4.4 Discussion et Conclusion
5.1.1 Collecte de données dans les zones non survolées
5.1.1.1 Problématique liée au délai de collecte
Dans le chapitre 4, on définit le délai de collecte comme le délai entre la pro-duction de la donnée et sa collecte effective par le puits mobile. Il dépend de deux facteurs : la vitesse des avions et la fréquence à laquelle ils survolent la zone d’inté-rêt [Jon+08]. Ainsi, plus une ligne commerciale comporte de vols, plus une source de données aura de fenêtres de communication et plus vite les données seront col-lectées et transmises au centre de collecte.
Cependant, la collecte de données avec des puits mobiles procure par nature des liens de communication intermittents qui augmentent considérablement le délai de collecte, ce qui limite l’efficacité des protocoles de communications standards basés sur le protocole Internet [Jon+08]. Ainsi, lorsque des drones, par exemple, sont utilisés pour la collecte de données [Sah14 ; EKN17], le délai de collecte qu’ils
engendrent est calculé afin de concevoir de nouveaux protocoles de communica-tions. On parle alors de protocoles de communication pour les réseaux tolérants au délai [DWW10 ; Voy12].
Dans ces protocoles, par exemple, des points de rendez-vous sont placés tout au long de la trajectoire du puits mobile [GZD11]. Ainsi, les sources qui ne sont pas sur cette route ont la possibilité de transmettre leurs données aux points de rendez-vous [DWW10]. Mais pour que cette méthode soit efficace et qu’elle n’engendre pas de la latence supplémentaire, le volume de données générées par les sources doit être réparti en fonction de l’état de la file d’attente dans les points de rendez-vous et surtout du temps nécessaire pour vider celle-ci [HC08].
5.1.1.2 Problématique liée aux relais et à la couverture
Du fait de la vaste superficie des zones blanches de type désert ou forêt, les vols commerciaux ne peuvent couvrir la totalité de ces zones d’intérêt. Par consé-quent, lorsqu’une source de données se trouve dans une zone non couverte, il est impossible de collecter l’information générée. Un problème similaire a déjà été considéré dans des travaux antérieurs [GZD11 ; GZD09 ; Som+06 ; MY07], où des puits mobiles sont utilisés pour collecter les données dans de grands réseaux de capteurs sans fil. Les puits mobiles étant limités en énergie qu’ils embarquent, ils ne peuvent pas couvrir tous les nœuds déployés dans toute la zone.
Une solution est d’utiliser des relais pour acheminer en plusieurs sauts, les données des nœuds non couverts jusqu’aux puits mobiles [MY07]. Par exemple, les auteurs [MM10 ; YA08] ont proposé des méthodes de placement de relais afin que toutes les sources éparpillées puissent être tout le temps connectées au réseau. Mais toutes ces méthodes sont complexes à mettre en oeuvre et les solutions qu’elles proposent ne sont pas tolérantes aux pannes d’un lien, par exemple [Reb+15].
Par ailleurs, certains relais sont utilisés plus souvent parce qu’ils sont plus proches du chemin du puits mobile et ils consomment leur énergie plus vite que d’autres relais ; la durée de vie du réseau s’en trouve alors réduite. Pour remédier à ce problème de dissipation précoce d’énergie des relais, des protocoles de com-munication ont également été étudiés [SRS04 ; JSS05] afin de répartir de façon efficace la charge de données entre plusieurs relais.
Cependant, tous ces travaux ont été effectués pour des puits mobiles de type drones, dans des environnements où les chemins suivis par les puits sont contrôlables et peuvent être calculés lors de chaque mission de collecte [Som+06 ; KMA16]. Ils ne peuvent donc être appliqués pour des scénarios de collecte de
données avec les vols commerciaux pour lesquels la planification des routes est fixe et ne change pas pendant de longues années (on parle de routes radio-électriques) [GIR14]. Lorsque les puits mobiles ne peuvent être contrôlés, il faut développer des solutions alternatives pour résoudre les problèmes de couverture, de connectivité des sources de données et de longs délais de collecte.
Pour améliorer l’efficacité de la méthode opportuniste de collecte de données en utilisant les vols commerciaux, nous proposons dans ce chapitre d’utiliser des relais, afin qu’ils connectent les sources de données non couvertes à des relais ou des sources qui se trouvent sur les routes de passage des avions. Non seulement cette méthode permettra aux sources de données de transmettre leur information à des points de collecte situés dans les régions couvertes par les avions mais aussi de les faire communiquer entre elles. Les relais sont choisis de telle sorte que toute source de donnée utilise un nombre minimum de sauts afin d’atteindre une destination choisie. Ceci permettra d’avoir une bonne connectivité dans le réseau tout en minimisant le nombre de relais à utiliser et leur énergie. Les relais sont placés selon la méthode du physarum développée au chapitre 3 car elle est assez simple et de complexité polynomiale. Notre solution propose de plus une méthode de recherche de chemins vers les points de collecte qui minimise le nombre de sauts et qui réduit le délai d’attente des données dans les files d’attente.
5.1.1.3 Défis à relever
Certaines applications des réseaux de capteurs sans fil sont tolérantes au délai dans une certaine mesure mais ont tout de même des contraintes de délai (voir paragraphe 2.2.2).
Pour atteindre nos objectifs, nous allons adresser ces différentes questions :
1. Quel est le délai induit par la fréquence des avions ?
2. Les sources de données sont-elles toutes connectées au réseau ?
3. Comment choisir le bon sous-puits de collecte pour une source ?
La suite de ce chapitre porte d’abord sur les réseaux tolérants aux délais DTN (Delay Tolerant Networks) et leurs caractéristiques. Puis, nous détaillons le méca-nisme amélioré de la collecte de données dans les réseaux DTN, de collecte avec les avions de lignes dans les zones blanches étendues. Enfin, nous évaluons et ana-lysons cette technique à travers divers scénarios. Les résultats sont comparés aux méthodes de collecte de données.