Développement et différenciation 802.11a/b/g/n/ac
Depuis sa première commercialisation auprès du grand public en 1997, la norme Wi-Fi n'a cessé d'évoluer, avec généralement une augmentation de la vitesse et une extension de la couverture. À mesure que des fonctionnalités étaient ajoutées à la norme IEEE 802.11 d'origine, elles étaient révisées par le biais d'amendements (802.11b, 802.11g, etc.).
802.11b 2,4 GHz
La norme 802.11b utilise la même fréquence de 2,4 GHz que la norme 802.11 d'origine. Elle offre un débit théorique maximal de 11 Mbit/s et une portée allant jusqu'à 45 mètres. Les composants 802.11b sont peu coûteux, mais cette norme, bien que la plus rapide, offre le débit le plus faible parmi toutes les normes 802.11. De plus, fonctionnant à 2,4 GHz, la norme 802.11b peut provoquer des interférences avec les appareils électroménagers ou d'autres réseaux Wi-Fi fonctionnant sur la même fréquence.
802.11a 5 GHz OFDM
La version révisée « a » de cette norme est publiée simultanément avec la norme 802.11b. Elle introduit une technologie plus complexe appelée OFDM (multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence) pour la génération des signaux sans fil. La norme 802.11a présente plusieurs avantages par rapport à la norme 802.11b : elle fonctionne dans la bande de fréquences moins encombrée des 5 GHz et est donc moins sensible aux interférences. De plus, sa bande passante est nettement supérieure à celle de la norme 802.11b, avec un débit maximal théorique de 54 Mbits/s.
Vous n'avez peut-être pas rencontré beaucoup d'appareils ou de routeurs 802.11a. En effet, les appareils 802.11b sont moins chers et de plus en plus répandus sur le marché grand public. La norme 802.11a est principalement utilisée pour les applications professionnelles.
802.11g 2,4 GHz OFDM
La norme 802.11g utilise la même technologie OFDM que la norme 802.11a. Comme cette dernière, elle prend en charge un débit théorique maximal de 54 Mbit/s. Cependant, à l'instar de la norme 802.11b, elle fonctionne sur la bande de fréquences 2,4 GHz, souvent encombrée (et souffre donc des mêmes problèmes d'interférences). La norme 802.11g est rétrocompatible avec les appareils 802.11b : ces derniers peuvent se connecter aux points d'accès 802.11g (mais à la vitesse de la norme 802.11b).
Avec la norme 802.11g, les consommateurs ont bénéficié de progrès considérables en matière de vitesse et de couverture Wi-Fi. Parallèlement, comparés aux générations précédentes, les routeurs sans fil grand public sont de plus en plus performants, offrant une puissance accrue et une meilleure couverture.
802.11n (Wi-Fi 4) 2,4/5 GHz MIMO
Avec la norme 802.11n, le Wi-Fi est devenu plus rapide et plus fiable. Elle prend en charge un débit théorique maximal de 300 Mbit/s (jusqu'à 450 Mbit/s avec trois antennes). La norme 802.11n utilise la technologie MIMO (Multiple Input Multiple Output), qui permet à plusieurs émetteurs/récepteurs de fonctionner simultanément à une ou aux deux extrémités de la liaison. Cela peut augmenter considérablement le débit de données sans nécessiter une bande passante ni une puissance d'émission supérieures. La norme 802.11n fonctionne sur les bandes de fréquences 2,4 GHz et 5 GHz.
802.11ac (Wi-Fi 5) MU-MIMO 5 GHz
La norme 802.11ac améliore considérablement le Wi-Fi, avec des débits allant de 433 Mbit/s à plusieurs gigabits par seconde. Pour atteindre ces performances, elle fonctionne exclusivement sur la bande de fréquence des 5 GHz, prend en charge jusqu'à huit flux spatiaux (contre quatre pour la norme 802.11n), double la largeur de bande à 80 MHz et utilise la technologie de formation de faisceaux. Grâce à cette dernière, les antennes peuvent orienter les signaux radio vers des appareils spécifiques.
Une autre avancée majeure de la norme 802.11ac est la technologie MU-MIMO (Multi-User MIMO). Alors que la technologie MIMO achemine plusieurs flux vers un seul client, la technologie MU-MIMO peut acheminer simultanément des flux spatiaux vers plusieurs clients. Bien que la technologie MU-MIMO n'augmente pas la vitesse de chaque client individuellement, elle peut améliorer le débit global de données de l'ensemble du réseau.
Comme vous pouvez le constater, les performances du Wi-Fi continuent d'évoluer, avec des vitesses et des performances potentielles se rapprochant de celles des connexions filaires.
Wi-Fi 6 802.11ax
En 2018, la WiFi Alliance a pris des mesures pour simplifier la dénomination des normes WiFi. Elle renommera la future norme 802.11ax en WiFi 6.
Wi-Fi 6, où est le 6 ?
Les performances du Wi-Fi dépendent notamment de la portée, du débit, de la capacité du réseau et de l'autonomie de la batterie. Avec l'évolution des technologies et des mœurs, les besoins en vitesse et en bande passante sont de plus en plus importants.
Les connexions Wi-Fi traditionnelles présentent une série de problèmes, tels que la congestion du réseau, une couverture limitée et la nécessité de changer constamment de SSID.
Mais le Wi-Fi 6 apportera de nouveaux changements : il optimise la consommation d’énergie et les capacités de couverture des appareils, prend en charge la simultanéité haut débit de plusieurs utilisateurs et peut démontrer de meilleures performances dans les scénarios à forte utilisation, tout en offrant des distances de transmission plus longues et des débits de transmission plus élevés.
Globalement, par rapport à ses prédécesseurs, l'avantage du Wi-Fi 6 est « à la fois haut et bas » :
Haute vitesse : grâce à l’introduction de technologies telles que le MU-MIMO en liaison montante, la modulation 1024QAM et le 8 × 8MIMO, la vitesse maximale du Wi-Fi 6 peut atteindre 9,6 Gbit/s, ce qui serait comparable à la vitesse d’un coup de foudre.
Accès étendu : L’amélioration majeure du Wi-Fi 6 réside dans la réduction de la congestion et l’augmentation du nombre d’appareils pouvant se connecter simultanément au réseau. Alors que le Wi-Fi 5 permet actuellement la communication simultanée avec quatre appareils, le Wi-Fi 6 autorisera jusqu’à plusieurs dizaines d’appareils simultanément. Le Wi-Fi 6 utilise également les technologies OFDMA (accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence) et de formation de faisceaux multicanaux, issues de la 5G, afin d’améliorer respectivement l’efficacité spectrale et la capacité du réseau.
Faible latence : grâce à des technologies comme l’OFDMA et SpatialReuse, le Wi-Fi 6 permet à plusieurs utilisateurs de transmettre simultanément, éliminant ainsi les files d’attente, réduisant la concurrence et améliorant l’efficacité. La latence passe de 30 ms (Wi-Fi 5) à 20 ms, soit une réduction moyenne de 33 %.
Faible consommation d'énergie : la technologie TWT, autre nouveauté du Wi-Fi 6, permet aux points d'accès de négocier la communication avec les terminaux, réduisant ainsi le temps nécessaire au maintien de la transmission et à la recherche de signaux. Il en résulte une réduction de la consommation de la batterie et une amélioration de son autonomie, soit une diminution de 30 % de la consommation d'énergie des terminaux.
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Date de publication : 12 juillet 2023
