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L'essentiel à retenir sur les normes Wi-Fi 802.11
Les normes Wi-Fi 802.11 sont celles qui régissent les performances des réseaux sans fil, elles définissent :
La puissance du signal qui s’évalue en bits/seconde.
La portée du signal ainsi que sa résistance aux obstacles.
Ces normes Wi-Fi se décomposent principalement en deux catégories :
Celles destinées aux particuliers, ce sont les plus répandues et celles que nos routeurs proposent.
Les normes plus spécifiques destinées à l’industrie.
Le lancement du Wi-Fi date de 1997. Depuis, les normes WiFi n’ont cessé d’évoluer pour proposer un débit toujours plus performant sur des distances toujours plus longues. Cette technologie répond à des normes Wi-Fi nommées 802.11. À la suite de ces 5 chiffres, se trouve une lettre ou une série de lettre.
L’objectif de ces lettres est de différencier chaque génération. Elles servent notamment à distinguer l’usage qui en est fait comme pour les normes 802.11a et 802.11b. L’une se destine aux entreprises et l’autre aux particuliers. Dans ce guide proposé par MaPetiteBox, tout ce qu’il faut savoir à propos des différentes normes de Wi-Fi.
Comme précédemment évoqué, la technologie Wi-Fi, pour Wireless Fidelity ou Fidélité sans-fil, est apparue en 1997. Son objectif initial était la transmission de données d’un réseau à un autre. Elle répond à un ensemble de normes dont la première était la 802.11.
Ce protocole a depuis beaucoup évolué. Autrefois il s’étendait sur une bande de fréquence allant de 2,4 à 2,5 GHz et pouvait atteindre un débit maximum de 2 Mb/s. Aujourd’hui, beaucoup de progrès ont été faits et les débits atteignables sont de l’ordre de plusieurs centaines, voire quelques milliers de Mb par seconde.
Que faut-il savoir à propos des différentes normes Wi-Fi ?
Au total, ce sont neuf protocoles qui ont été établis, le dernier en date étant le protocole 802.11 ah, permettant d’atteindre au maximum 6 750 Mb/s de débit. Voici la liste des principaux protocoles ayant existé jusqu’à présent.
802.11 : il s’agit de la norme initiale établie en 1997.
802.11a et 802.11b : ces deux normes WiFi sont la deuxième mouture du protocole, créées en 1999. La version a se destinait aux entreprises et la version b aux particuliers.
802.11g : ce protocole a été établi en 2003. Il a notamment permis une augmentation de la portée du signal ainsi que du débit maximum atteignable en WiFi.
802.11n : ce protocole existant depuis 2009 a été le premier à faire profiter les abonnés box internet du très haut débit. La fibre optique émergea dans les années 2000, cette norme fut donc la première à en exploiter le potentiel véritable.
802.11ac : ce protocole date de 2013. Encore couramment utilisé aujourd’hui, il permet d’atteindre des débits toujours plus élevés.
Pour savoir quelle technologie se destine à quel équipement, il faut se rendre sur le site internet du fournisseur d’accès à Internet ou de constructeur en question. Il est inutile d’avoir un équipement avec le WiFi 6 si aucun appareil à disposition n’est compatible avec cette norme.
Chaque norme WiFi se distingue par trois caractéristiques plus importantes que les autres. Ces caractéristiques principales sont la puissance du signal, sa portée et sa fréquence. Voici plus de précisions pour chacune d’entre elle.
La puissance du signal : elle se compte en bits par seconde. Il s’agit de la vitesse du transfert de l’information. Les box internet vantent parfois des débits allant jusqu’à 1 Gb/s en download. Cela signifie qu’il est possible de télécharger une quantité de données équivalentes à 1 Gb en une seconde. À titre d’exemple, un film d’une durée de 1h45 en HD pèse environ 3 Go. Avec 500 Mb/s de débit par seconde, il est possible de télécharger un tel film en l’espace de moins d’une minute. Pour en savoir plus sur son installation, il est possible d’effectuer un test de débit.
Quels sont les paramètres qui varient entre les différentes normes Wi-Fi ?
La portée du signal : il s’agit tout simplement de la portée maximale que le signal peut atteindre. La puissance du signal diminue évidemment au fur et à mesure que l’utilisateur s’éloigne de la source. La source émettrice peut prendre la forme d’une box internet ou d’un smartphone en mode modem. Les obstacles peuvent également freiner la diffusion de l’onde et donc sa puissance et sa portée. Plus la bande de fréquence utilisée est élevée, et plus le réseau sera sensible aux obstacles et aura une faible portée.
