandard
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes avec satellite Carreau et les priorités Martinet et équité 46
Conclusion
Surcharges sporadiques ;Faible connexité ;Carreau utilise la mémoire disponible au sol ;Martinet fournit l’équité entre les stations au sol.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 47
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestreContraintes des capteursÉtude des accusés de réceptionFREAK : Choix des relais fondé sur l’historique
6 ConclusionPatrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 48
Implantation du Bundle Protocol sur capteurs
TABLE : Comparaison des différentes implantations pour déploiementsur MicaZ
Implantation Langage Mémoire Taille Bundle Couche deadapté pré-allouée du code Protocol convergence basse
interopérableION X X X X X
DTN2 X X X X XIBR-DTN X X X X XµDTN X X X X X
DTNLite X X X X XContikiDTN X X X X X
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 49
nanoDTN
Inspirée de µDTN ;Plus légère ;Architecture modulable (adaptée à la mission) ;Preuve de concept : test avec un émetteur périodique etun récepteur à portée ;Orientation de la réflexion :
mécanismes simples ;peu de ressources mémoire.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 50
Scénario
Nœuds mobiles ;Station de collecte statique ;Mostly-on ;Limitations mémoire ;Limitations de capacité de traitement.
station de base
capteurtrace d'un capteur
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 51
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestreContraintes des capteursÉtude des accusés de réceptionFREAK : Choix des relais fondé sur l’historique
6 ConclusionPatrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 52
Intuition : Accusés de réception (ACK) consomment de lamémoireACK⇒ Gain ou perte ?Modèles analytiques avec et sans ACK pour étudier letemps de séjour en mémoire infinie.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 53
Nombre de copies dans le réseau sans ACK
Epidemic ;Durée inter-contacts exponentielle.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 54
Nombre de copies dans le réseau avec ACK
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 55
0
5
10
15
20
25
30
35
2 4 6 8 10 12 14 16 18
Te
mp
s (s
)
Délais et temps de séjour avec et sans ACKS
délai Epidemicséjour avec ACKsséjour sans ACKs
Nombre de nœuds
délai/séjour DirectD
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 56
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestreContraintes des capteursÉtude des accusés de réceptionFREAK : Choix des relais fondé sur l’historique
6 ConclusionPatrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 57
Frequency Routing Encounter And Keenness : FREAK
Les nœuds n’ont pas une mobilité erratique.Certains nœuds plus fréquemment proches de ladestination.Idée : relayer les messages vers ces nœuds.FREAK mesure la fréquence de contacts avec la station debase.Les meilleurs relais sont ceux avec la fréquence la plusélevée.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 58
1: Soit A le nœud local2: nbrContacts = 03: freq = 04: Pour chaque nœud rencontré (nommé B) Faire5: Si B est la destination Alors6: nbrContacts + + # Si c’est la destination on met à jour la métrique7: freq = nbrContacts
CurrentTime8: Envoyer tous les Bundles # et on lui transmet tous les Bundles9: Supprimer les Bundles délivrés
10: Sinon11: Si contactfreq(A) < contactfreq(B) Alors # Si le nœud rencontré voit la destination plus souvent
12: envoyer Bundles à B # alors on lui transmet tous les Bundles13: Sinon14: attendre les Bundles de B # sinon on attend les siens15: Fin Si16: Fin Si17: Fin Pour
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 59
0.1
0.15
0.2
0.25
0.3
0.35
0.4
0.45
1 2 3 4 5 6
Taille mémoire (# Bundles)
Ta
ux
de
déliv
ran
ce
EpidemicFREAK
MaxPropProphet
Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 60
0
100
200
300
400
500
600
1 2 3 4 5 6
Taille mémoire (# Bundles)
FREAKMaxPropProphet
Déla
i (s)
Epidemic
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 61
406080
100120140160180200220240260
1 2 3 4 5 6
Taille mémoire (# Bundles)
Ove
rhe
ad
EpidemicFREAK
MaxPropProphet
Patrice Raveneau Satellites d’observation et réseaux de capteurs autonomes
Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 62
Taux de délivrance sans ACK
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
1600 16000
Ta
ux
de
déliv
ran
ce (
%)
Mémoire allouée aux données (octets)
EpidemicFREAK
MaxPropProphet
0.04
0.06
0.08
0.1
0.12
0.14
0.16
0.18
0.2
1600 16000
EpidemicFREAK
MaxPropProphet
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 63
Taux de délivrance avec variation de la mémoireallouée aux ACK
0.3
0.4
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Ta
ux d
e d
éliv
ran
ce (
%)
Volume de mémoire allouée aux données (octets)
EpidemicFREAK
MaxPropProphet
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 64
Overhead avec variation de la mémoire allouée auxACK
50
100
150
200
250
300
350
200 400 600 800 1000 1200 1400 1600
Ove
rhead
Volume de mémoire allouée aux données (octets)
EpidemicFREAK
MaxPropProphet
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionContraintes des capteurs Étude des accusés de réception FREAK : Choix des relais fondé sur l’historique 65
Conclusion
Utiliser les rencontres passées pour améliorer lestransmissions futures ;FREAK : léger et implantable sur capteurs ;ACK améliorent nettement les performances.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionConclusion Perspectives 66
Plan
1 Contexte
2 Scénario d’étude
3 Architectures
4 Segment satellite
5 Segment terrestre
6 ConclusionConclusionPerspectives
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionConclusion Perspectives 67
Architectures répondant aux contraintes de multi-missions ;Propositions sur le segment satellite ;Capteurs mobiles et utilité des ACK ;Implantation de DTN sur capteurs.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionConclusion Perspectives 68
Hétérogénéité des technologies ;Suppression de messages plus anciens qu’une duréefonction de la durée moyenne de délivrance ;Décision de transmissions sur un groupe de nœuds àportée ;Applicable à des projets comme SWIPE.
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Contexte Scénario d’étude Architectures Segment satellite Segment terrestre ConclusionConclusion Perspectives 69
?
Questions ?
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