Le Guide du WiFi
Le Wi-Fi repose sur une idée simple : au lieu d’envoyer des signaux par fil, transmettons-les dans les airs. Son évolution suit le même chemin que le téléphone : les premiers appels téléphoniques ont été transmis par des fils, puis l’air. Les réseaux fonctionnaient de la même manière - d'abord avec des câbles épais, puis plus petits et plus rapides, et maintenant transmis par voie aérienne jusqu'aux satellites dans l'espace.
Il existe toutes sortes d'acronymes pour les différentes variantes de réseaux WiFi, mais ils signifient tous essentiellement quelques choses:
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Jusqu'où le signal sans fil peut-il atteindre
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Combien de données le signal peut-il envoyer?
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Est-ce rétro-compatible avec d'autres normes
Pensez-y comme des voitures:
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Une voiture de course ne peut pas aller loin avec un réservoir d'essence ou transporter beaucoup, mais elle peut aller très très vite
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Un camion à 18 roues ne peut pas aller très vite, mais il peut transporter beaucoup de choses et aller très loin
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Un break n'est pas très rapide et ne peut pas transporter autant qu'un 18 roues, mais il peut quand même aller assez loin
Bien entendu, les signaux WiFi ne sont pas des voitures, mais l'analogie fonctionne plutôt bien. Il suffit de penser à la distance parcourue par un réseau et à la rapidité avec laquelle il peut transmettre des données et les normes auront plus de sens.
IEEE 802.11 et l'organisme de normalisation
Qui établit les normes pour le WiFi? Cela revient à l'IEEE (Institut des ingénieurs électriciens et électroniciens).
De la, nous obtenons les différents standards du WiFi. Ils sont tous appelés norme IEEE 802.11 avec la lettre après les chiffres 802.11. Presque toutes fonctionnent sur une distance d'environ 30 mètres.
Chaque réseau peut être divisé en plusieurs paramètres:
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Débit: quantité de données que le réseau peut transmettre. Ceci est calculé en Mbps (1 million de bits par seconde)
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Fréquence: Quelle fréquence radio le réseau utilise-t-il? Ce sont soit 5 Ghz ou 2,4 Ghz.
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Les fonctionnalités (comme le MIMO), la largeur de bande ou encore la portée sont très déterminants.
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Voici un tableau des normes WiFi de chaque type de norme 802.11:
Comme vous pouvez le voir les normes jusqu’en 2009 visaient les meilleures performances globales pour être utilisées sur tous les appareils. C’est une stratégie qui a porté ses fruits pendant l’explosion d’internet mais aujourd’hui la donne a changé. En effet depuis 2012 ce sont des Wifi plus « spécialisés » qui font leurs apparition. La norme 802.11ad par exemple dispose d’un excellent débit pour une portée courte, c’est peut-être l’élément qui pourrait remplacer nos câbles HDMI pour transmettre des images de très bonne qualité sur de courtes distances.
La norme 802.11ah quand à elle est optimisée pour la portée justement, avec ses 100 mètres de portée au max et l’utilisation d’une fréquence (0.9 Mhz) permet d’assurer que le signal pourra passer à travers les murs et les portes sans problèmes.
Un débit maximal théorique ?
Théorique, oui. Et ce mot est très important car vous n’atteindrez jamais cette vitesse de pointe avec un routeur. Le débit observé lors de tests est d’ailleurs souvent bien en dessous de ce débit théorique. Mais alors pourquoi indiquer un débit aussi haut ? Nous ne savons pas vraiment, certainement une décision des constructeurs pour avoir des valeurs les plus précises possibles.
Comme en téléphonie mobile, plus une fréquence est basse, plus elle porte loin. Par contre, les fréquences élevées disposent généralement de plus de bande passante permettant ainsi d'atteindre des débits plus élevés. En Wi-Fi, les plus couramment utilisées sont 2,4 GHz (meilleure portée) et 5 GHz (meilleur débit).
Deux normes que ne sont plus très jeune: la 802.11a (jusqu'à 54 Mb/s) sur la bande des 5 GHz et la 802.11b (jusqu'à 11 Mb/s) sur celle des 2,4 GHz, deux normes qui datent de 1999. Le 802.11b a été remplacé en 2003 par le 802.11g. Elle est rétrocompatible avec la précédente norme et capable de grimper jusqu'à 54 Mb/s.
L’arrivée du haut débit: Wifi 802.11n
Avec l’apparition de la fibre optique à la fin des années 2000, les constructeurs ont du trouver une nouvelle norme pour garantir le meilleur débit possible aux particuliers. C’est en 2009 que la norme wifi 802.11n apparaît.
Cette norme a révolutionné le wifi en apportant un débit incroyable allant jusqu’à 288 Mbit/s sur la fréquence 2.4 Ghz et jusqu’à 600 Mbit/s sur la fréquence 5 Ghz.
D’ailleurs la portée du signal a aussi été améliorée, en effet sur la fréquence 2.4 Ghz la portée est maintenant de 70 m soit le double de ce qu’on faisait avant.
C’est aussi avec cette norme Wifi que fait son apparition le fameux « Qos » ou « Quality of service », un outil très pratique qui permet de répartir les utilisateurs sur les deux bandes en fonction de leurs consommation. Par exemple un PC ira sur la bande 5 Ghz avec un débit suppérieur et un téléphone mobile ira sur la 2.4 avec une liberté de mouvement améliorée (70 m de portée) et un débit plus bas adapté à la consommation du portable.
