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WO2008029053A2 - Reseau maille sans fils pour la distribution de contenu - Google Patents

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WO2008029053A2 PCT/FR2007/051865 FR2007051865W WO2008029053A2 WO 2008029053 A2 WO2008029053 A2 WO 2008029053A2 FR 2007051865 W FR2007051865 W FR 2007051865W WO 2008029053 A2 WO2008029053 A2 WO 2008029053A2
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Definitions

  • the mesh network is a peer-to-peer (P2P) network and preferably operates at 60 GHZ.
  • P2P peer-to-peer
  • at least each distribution box includes location storage means (for example index tables) and multimedia data management means for distributing the content shared between the different distribution boxes and customer equipment.
  • location storage means for example index tables
  • multimedia data management means for distributing the content shared between the different distribution boxes and customer equipment.
  • each client equipment cooperates with the distribution box with which it is associated to program the loading of the file. content it needs or to transmit at the request of another client equipment, content that it has stored.
  • the distribution boxes plan the exchanges between the customer equipments.

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Abstract

La présente invention concerne un réseau maillé sans fils pour la distribution de contenu multimédia, notamment dans un avion. Le réseau de distribution comporte N nœuds (N>1 ) (N1, N2) formant un réseau maillé sans fil fonctionnant à des fréquences de plusieurs gigahertz et au moins P équipements clients (P>N), chaque équipement client étant relié par une liaison sans fil ou filaire à au moins un des N nœuds (N1, N2).

