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Wi-Fi


Le Wi-Fi (également orthographié Wi-fi, WiFi, Wifi ou encore wifi) est une technologie de réseau informatique mise en place pour fonctionner en réseau interne et depuis devenue un moyen d'accès à haut débit à Internet.

Sommaire

Présentation

La norme IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11) est un standard international décrivant les caractéristiques d'un réseau local sans fil (WLAN). Le nom Wi-Fi (contraction de Wireless Fidelity, Fidélité sans fil) correspond initialement au nom donné à la certification délivrée par la WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), l'organisme chargé de maintenir l'interopérabilité entre les matériels répondant à la norme 802.11. Par abus de langage (et pour des raisons de marketing) le nom de la norme se confond aujourd'hui avec le nom de la certification. Ainsi un réseau Wi-Fi est en réalité un réseau répondant à la norme 802.11.

Grâce au Wi-Fi il est possible de créer des réseaux locaux sans fil à haut débit pour peu que la station à connecter ne soit pas trop distante par rapport au point d'accès. Dans la pratique le Wi-Fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des assistants personnels (PDA) ou même des périphériques à une liaison haut débit (11 Mbit/s) sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres en intérieur (généralement entre une vingtaine et une cinquantaine de mètres). Dans un environnement ouvert la portée peut atteindre plusieurs centaines de mètres.

Ainsi des opérateurs commencent à irriguer des zones à fortes concentration d'utilisateurs (gares, aéroports, hôtels, trains, etc.) avec des réseaux sans fil. Ces zones d'accès sont appelées « hot spots ».

Les iBooks d'Apple furent en 1999 parmi les premiers ordinateurs grand public à proposer un équipement Wi-Fi intégré (sous le nom d'Airport), bientôt suivis par le reste de la gamme. À partir de 2003, on voit aussi apparaître des modèles de PC bâtis autour de la technologie Intel Centrino, qui leur permettent une intégration similaire. Les autres modèles doivent encore s'équiper d'une carte d'extension adaptée.

Structure

La norme 802.11 s'attache à définir les couches basses du modèle OSI pour une liaison sans fil utilisant des ondes électromagnétiques, c'est-à-dire :

La couche physique définit la modulation des ondes radio-électriques et les caractéristiques de la signalisation pour la transmission de données, tandis que la couche liaison de données définit l'interface entre le bus de la machine et la couche physique, notamment une méthode d'accès proche de celle utilisée dans le standard ethernet et les règles de communication entre les différentes stations. La norme 802.11 propose en réalité trois couches physiques, définissant des modes de transmission alternatifs :


Couche Liaison de
données (MAC)
802.2
802.11
Couche Physique
(PHY)
DSSS FHSS Infrarouges


Il est possible d'utiliser n'importe quel protocole sur un réseau sans fil WiFi au même titre que sur un réseau ethernet.

Les différentes normes Wi-Fi

La norme IEEE 802.11 est en réalité la norme initiale offrant des débits de 1 ou 2 Mbit/s. Des révisions ont été apportées à la norme originale afin d'optimiser le débit (c'est le cas des normes 802.11a, 802.11b et 802.11g, appelées normes 802.11 physiques) ou bien préciser des éléments afin d'assurer une meilleure sécurité ou une meilleure interopérabilité. Voici un tableau présentant les différentes révisions de la norme 802.11 et leur signification :

Norme Nom Description
802.11a Wi-Fi 5 La norme 802.11a (baptisé Wi-Fi 5) permet d'obtenir un haut débit (54 Mbit/s théoriques, 30 Mbit/s réels). La norme 802.11a spécifie 8 canaux radio dans la bande de fréquence des 5 GHz.
802.11b Wi-Fi La norme 802.11b est la norme la plus répandue en base installée actuellement. Elle propose un débit théorique de 11 Mbit/s (6 Mbit/s réels) avec une portée pouvant aller jusqu'à 300 mètres dans un environnement dégagé. La plage de fréquence utilisée est la bande des 2.4 GHz, avec 3 canaux radio disponibles.
802.11c Pontage 802.11 vers 802.1d La norme 802.11c n'a pas d'intérêt pour le grand public. Il s'agit uniquement d'une modification de la norme 802.1d afin de pouvoir établir un pont avec les trames 802.11 (niveau liaison de données).
802.11d Internationalisation La norme 802.11d est un supplément à la norme 802.11 dont le but est de permettre une utilisation internationale des réseaux locaux 802.11. Elle consiste à permettre aux différents équipements d'échanger des informations sur les plages de fréquence et les puissances autorisées dans le pays d'origine du matériel.
802.11e Amélioration de la qualité de service La norme 802.11e vise à donner des possibilités en matière de qualité de service au niveau de la couche liaison de données. Ainsi cette norme a pour but de définir les besoins des différents paquets en terme de bande passante et de délai de transmission de telle manière à permettre notamment une meilleure transmission de la voix et de la vidéo.
802.11f Itinérance (roaming) La norme 802.11f est une recommandation à l'intention des vendeurs de points d'accès pour une meilleure interopérabilité des produits.

