Wi-Fi

Exemple d'application du Wi-Fi:impressionsans fil.

Le (ou la)Wi-Fi,aussi orthographiéwifi,est un ensemble deprotocoles de communicationsans filrégi par les normes du groupeIEEE 802.11(ISO/CEI 8802-11). Un réseau Wi-Fi permet de relier parondes radioplusieursappareils informatiques(ordinateur,routeur,smartphone,modemInternet,etc.) au sein d'unréseau informatiqueafin de permettre la transmission de données entre eux.

Apparues pour la première fois en 1997, les normesIEEE802.11 (ISO/CEI 8802-11), qui sont utilisées internationalement, décrivent les caractéristiques d’unréseau local sans fil(WLAN). Lamarque déposée « Wi-Fi »correspond initialement au nom donné à la certification délivrée par laWi-Fi Alliance(«Wireless Ethernet Compatibility Alliance», WECA), organisme ayant pour mission de spécifier l’interopérabilitéentre les matériels conformes à la norme 802.11 et de vendre le label « Wi-Fi » aux matériels répondant à ses spécifications. Pour des raisons de facilité d’usage (et demarketing) le nom de la norme se confond aujourd’hui avec le nom de la certification (c’est le cas enFrance,enEspagne,auCanada,enSuisse,enTunisie…). Ainsi, un réseau Wi-Fi est en réalité un réseau répondant à une des normesIEEE 802.11.Dans d’autres pays (AllemagneetÉtats-Unispar exemple) de tels réseaux sont aussi nommés par le terme générique WLAN:WirelessLAN(réseau local sans fil).

Grâce aux normes Wi-Fi, il est possible de créer des réseaux locaux sans fil à haut débit. En pratique, le Wi-Fi permet de relier dessmartphones,ordinateurs portables,desobjets connectésou autres périphériques à une liaison haut débit. Les débits se sont accrus avec les nouvelles normes Wi-Fi. Voici les débits maximums théoriques (et réels) pour les principales normes: 11Mbit/s(6Mbit/s) en802.11b(1999), 54Mbit/s(25Mbit/s) en802.11a(1999) et802.11g(2003), 600Mbit/sen802.11n(2009),1,3Gbit/sen802.11ac(Wi-Fi 5,2013) et 10,5Gbit/sen802.11ax(Wi-Fi 6,2021).

Historique

Emetteur Wi-Fi

LeWi-Fiest un ensemble de normes concernant lesréseaux sans filqui ont été mises au point par legroupe de travail 11du comité denormalisationLAN/MANde l'IEEE(IEEE 802). Sa première norme est publiée en 1997, et permet des échanges à une vitesse théorique de 2Mbit/s.Le protocole se développe en 1999, avec la publication des amendementsIEEE 802.11aet802.11b,permettant respectivement des transferts de 54Mbit/set 11Mbit/sthéoriques.

Le terme « Wi-Fi »

Logo de la Wi-Fi Alliance.

Le terme « Wi-Fi » suggère la contraction de «Wireless Fidelity», par analogie au terme «Hi-Fi» pour «High Fidelity» (apparu dans lesannées 1930). Cependant, bien que laWi-Fi Allianceait elle-même employé fréquemment ce terme dans divers articles de presse internet (notamment dans le slogan«The Standard for Wireless Fidelity»), selon Phil Belanger, membre fondateur de la Wi-Fi Alliance, le terme « Wi-Fi » n'a jamais eu de réelle signification.Il s'agit bien néanmoins d'un jeu de mots avec « Hi-Fi ».

Le terme « Wi-Fi » est issu de laWi-Fi Alliance,une association créée en 1999;il a été inventé par la sociétéInterbrand,spécialisée dans la communication de marque, afin de proposer un terme plus attractif que la dénomination technique « IEEE 802.11b Direct Sequence ».Interbrandest également à l'origine du logo rappelant le symbole duYīn et du Yang.La marque Wi-Fi a été déposée en France à l'Institut national de la propriété industrielle(INPI) enjuin 2000.

Genre du nom en français

Le Grand Dictionnaire terminologiquenote que« l'usage a hésité un temps entre le masculin et le féminin, mais a finalement penché vers le masculin ».

LeLarousse,leMultidictionnaire de la langue françaiseetUsitoconsidèrent le mot comme uniquement masculintandis queLe Grand Robertle considère masculin ou féminin.

Technique

Carte Wi-Fi Gigabyte GC-WB867D-I de 2018.

