Le WiFi

Si vous ne savez pas ce que c'est, alors c'est que vous arrivez directement de Mars...

Wi-Fi (Wireless Fidelity, non officiel, mais bon, ça rappelle le HiFi de dans le temps) est un ensemble de protocoles de communication sans fil régis par les normes du groupe IEEE 802.11. Un réseau Wi-Fi permet de relier sans fil plusieurs appareils informatiques (ordinateur, routeur, décodeur Internet, etc.) au sein d'un réseau informatique afin de permettre la transmission de données entre eux.

Les normes IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11), qui sont utilisées internationalement, décrivent les caractéristiques d’un réseau local sans fil (WLAN). La marque déposée « Wi-Fi » correspond initialement au nom donné à la certification délivrée par la Wi-Fi Alliance (« Wireless Ethernet Compatibility Alliance », WECA), organisme ayant pour mission de spécifier l’interopérabilité entre les matériels répondant à la norme 802.11 et de vendre le label « Wi-Fi » aux matériels répondant à leurs spécifications. 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 (c’est du moins le cas en France, en Espagne, au Canada, en Tunisie…). Ainsi, un réseau Wi-Fi est en réalité un réseau répondant à la norme 802.11. Dans d’autres pays (en Allemagne, aux États-Unis par exemple) de tels réseaux sont correctement nommés WLAN (Wireless LAN).

Evidemment que les européens ont fait aussi leur norme de leur coté, l'HiperLAN et HiperLAN2, mais bon, 802.11h a fait un rapprochement vers cette norme, mais ceci dit, c'est 802.11 qui domine.

Pour résumer, le WiFi, c'est de l'Ethernet sans fil.

Cependant, c'était trop simple: un amendement spécifique pour les communications concernant les véhicules, la 802.11p, a été édité, et n'utilise pas la bande traditionnelle des 2.4 GHz pour le WiFi classique.

Les fréquences, débits et portées

Protocole Date de normalisation Fréquence Taux de transfert
(Typ)
Taux de transfert
(Max)
Portée (Intérieur) Portée (Extérieur)
Legacy 1997 2.4-2.5 GHz 1 Mbit/s 2 Mbit/s ? ?
802.11a 1999 5.15-5.35/5.47-5.725/5.725-5.875 GHz 25 Mbit/s 54 Mbit/s ~25 m ~75 m
802.11b 1999 2.4-2.5 GHz 6.5 Mbit/s 11 Mbit/s ~35 m ~100 m
802.11g 2003 2.4-2.5 GHz 25 Mbit/s 54 Mbit/s ~25 m ~75 m
802.11n 2009 2.4 GHz ou 5 GHz 200 Mbit/s 540 Mbit/s ~50 m ~125 m
802.11y Mars 2008 3.7 GHz 23 Mbit/s 54 Mbit/s ~50 m ~5000 m

Les différentes normes

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'améliorer le débit (c'est le cas des normes 802.11a, 802.11b, 802.11g et 802.11n, appelées normes 802.11 physiques) ou de spécifier des détails de sécurité ou d'interopérabilité.

Norme Nom Description
802.11a Wi-Fi 5 La norme 802.11a (baptisée Wi-Fi 5) permet d'obtenir un haut débit (dans un rayon de 10mètres: 54 Mbit/s théoriques, 27 Mbit/s réels). La norme 802.11a spécifie 52 canaux de sous-porteuses radio dans la bande de fréquences des 5 GHz (bande U-NII = Unlicensed - National Information Infrastructure), huit combinaisons, non superposées, sont utilisables pour le canal principal. La modulation utilisable est, au choix: 16QAM, 64QAM, QPSK ou BPSK.
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 (en théorie) dans un environnement dégagé. La plage de fréquences utilisée est la bande des 2,4 GHz (Bande ISM = Industrial Scientific Medical) avec, en France, 13 canaux radio disponibles dont 3 au maximum non superposés (1 - 6 - 11, 2 - 7 - 12, ...). La modulation utilisable est, au choix: CCK, DBPSK ou DQPSK.
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 fréquences 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 termes de bande passante et de délai de transmission de 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.

802.11g   La norme 802.11g offre un haut débit (54 Mbit/s théoriques, 25 Mbit/s réels) sur la bande de fréquences 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 compatibles avec les réseaux existants qui sont souvent encore en 802.11b. Le principe est le même que celui de la norme 802.11a puisqu'on utilise ici 52 canaux de sous-porteuses radio mais cette fois dans la bande de fréquences des 2,4 GHz. Ces sous-porteuses permettent une modulation OFDM autorisant de plus hauts débits que les modulations classiques BPSk, QPSK ou QAM utilisés par la norme 802.11a.

Cette modulation OFDM étant interne à l'une des 14 bandes 20 MHz possibles, il est donc toujours possible d'utiliser au maximum 3 de ces canaux non superposés (1 - 6 - 11, 2 - 7 - 12, ...) et ce, par exemple, pour des réseaux différents.