Deux autres éléments importants ont fait leurs apparition avec la norme 802.11n : le MIMO et la largeur de canal. Commençons avec le MIMO, il s’agit en fait d’un nouveau type d’antenne bien plus performant. Jusqu’ici les routeurs sont équipés d’une ou deux antennes : Une pour émettre et une pour recevoir les informations. Ces antennes sont maintenant dépassées et leurs mode de fonctionnement est sur le point de se faire chambouler !
L'arrivée du MIMO pour multiplier les débits
MIMO signifie « Multiple Inputs, Multiple Outputs » cela signifie en anglais « entrées multiples, sorties multiples », ces antennes sont donc capables d’émettre et de recevoir à destination de plusieurs sources.
Les antennes les plus répandues de ce type sont les MIMO 2×2 (2 entrées et 2 sorties) mais pour les réseaux chargés il est possible d’utiliser une antenne 3×3 par exemple ou encore 4×4.
Quoi qu’il en soit cette révolution du monde des antennes Wifi a permis de multiplier le débit maximal de la norme utilisée, en utilisant une antenne MIMO 2×2 on peut théoriquement doubler la bande passante du réseau !
Bien évidemment, il faut que l'émetteur et le récepteur disposent du même nombre d'antennes pour profiter au mieux du MIMO.
On peut faire une comparaison avec une route avec une ou plusieurs voies : s'il y a trois voies en entrée, mais une seule en sortie (ou vice-versa), cela ne sert pas à grand-chose.
La largeur de bande
Le deuxième élément qui a été ajouté avec la norme 802.11n c’est la largeur de bande. Jusqu’ici celle-ci était systématiquement autours des 20 Mhz, cependant les concepteurs de la nouvelle norme 802.11n se sont rendu compte que plus la largeur de bande était importante plus les débits qui y transitent pouvaient être élevés. Un canal plus large permet en effet de faire transiter plus de données sur le même intervalle de temps. Sur la norme 802.11n on retrouve donc 2 largeurs de canaux différentes : 20 Mhz ou 40 Mhz. Comme vous vous en doutez le débit de la bande large de 40 Mhz est l’équivalent du double de celui sur la bande 20 Mhz.
Le wifi 802.11ac : La toute puissance du Wifi
La norme wifi 802.11ac est arrivée par étapes, en 2013 c’est la première vague d’appareils équipés de cette norme qui voient le jour, quelques années plus tard la seconde vague équipe les smartphones et dépasse la première génération. Cette nouvelle norme Wifi n’utilise que la fréquence 5Ghz sur des largeurs de bande de 20, 40, 80 ou 160 Mhz (160 Mhz uniquement sur la vague 2).
Alors que la norme 802.11ac équipe nos appareils connectés depuis 2013, ce n’est que récemment que nous avons vu arriver la deuxième vague de produits équipés du 802.11ac wave 2.
Les principales différences entre ces deux vagues de Wifi sont :
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La prise en charge du Mu-MIMO
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Une largeur de canal 160 Mhz supplémentaire
Quelque soit la vague de 802.11ac il est maintenant possible d’y brancher 4 antennes MIMO 2×2. Pour bien comprendre la différence entre ces deux normes je vous propose une petit tableau créé par Cisco, qui utilise beaucoup et aide à développer les nouvelles normes Wifi.
Dernières normes WiFi
Au fil du temps, différentes classifications des réseaux WiFi ont reçu différentes conventions de dénomination. Plutôt que «802.11b», il s'agit simplement de «WiFi 1». Un peu comme les entreprises de téléphonie mobile appellent 3G et 5G des vitesses de réseau différentes même si le terme est presque toujours un outil marketing. Cette classification est censée aider les consommateurs à comprendre plus facilement. Au lieu de comprendre toute une soupe à l'alphabet, les utilisateurs peuvent simplement rechercher «WiFi 1» ou «WiFi 5» comme ce dont ils ont besoin.
Mais ce n'est pas fini! Le WiFi 6 est la nouvelle norme de connexion sans fil, plus rapide que le 802.11ac qu’on connaissait jusqu’à présent. En plus de la vitesse, il apportera de meilleures performances dans les zones congestionnées : du stade de foot à votre réseau privé à la maison.
Officiellement, cela s'appelle 802.11ax. Cette nouvelle norme fera son apparition en 2019!
Mieux préparer votre futur WiFi
Avec les nouvelles normes à venir, quel est le meilleur moyen de se préparer? Les choses ne vont pas rester immobiles et attendre. Déjà, les appareils plus anciens ont de plus en plus de mal à se connecter à un monde WiFi moderne, comme les anciennes tablettes et les systèmes de jeux portables.
Pour conserver la compatibilité, assurez-vous que les achats de routeurs peuvent prendre en charge les périphériques hérités et être mis à niveau à l'avenir. Si un réseau est déjà en place, il est judicieux de comprendre son fonctionnement.
L'utilisation d'un analyseur de réseau tel que NetSpot peut montrer comment les routeurs fonctionnent dans un bâtiment. NetSpot peut rechercher les endroits où les signaux sont les plus faibles, localiser les zones mortes et déterminer les différents niveaux.
Avec ces informations, vous pouvez définir le meilleur emplacement pour placer les routeurs (et les répéteurs dans un réseau maillé) afin d’obtenir un effet maximal. Les nouveaux routeurs sont mis en place de cette façon.
NetSpot vous aidera aussi à trouver d’autres réseaux susceptibles d’interférer avec les nouveaux.