Description

RESEAU MAILLE SANS FILS POUR LA DISTRIBUTION DE CONTENU
La présente invention concerne la distribution de contenu multimédia à l'intérieur d'un espace clos, tel qu'un avion, un train, un bus ou autre endroit clos mobile ou non. Elle concerne plus particulièrement l'application « In Flight Entertainment » (IFE) en langue anglaise qui consiste à fournir un service de VOD (video on demand ou vidéo à la demande) à chaque usager se trouvant à l'intérieur de l'espace clos. Comme représenté sur la Figure 1 , la distribution de contenu multimédia (constitué principalement de musique, de vidéo compressée et de données diverses) destiné au divertissement et à l'information des passagers, notamment d'un avion (In Flight Entertainement), utilise en général une architecture de réseau centralisée constituée par des serveurs S reliés à des ADB (Area Distribution Boxes ou boites de distribution locales). Ces boîtes sont elles-mêmes connecté es à des SEB (Seat Equipement Boxes ou boites d'équipement de siège). Ces serveurs, outre le stockage de données numérisées, permettent le contrôle du réseau IFE et l'interface avec les autres systèmes à bord.. Actuellement, les systèmes existants sont tous basés sur des réseaux câblés avec centralisation des données, ces réseaux utilisant une technologie filaire basée sur les fibres optiques et/ou les câbles Ethernet. Le ou les serveurs de données transmettent aux boîtes de distribution locales (ADB) ou points d'accès, l'ensemble des contenus, via un lien haut débit (Gigabit Ethernet). Les boîtes de distribution locales retransmettent à un groupe de sièges ou à chaque utilisateur, le contenu demandé. Le contenu est typiquement 50 heures de vidéo (250 Gb de donnée), soit 80 films, 74 langues par films, 200 CD de musique et 30 canaux radio. Le codage des films est en MPEG1 , ce qui implique un débit de transmission de 1.7 Mbps. D'autre part, avec la multiplication des services à bord et des sources numériques associées, le serveur devient de plus en plus volumineux, complexe et coûteux, non seulement en terme de prix de revient et de maintenance, mais également par rapport à son poids et à la place qu'il occupe dans l'avion.
De ce fait, un système IFE est très volumineux (disque dur, ensemble d'alimentation, câbles ...),. D'autre part, il doit comporter un certain niveau de redondance et par conséquent il est cher. C'est en fait le deuxième ou troisième poste de prix dans un avion. Le besoin de réduire le coût direct du système IFE est donc évident, mais il y a aussi un coût récurrent concernant la masse de ce système et le coût en kérosène en résultant. Il est donc pertinent de chercher à réduire la masse d'un système IFE. La présente invention consiste donc à proposer une architecture de réseau de distribution de contenu aux passagers sans fil. Il en résulte donc une économie sur la masse des câbles. D'autre part, la présente invention consiste à proposer une répartition des contenus distribuée de manière à supprimer les serveurs embarqués, ce qui limite aussi le poids global et l'encombrement.
La présente invention concerne donc un réseau de distribution de contenu multimédia à l'intérieur d'un espace clos comportant N nœuds ou boîtes de distribution (N > 1 ) formant un réseau maillé sans fil fonctionnant à des fréquences de plusieurs gigahertz et au moins P équipements clients (P > N), chaque équipement client étant relié par une liaison sans fil ou filaire à au moins un des N nœuds.
Selon une caractéristique de la présente invention, le réseau maillé est un réseau (P2P) « peer to peer » ou « pair à pair » et il fonctionne de préférence à 60 GHZ. Selon une autre caractéristique de la présente invention, au moins chaque boîte de distribution comporte des moyens de stockage de localisation (par exemple des tables d'indexation) et de gestion des données multimédia permettant de distribuer le contenu partagé entre les différentes boîtes de distribution et équipements client. D'autre part, afin de reconstituer le contenu des fichiers, chaque équipement client coopère avec la boite de distribution à laquelle il est associé pour programmer le chargement du contenu dont il a besoin ou pour transmettre à la demande d'un autre équipement client, un contenu qu'il a stocké. Par ailleurs, les boites de distribution planifient les échanges entre les équipements clients.
L'utilisation d'une architecture de réseau distribuée de type « Peer to Peer » (P2P), sans serveur centralisé, permet de ce point de vue de réduire les coûts directs et indirects d'un système IFE. Par ailleurs, l'utilisation d'un réseau sans fil (Wireless), permet de réduire encore le poids et donc les coûts liés aux câbles. De plus, il apporte une plus grande flexibilité dans l'agencement intérieur de l'avion. D'autre part, l'utilisation de la technologie 60 GHz donne une disponibilité spectrale accrue et permet l'utilisation de composants passifs miniaturisés, en particulier des antennes.
D'autres caractéristiques et avantages de la présente invention apparaîtront à la lecture de la description faite ci-après d'un mode de réalisation de la présente invention, cette description étant faite avec référence au dessin ci-annexé dans lequel :
La figure 1 déjà décrite est une représentation schématique d'un réseau de distribution filaire selon l'art antérieur.
La figure 2 est une représentation schématique d'un réseau IFE sans fil selon un mode de réalisation de la présente invention.
La présente invention concerne une architecture sans fil pour un système IFE dans un environnement avion. Cette architecture est développée à partir d'une technologie sans fil à très haut débit utilisant la technologie 60GHz. L'invention s'appuie sur les trois avantages majeurs de la technologie 60 GHz, à savoir : l. La disponibilité spectrale : plusieurs GHz de bande, libre de toute interférence et gratuite sont réservées aux réseaux sans fil à très haut débit 2. Son adaptation pour la miniaturisation des composants passifs et en particulier des antennes. 3. Sa forte atténuation dans l'espace, qui privilégie des communications courtes distances et limite le niveau d'interférences radio, ce qui est particulièrement important dans un environnement à forte densité tel qu'un avion. Dans le cas de la technologie 60 GHz, la largeur de bande de fréquence disponible permet de diviser celle-ci en plusieurs sous bandes, chacune ayant une largeur de plusieurs centaines de MHz. Ainsi, chacune des sous bandes permet la transmission de plusieurs centaines de Mbps avec des modulations simples, à faible efficacité spectrale, et donc moins coûteuses, plus robustes et permettant des portées plus longues avec des puissances d'émission relativement modestes.
Les bandes de fréquences millimétriques offrent la possibilité de réaliser des antennes à gain élevé avec des dimensions relativement réduites. A titre d'exemple, une antenne de surface carrée d'environ 2,5 cm de côté présente typiquement un gain de 20 dB et une largeur de faisceau d'environ 12°. Ainsi, il est possible à l'aide d'un module de forme, par exemple, cubique de 2,5 cm de côté de réaliser jusqu'à six faisceaux pouvant émettre et recevoir dans des directions perpendiculaires aux faces du cube. En éliminant les faces supérieures et inférieures qui émettraient vers le plafond et le sol, on peut envisager quatre faisceaux « utiles » par module radio, d'ouverture 12° chacun, pouvant émettre ou recevoir dans 4 directions perpendiculaires.
Ainsi la combinaison de ces deux avantages permet d'envisager un maillage sans fil de l'avion par la réalisation d'un réseau maillé (Mesh Network) à très haut débit. Selon le dimensionnement désiré, chaque nœud permet de relier le terminal d'un passager ou d'un groupe de passagers voisins et sert par ailleurs de relais pour faire « propager » les données distribuées vers les terminaux voisins. La figure 2 représente une implémentation possible dans le cas de
4 faisceaux (f1 , f2, f3, f4) par nœud ou boîte de distribution N1. Comme représenté sur cette figure, la division de la bande totale en sous bandes permet, par une distribution adéquate des fréquences prenant en compte la proximité mais aussi la direction des liens sans fil, de minimiser les interférences entre liaisons sans fil.
La multiplicité des chemins entre deux nœuds permet de parer à d'éventuelles coupures de faisceau, par exemple par des blocages, et assure donc une très bonne robustesse du système.
Les nœuds voisins tels que N1 , N2 sont reliés entre eux en mode Ad-Hoc point-to-point qui utilise un protocole équivalent à celui du mode Ad- Hoc du standard WiFi IEEE 802.11. En fait le MAC (Médium Access Control) préconisé aujourd'hui est celui qui est standardisé IEEE 802.15.3, lequel permet des communications en mode « pair à pair » à l'intérieur d'un groupe (appelé piconet) ou entre « Piconets » , ou bien en mode centralisé.
Cependant, le MAC défini dans l'alliance WiMedia peut également être utilisé afin de gérer un réseau complètement distribué, d'autant plus qu'il offre l'avantage de gérer les collisions ou les recouvrements de zones, ce qui permet de définir des zones supplémentaires pour gérer la redondance.
Enfin, plutôt que de réaliser une division en fréquence de la bande totale, il est possible d'utiliser toute la bande disponible pour chaque lien sans fil, et de gérer les transmissions par une division dans le temps des divers liens sans fil . Chaque lien utilisant un créneau d'émission et un créneau de réception, un protocole particulier doit alors être établi pour gérer la distribution des créneaux.
Un mixte des deux divisions (Subdivision de la bande en sous bandes et division dans le temps de chaque sous bande) est également possible, en particulier dans les pays où le spectre de fréquences disponible peut atteindre jusqu'à 7 GHz de bande. Dans ce cas, la limitation de la largeur de bande de fréquence totale est imposée par les composants (1 à 2 GHz de bande) et ce mode « hybride » prend tout son sens.