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 réglementation européenne en matière de fréquences 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 standards 802.11a, 802.11b et 802.11g.
802.11IR   La norme 802.11IR a été élaborée de manière à utiliser des signaux infra-rouges. Cette norme est désormais dépassée techniquement, et elle marche sur les plates-bandes à l'IrDA.
802.11j   La norme 802.11j est à la réglementation japonaise ce que le 802.11h est à la réglementation européenne.
802.11n WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) ou TGn Sync La norme 802.11n est disponible depuis le 11 septembre 2009. Le débit théorique atteint les 300 Mbit/s (débit réel de 100 Mbit/s dans un rayon de 100 mètres) grâce aux technologies MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) et OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). En avril 2006, des périphériques à la norme 802.11n commencent à apparaître basés sur le Draft 1.0; le Draft 2.0 est sorti en mars 2007, les périphériques basés sur ce brouillon seraient compatibles avec la version finale du standard. Des équipements qualifiés de «pré-N» sont disponibles depuis 2006: ce sont des équipements qui mettent en oeuvre une technique MIMO d'une façon propriétaire, sans rapport avec la norme 802.11n.

Le 802.11n a été conçu pour pouvoir utiliser les fréquences 2,4 GHz ou 5 GHz. Les premiers adaptateurs 802.11n actuellement disponibles sont généralement simple-bande à 2,4 GHz, mais des adaptateurs double-bande (2,4 GHz ou 5 GHz, au choix) ou même double-radio (2,4 et 5 GHz simultanément) sont également disponibles. Le 802.11n saura combiner jusqu'à 8 canaux non superposés, ce qui permettra en théorie d'atteindre une capacité totale effective de presque un gigabit par seconde.

802.11s Réseau Mesh La norme 802.11s est actuellement en cours d'élaboration. Le débit théorique atteint aujourd'hui 10 à 20 Mbit/s. Elle vise à implémenter la mobilité sur les réseaux de type Ad-Hoc. Tout point qui reçoit le signal est capable de le retransmettre. Elle constitue ainsi une toile au-dessus du réseau existant. Un des protocoles utilisé pour mettre en oeuvre son routage est OLSR.
802.11u La norme 802.11u a été adoptée le 25 février 2011. Elle vise à faciliter la reconnaissance et la sélection de réseaux, le transfert d'informations en provenance de réseaux externes, en vue de permettre l'interopérabilité entre différents fournisseurs de services payants ou avec des hot-spots 2.0. Elle définit aussi des normes en termes d'accès à des services d'urgence. A terme, elle doit entre autres faciliter le délestage des réseaux 3G de téléphonie mobile.
802.11v La norme 802.11v a été adoptée le 2 février 2011. Elle décrit des normes de gestion des terminaux en réseau: reportings, gestion des canaux, gestion des conflits et interférence, service de filtrage du trafic...
802.11ac Amélioration du débit et de la couverture IEEE 802.11ac est un standard de transmission sans fil en cours de développement qui permettra une connexion sans fil haut débit en dessous de 6 GHz (ce qui est communément connu comme la bande des 5 GHz). Les canaux attendus offriraient 500Mbps chacun, soit jusqu'à 8Gbps de débit pour un flux grâce au multiplexage. La ratification est attendue pour fin 2012 à fin 2013.

En 2007, la plupart des principaux amendements à la norme 802.11 (a,b,d,e,g,h,i,j) ont été directement intégrés dans la norme par le groupe IEEE 802.11ma et sont disponibles sous la forme d'un unique document.


  • La Wi-Fi Alliance
  • La page d'accueil IEEE 802.11 (en anglais).
  • Wikipedia WiFi.

  • 802.11p pour le transport

    Un amendement un peu particulier à la 802.11 est celui relatif à la communication pour le transport, en particulier les échanges entre les véhicules rapides et entre les véhicules et les infrastructures routières. L'IEEE 1609 et l'ITS G5 en Europe s'appuient sur la 802.11p. Il a été publié le 15 juillet 2010.

    La 802.11p opère dans la bande de fréquence des 5.9 GHz (5.850 à 5.925 GHz) avec des espacements de canaux de 5, 10 et 20 MHz pour les Etats_Unis et l'Europe.

    Une particularité est la possibilité d'utiliser une wildcard (tous les bit à 1) pour ne pas avoir à attendre une association et identification, du fait que les communications seront souvent de très courtes durées. Une autre particularité est la synchronisation des horloges entre stations, avec le temps universel UTC comme référence.

    Il n'est pas certain que les allocations de bandes soient identiques aux USA et en Europe, mais cependant les bandes seront suffisamment proches pour que le même matériel (antenne) soit employé.

  • Wikipedia 802.11p (anglais).