La fréquence sur laquelle le signal se diffuse : sans doute la notion la plus compliquée à comprendre. Les informations se propagent via des ondes hertziennes. Ces ondes sont présentes sur une bande fréquence qui se compte en Hertz, et plus précisément en Giga Hertz. Il existe deux bandes de fréquence, ou spectre de fréquence, utilisées par les modems : la fréquence 2,4 Ghz et la fréquence 5 Ghz. Plus une fréquence est élevée et plus elle permet de faire transiter des informations. Cependant, plus le flux d’information est rapide, et donc la fréquence élevée, plus la portée du signal sera faible et sensible aux obstacles.
Les appareils utilisés seront plus ou moins compatibles avec chacune des deux bandes de fréquence. Les téléphones les plus anciens ne seront par exemple pas compatibles avec les fréquences de 5 GHz. C’est d’ailleurs la raison pour laquelle de nombreux routeurs utilisent une technologie dite de dualband.
Qu'est-ce que le dualband ?
La technologie dualband est une technologie utilisée notamment par la majorité des équipements Wi-Fi d’aujourd’hui. Chaque routeur peut effectivement utiliser la fréquence 5 GHz, 2,4 GHz ou les deux en même temps. C’est là qu’intervient la technologie dualband. Elle permet au routeur internet d’envoyer et de recevoir des informations sur les deux fréquences à la fois. Cela permet également d’optimiser le Wi-Fi pour chaque appareil. Les appareils les plus récents, compatibles avec la fréquence 5 GHz, l’utilisent quand les appareils plus anciens se destinent à la fréquence 2,4 GHz.
Les termes techniques ayant été explicités, il est temps de rentrer dans le vif du sujet. Chaque norme possède des caractéristiques qui lui sont propres. Il faut noter qu’une norme antérieure n’est pas forcément obsolète.
Chaque norme Wi-Fi répond à des besoins différents en fonction de l’utilisateur. Ce n’est pas parce qu’une norme est ancienne qu’elle est systématiquement désuète. De plus, certaines normes Wi-Fi comme la 802.11ah ou la 802.11ax sont performantes, mais que dans certains cas très précis. Il est donc nécessaire de trouver une application concrète et optimisée pour chaque norme Wi-Fi existante.
Les deux premières normes Wi-Fi nommées 802.11a et 802.11b sont relativement similaires à quelques exceptions près. Il s’agissait des premières normes WiFi destinées au grand public et permettant d’avoir accès à Internet chez soi. Les premiers routeurs et modems domestiques se calquaient donc naturellement sur ces deux normes.
La norme 802.11a, ou WiFi 1 était plutôt destinée aux entreprises. Effectivement, elle utilisait la bande de fréquences 5 GHz, ce qui signifiait donc qu’elle pouvait laisser passer un plus grand nombre d’informations à la fois. Le signal était également plus résistant aux obstacles et aux interférences. Cela expliquait donc son débit potentiel maximum de 54 Mb/s. La portée du signal s’élevait à environ 35 mètres. Il s’agissait de la norme la plus utilisée. Il aura fallu attendre 2009 et la norme 802.11n pour dépasser ces 54 Mb/s maximum.
La norme 802.11b était plutôt destinée aux particuliers. Elle présentait une portée similaire à celle de la norme 802.11a, à savoir 35 mètres. Cependant, elle présentait un débit moindre. Il s’élevait à 11 Mb/s maximum. Cela était notamment dû à l’utilisation de la bande fréquence 2,4 GHz. Unefréquence plus petite qui laisse donc passer moins d’information, mais permettant une plus grande portée, un axe qui a d’ailleurs été travaillé par la suite avec la norme suivante.
Sortie en 2003, la norme 802.11g, ou Wi-Fi 2, peut être présentée comme la fusion entre le meilleur des deux normes WiFi a et b. À savoir une portée étendue à 40 mètres grâce à la fréquence 2,4 GHz, mais un débit qui reste malgré tout de 54 Mb/s maximum. Cette norme a permis au grand public de goûter pour la première fois au haut débit, principale différence entre ADSL et fibre optique.
Les normes 802.11 a, b et g : des protocoles dépassés
Bien que les normes 802.11 a, b et g ont été très utiles pas le passé, elles sont aujourd’hui obsolètes. Leurs caractéristiques sont effectivement dépassées. De nos jours, la plupart des équipements utilisent le Wi-Fi 5, voire le Wi-Fi 6. Ces dernières sont effectivement bien plus efficaces et adaptées aux usages actuels.