Claims

REVENDICATIONS
1 - Réseau de distribution de contenu multimédia à l'intérieur d'un espace clos comportant N nœuds (N>1 ) (N1 , N2) formant un réseau maillé sans fil fonctionnant à des fréquences de plusieurs gigahertz et au moins P équipements clients (P>N), chaque équipement client étant relié par une liaison sans fil ou filaire à au moins un des N nœuds (N1 , N2).
2 - Réseau selon la revendication 1 , caractérisé en ce que le réseau maillé est un réseau « Peer to Peer » ou « Pair à Pair » (P2P).
3 - Réseau selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il fonctionne à 60 GHz.
4 - Réseau selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce que le nœud (N1 , N2) est formé par une boîte de distribution comportant des moyens de stockage de localisation et de planification des échanges des données multimédia.
5 - Réseau selon la revendication 4, caractérisé en ce que chaque équipement client comporte des moyens permettant de stocker et de coopérer avec le nœud auquel il est rattaché pour le chargement du contenu dont il a besoin ou pour transmettre à la demande d'un autre équipement client, un contenu qu'il a stocké. 6 - Réseau selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en qu'au niveau de chaque nœud (N1 , N2), la bande de fréquence est divisée en plusieurs sous-bandes (f1 , f2, f3, f4) pour émettre selon plusieurs faisceaux
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