Axes de recherche

La Chaire proposera des solutions pour sécuriser les systèmes de communication sans fil et réduire leur latence dans un contexte de modernisation d’équipements. Ceux-ci pourront éventuellement être déployés à moindre coût sur de larges territoires, dans les pays en voie de développement et les régions reculées.

Trois axes de recherche lui permettront d'atteindre cet objectif :



Système de communication à faible latence

Réduire la latence en influençant chaque étape de la chaîne de communication. Les résultats de cette recherche seront applicables pour les communications sans fil, les réseaux ad hoc et les réseaux de fibre optique.

  • Stratégie de détection rapide de messages
  • Canaux à relais à faible latence
  • Fibres optiques à faible latence
  • Réseau mobile ad hoc à faible latence

Projets de recherche liés à cet axe
Stratégie de détection rapide de messages : du côté du récepteur une détection de messages performante à faible erreur peut consommer du temps étant donné la nature aléatoire du message transmis ainsi que les incertitudes et les bruits introduits par le réseau. La décision optimale concernant le message transmis est prise après plusieurs analyses d’un ensemble de métriques de détection parfois itératives. Ce projet cherche à proposer une solution innovatrice permettant une détection fiable et rapide des messages transmis et donc une réaction optimale permettant une optimisation de la latence du système.

Canaux à relais à faible latence :
les canaux à relais jouent un rôle central dans les systèmes sans fil à grande couverture. Ils permettent des multi-sauts intermédiaires pour la transmission des messages dans un réseau relativement dense sur de longues distances. Ils permettent une amélioration de la couverture du réseau mais ajoutent de la latence et du délai à la transmission, en plus de réduire la qualité du système global. Ce projet vise à proposer des solutions innovatrices pour optimiser la latence sur le plan
des relais dans le but d’obtenir des réseaux de communication à grande couverture et à faible latence.

Fibres optiques à faible latence : les réseaux par fibre optique sont des réseaux haut débit, mais peuvent souffrir d’une latence trop élevée venant dégrader leur performance. Les techniques développées dans le cadre de cet axe de recherche afin d’améliorer la latence de la chaine de communication sans fil peuvent bénéficier grandement aux réseaux de fibres optiques, notamment pour les serveurs où une meilleure latence signifie une meilleure qualité de connexion.




Sécurité, analytique et connectivité au niveau de la passerelle

La passerelle est un élément essentiel d’un réseau de télécommunication. Elle permet notamment l’établissement des sessions entre un client et des serveurs, de transférer des requêtes entre différents protocoles, de compresser et de décompresser des messages, en plus d'assurer la sécurité par le contrôle d’accès, l’authentification, l’autorisation, etc.

  • Gestion de la latence par ordonnancement
  • Analytiques intégrées au niveau de la passerelle
  • Analyse coopérative à travers le nuage
  • Interfaces graphiques intelligentes
  • Cryptographie quantique et modulation chaotique

Projets de recherche liés à cet axe
Gestion de la latence par ordonnancement : les paquets de données traversent plusieurs étapes avant d’arriver à destination. Certains paquets sont plus prioritaires que d’autres et certains chemins de transmission sont plus longs que d’autres. Ce thème de recherche vise à proposer des solutions d’ordonnancement de paquets intègres sur le plan de la passerelle et basées sur un ensemble de critères bien définis, afin de permettre une gestion optimale de la latence.

Analytiques intégrées au niveau de la passerelle : l’objectif est d’avoir un statut continu sur l’état de la session de communication, en intégrant l’aspect analytique du côté du  gateway, permettant une analyse et une surveillance de l’état du réseau, dont la qualité vidéo, le nombre de paquets et d'appels perdus, etc. Cette analyse permettra une meilleure gestion de la sécurité afin de se protéger contre les logiciels malveillants et les menaces en temps réel.

Analyse coopérative à travers le nuage : il s'agit de mutualiser l’analyse de données collectées sur différents gateway à travers le nuage afin de déterminer en temps réel les points faibles du réseau ainsi que les menaces et attaques potentielles de sécurité.

Interfaces graphiques  intelligentes : ce thème vise à trouver des solutions pour des interfaces de passerelles intelligentes afin de permettre une meilleure gestion des analyses, des pare-feu, de la sécurité et de la topologie du réseau.

Cryptographie quantique et modulation chaotique : ce projet permettra de tirer profit de la sensibilité des générateurs non linéaires « chaotiques » pour produire une séquence de clefs cryptographique aléatoire, dont on ne peut pas facilement tirer des propriétés déterministes. L’utilisation de ces techniques permet d’envisager des communications qui seront absolument sécuritaires.




Architecture réseau à faible latence

Les théories explorées dans les deux premiers axes de recherche fondamentale seront mises en pratique.

  • Modernisation des infrastructures télécommunication des pays en voie de développement
  • Déploiement d’un réseau sans fil dans le cadre du projet Smartland, en Équateur 
  • Développement de système de communication hétérogènes utilisant des réseaux satellitaires et terrestres, des communications satellitaires dédiées pour le haut débit ainsi que le réseau terrestre sans fil pour la transmission de données et de commandes critiques requérant une faible latence.

Projets de recherche liés à cet axe
Pays en voie de développement (système Harris, SR Telecom) : ce projet vise  à revitaliser divers produits sans-fil historiques, bientôt désuets, qui sont présents dans les pays en voie de développement. Il s'agira ensuite d’évaluer les stratégies de mise à niveau de ces systèmes afin d'optimiser leur interopérabilité avec les réseaux de dernière génération. La stratégie de mise à niveau devra rester simple afin que les opérateurs puissent conserver les mêmes bandes de fréquence. Elle devra aussi proposer des caractéristiques techniques similaires au produit historique, en plus d'offrir un retour sur l'investissement rapide pour les entreprises. Diverses techniques modernes seront explorées sur les systèmes mis à niveau.

SmartLand projet équatorial : ce projet vise une gestion intelligente du territoire forestier rural avec les systèmes de communication sans fil. Avec la collaboration de l’UPTL, la Chaire contribuera à équiper les villages ruraux d’infrastructures et d’équipements de communication qui leur permettra de gérer leur territoire de façon intelligente. L’observation, l’analyse et les mesures de différents aspects environnementaux permettront de mieux planifier, gérer et préserver leurs ressources naturelles.

Systèmes hybrides, liens satellitaires à haut débit et communication sans fil à faible latence : OneWeb, la nouvelle constellation de 700 satellites en orbite basse, et Google Loon, le projet de ballons stratosphériques gonflés à l’hélium, et d’autres nouveaux projets cherchent à fournir un accès mondial à Internet.

Les solutions proposées par la Chaire compléteront ces projets. Les communications sans fil sont beaucoup plus rapides que les communications satellitaires, tandis que ces dernières possèdent un plus grand débit. Ce projet proposera une solution hybride qui utiliserait les communications satellitaires pour le haut débit et le réseau terrestre sans fil pour la transmission de données et de commandes critiques requérant une faible latence.

Ce système profiterait, d’une part, de la faible latence offerte par les réseaux sans fil et les techniques proposées dans le cadre de cette recherche pour transmettre des courts messages critiques. D'autre part, la grande capacité de transfert de données du système satellitaire permettrait les transferts volumineux.