Elle propose le protocole Inter-Access point roaming protocol permettant à un utilisateur itinérant de changer de point d'accès de façon transparente lors d'un déplacement, quelles que soient les marques des points d'accès présentes dans l'infrastructure réseau. Cette possibilité est appelée itinérance (ou roaming en anglais)

802.11g   La norme 802.11g est la plus répandue dans le commerce actuellement. Elle offre un haut débit (54 Mbit/s théoriques, 30 Mbit/s réels) sur la bande de fréquence des 2.4 GHz. La norme 802.11g a une compatibilité ascendante avec la norme 802.11b, ce qui signifie que des matériels conformes à la norme 802.11g peuvent fonctionner en 802.11b. Cette aptitude permet aux nouveaux équipements de proposer le 802.11g tout en restant compatible avec les réseaux existants qui sont souvent encore en 802.11b.
802.11h   La norme 802.11h vise à rapprocher la norme 802.11 du standard Européen (HiperLAN 2, d'où le h de 802.11h) et être en conformité avec la règlementation européenne en matière de fréquence et d'économie d'énergie.
802.11i   La norme 802.11i a pour but d'améliorer la sécurité des transmissions (gestion et distribution des clés, chiffrement et authentification). Cette norme s'appuie sur l'AES (Advanced Encryption Standard) et propose un chiffrement des communications pour les transmissions utilisant les technologies 802.11a, 802.11b et 802.11g.
802.11IR   La norme 802.11j a été élaborée de telle manière à utiliser des signaux infra-rouges. Cette norme est désormais dépassée techniquement.
802.11j   La norme 802.11j est à la règlementation japonaise ce que le 802.11h est à la règlementation européenne.


Interrogations

La technologie Wi-Fi apparaît au moment où se développent les interrogations quant à l'impact des technologies de communication sans fil sur la santé de l'homme. Des débats scientifiques se sont multipliés autour du téléphone portable et commencent aujourd'hui à toucher l'ensemble de la technologie Wi-Fi.

Une telle démarche s'avère opportune dans l'hypothèse probable où cette technologie pourrait prochainement être omniprésente dans l'environnement humain, que ce soit au travail comme au domicile.

Toutefois, il est à relever que la puissance émise par les équipements Wi-Fi (~30 mW) est trente fois moindre que celle émise par les téléphones portables (~1 W). En outre, le téléphone est généralement tenu à proximité immédiate du cerveau, ce qui n'est pas le cas des équipements de Wi-Fi ; et à une dizaine de centimètres, la puissance du signal est déjà fortement atténuée. Ainsi, même si les ondes émises par les téléphones portables étaient nocives pour la santé, les effets des signaux Wi-Fi resteraient négligeables.

Cohabitation

Le Wi-Fi utilise une bande de fréquence étroite dite ISM, 2.4 à 2.4835 GHz, de type partagée avec d'autres colocataires conduisant à des problèmes de cohabitation qui se traduisent par des interférences, brouillages causés par les fours à micro-ondes, les transmetteurs domestiques, les relais, la télé-mesure,la télé-médecine, les caméras sans fil et les émissions ATV, etc..

Faudra-t-il trouver d'autres fréquences gratuites pour certaines de ces applications ou le wifi doit-il migrer vers une autre bande moins encombrée ?

Les antennes Wi-Fi

Voici les 5 principales catégories d'antenne 2.4 GHz du commerce utilisées par les wifistes, les radioamateurs et les diverses applications dans la bande ISM :

Ces 2 premières descriptions, fonctionnant en polarisation V, peuvent être considérées comme des antennes station d'accueil ou de base puisque compatibles avec en environnement 360°.

18 dBi = 46 cm 19 dBi = 52 cm 20 dBi = 58 cm 21 dBi = 65 cm 22 dBi = 73 cm 23 dBi = 82 cm 24 dbi = 92 cm 25 dBi = 103 cm 26 dBi = 115 cm 27 dBi = 130 cm 28 dbi = 145 cm 29 dBi = 163 cm 30 dbi = 183 cm

Le rendement de la parabole est moyen, 45/55%. Le volume de l'antenne, qui tient compte de la longueur du bracon, donc de la focale, est significatif.

nota : n'importe quelle parabole (ex. TPS/CS sans tête 11-12 GHz) est exploitable en Wifi, à condition de prévoir une source adaptée, cornet, patch ou quad mono ou double, etc.

Les antennes à gain directionnelles ou omnidirectionnelles sont destinées à la « plus longue portée », possible, quelques kilomètres.

Les antennes panneaux et paraboliques sont uniquement directionnelles, c’est-à-dire quelles favorisent une direction privilégée (plus ou moins ouverte) au détriment d'autres non souhaitées.

Panneau ou parabole :

On retient que les antennes panneaux sont souvent préférées (voire préférables) lorsque le bilan de liaison est favorable, mais dès que le système doit être plus performant les paraboles deviennent nécessaires. Le point d'équilibre, à 21 dBi, se fait avec d'un côté un panneau carré de 45 cm et de l'autre une parabole d = 65 cm.

En conclusion, en directionnel, ou point à point, il est plus intéressant de s'équiper d'abord d'un panneau, puis si les circonstances l'exigent, d'une parabole.

Les antennes Wi-Fi sont dotées de connecteurs SMA ou N selon le constructeur.

Nota : il existe d'autres antennes, moins connues, et celles conçues par les wifistes, comme les cornets, telle la « Ricoré », les Yagi, les cornières, les dièdres, les discones etc., mais seules les 4 premières citées sont significativement utilisées.

Voir aussi

Liens externes


Certains passages de cet article, ou d'une version antérieure de cet article, sont basés sur l'article Introduction au Wifi (802.11) du site Web Comment ça marche ? . L'article d'origine porte la notice de copyright suivante : « © Copyright 2003 Jean-François Pillou - Hébergé par Web-solutions.fr. Ce document issu de CommentCaMarche.net est soumis à la licence GNU FDL. Vous pouvez copier, modifier des copies de cette page tant que cette note apparaît clairement. ».




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