La principale différence des normes Wi-Fi mise au point à partir de 2009 est l’utilisation des deux bandes de fréquence 2,4 GHz et 5 Ghz. La norme 802.11n permettait ainsi d’allouer une bande passante en fonction de l’utilisation de chaque appareil. Par exemple, un ordinateur nécessitant une meilleure connexion allait se voir allouer la bande passante en 5 Ghz, et donc bénéficier d’un meilleur débit, là où un téléphone naviguant sur Internet allait se retrouver sur la bande passante 2,4 GHz, permettant ainsi une meilleure portée, pour pouvoir se déplacer, mais un débit légèrement plus faible.
802.11n est la première norme à donner accès au haut débit et au très haut débit. Effectivement, les technologies d’Internet fixe évoluant durant les années 2000 et 2010, la norme 802.11n a donc permis d’atteindre des débits pouvant grimper jusqu’à 288 Mb/s sur 70 mètres grâce à la fréquence 2,4 GHz et 600 Mb/s sur 35 mètres grâce à la fréquence 5 GHz.
Autre nouveauté présente sur la norme 802.11n, la bande élargie. Jusque-là, les bandes de fréquences de 2,4 GHz ou de 5 GHz possédaient une largeur de 20 MHz. Cependant, une bande plus large signifie une meilleure circulation de l’information et donc un débit plus élevé. C’est la raison pour laquelle la version n de la norme 802.11 pouvait doubler la largeur de sa bande passante et monter à 40 MHz. Permettant ainsi de doubler le flux d’information qui circule.
La norme 802.11ac est l’une des plus utilisées encore à l’heure actuelle. Elle permet d’atteindre un débit maximum de 1300 Mb/s, voire de 2600 Mb/s en utilisant le spectre de fréquence de 160 MHz. Sa portée de 35 mètres est due à son positionnement sur la fréquence 5 Ghz. La fréquence 2,4 GHz n’est ainsi plus au rendez-vous.
La technologie Beamforming a également émergé avec la norme 802.11ac. Elle permet notamment de concentrer et orienter le signal dans une seule direction. Jusque-là le signal s’étendait de manière continue et égale dans toutes les directions. Le fait de renforcer la direction prise par le signal permet donc d’augmenter le débit. Cette technologie permet donc de booster sa connexion WiFi en évitant les pertes de données et les interférences.
À quoi correspond le sigle MIMO ?
Le sigle MIMO pour Multiple Inputs, Multiple Outputs ou entrées multiples et sorties multiples est une technologie utilisée par les routeurs. Avec plusieurs antennes, un routeur peut émettre, et recevoir des données depuis plusieurs appareils. Un seul appareil peut quant à lui recevoir deux fois plus de données.
Les trois dernières normes abordées par MaPetiteBox sont des normes WiFi particulières. Certaines possèdent un énorme débit, quand d’autres affichent une très longue portée. Ces normes existent et sont opérationnelles, mais peinent encore à trouver une réelle utilité. Il est cependant possible qu’à long terme, une application spécifique se trouve pour chacune d’entre elle. Ces technologies ne se destinent pas encore au grand public et possèdent des applications plus spécifiques notamment dans l’industrie par exemple.
Les débits des normes Wi-Fi 802.11ad, ah et ax ?
Voici ce que permettent les dernières normes Wi-Fi :
La norme WiFi 802.11 ad a été approuvée en 2012. Utilisant la bande de fréquence des 60 Ghz, elle permet donc une circulation rapide des données, mais possède une portée très limitée. Effectivement, elle permet d’atteindre un débit maximum de 6,75 Gb/s. En contrepartie, elle est très sensible aux interférences et possède une faible portée de 10 mètres. Il est difficile d’imaginer son utilisation par tous. Cependant, à long terme, elle pourrait par exemple remplacer nos câbles HDMI.
Le protocole 802.11 ah peut être considéré comme l’extrême inverse de la norme 802.11 ad. Cette dernière se déploie sur la fréquence des 0,9 GHz. Comme expliqué plus haut, une fréquence basse permet d’atteindre une grande portée, mais propose un débit assez faible. La norme 802.11ah n’échappe pas à cette règle car, elle propose un débit de 8 Mb/s seulement. Cependant, sa portée s’élève à 100 mètres. Là encore, elle ne possède que très peu d’applications concrètes. À long terme, c’est grâce à cette norme spécifique que les maisons intégralement connectées pourraient émerger et devenir plus courantes et performantes.
Dernière norme abordée, la version 802.11 ax, ou WiFi 6. Il s’agit de la norme la plus récente car opérationnelle depuis 2019. Avec son débit maximum de 10 Gb/s et sa portée de 35 mètres, il s’agit de la norme privilégiée par les derniers smartphones. Là encore, cette norme utilise les deux bandes de fréquence 2,4 GHz et 5 GHz. Il s’agit donc d’une norme polyvalente pour les ordinateurs comme les smartphones.
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