Structure (couches du protocole)

Les normes 802.11 s’attachent à définir les couches basses dumodèle OSIpour une liaison sans fil utilisant desondes électromagnétiques,c’est-à-dire:

• lacouche physique(notée parfois couche PHY), proposant quatre types de codage de l’information;
• lacouche liaisonde données, constituée de deux sous-couches:
  • le contrôle de la liaison logique (Logical Link Control,ou LLC);
  • le contrôle d’accès au support (Media Access Control,ou MAC).

La couche physique définit la modulation desondes radioélectriqueset les caractéristiques de la signalisation pour la transmission de données, tandis que la couche liaison de données définit l’interface entre lebusde la machine et la couche physique, notamment une méthode d’accès proche de celle utilisée dans le standardEthernetet les règles de communication entre les différentes stations. Les normes 802.11 proposent donc en réalité trois couches (une couche physique appelée PHY et deux sous-couches relatives à la couche liaison de données du modèle OSI), définissant des modes de transmission alternatifs que l'on peut représenter de la manière suivante:

Couche liaison de données	802.2(LLC)
	802.11 (MAC)
Couche physique (PHY)	DSSS FHSS OFDM Infrarouge

Il est possible d’utiliser n’importe quel protocole de transport basé surIPsur un réseau 802.11 au même titre que sur un réseau Ethernet.

Modes de mise en réseau

Il existe différents modes de mise en réseau:

Le mode « Infrastructure »

Mode qui permet de connecter les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi entre eux via un ou plusieurs points d’accès (PA) qui agissent comme desconcentrateurs(exemple: répéteur oucommutateuren réseau Ethernet). Autrefois ce mode était essentiellement utilisé en entreprise. Dans ce cas, la mise en place d’un tel réseau oblige de poser à intervalles réguliers des bornes « Point d’accès » (PA) dans la zone qui doit être couverte par le réseau. Les bornes, ainsi que les machines, doivent être configurées avec le même nom de réseau (SSID=Service Set IDentifier) afin de pouvoir communiquer. L’avantage de ce mode, en entreprise, est de garantir un passage obligé par le Point d’accès: il est donc possible de vérifier qui accède au réseau. Actuellement lesFAI,les boutiques spécialisées et les grandes surfaces fournissent aux particuliers des routeurs sans fil qui fonctionnent en mode « Infrastructure », tout en étant très faciles à configurer.

Le mode «Ad hoc»

Mode qui permet de connecter directement les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi, sans utiliser un matériel tiers tel qu’un point d’accès (enanglais:Access Point,ou AP). Ce mode est idéal pour interconnecter rapidement des machines entre elles sans matériel supplémentaire (exemple: échange de fichiers entre portables dans un train, dans la rue, au café…). La mise en place d’un tel réseau consiste à configurer les machines en mode « Ad hoc » (au lieu du mode « Infrastructure »), la sélection d’un canal (fréquence), d’un nom de réseau (SSID) communs à tous et si nécessaire d'une clé de chiffrement. L’avantage de ce mode est de s’affranchir de matériels tiers, c'est-à-dire de pouvoir fonctionner en l'absence de point d'accès. Des protocoles deroutage dynamique(exemples:OLSR,AODV…) rendent envisageable l'utilisation de réseaux maillés autonomes dans lesquels la portée ne se limite pas à ses voisins (tous les participants jouent le rôle du routeur).

Le mode « Pont » («Bridge»)

Un point d'accès en mode « Pont » sert à connecter un ou plusieurs points d'accès entre eux pour étendre un réseau filaire, par exemple entre deux bâtiments. La connexion se fait au niveau de la couche 2OSI.Un point d'accès doit fonctionner en mode « Racine » («Root Bridge», généralement celui qui distribue l'accès Internet) et les autres s'y connectent en mode «Bridge» pour ensuite retransmettre la connexion sur leur interface Ethernet. Chacun de ces points d'accès peut éventuellement être configuré en mode « Pont » avec connexion de clients. Ce mode permet de faire un pont tout en accueillant des clients comme le mode « Infrastructure ».

Le mode « Répéteur » («Range-extender»)

Un point d'accès en mode « Répéteur » permet de répéter un signal Wi-Fi plus loin (par exemple pour atteindre un fond de couloir en « L »). Contrairement au mode « Pont », l'interface Ethernet reste inactive. Chaque « saut » supplémentaire augmente cependant le temps de latence de la connexion. Un répéteur a également une tendance à diminuer le débit de la connexion. En effet, son antenne doit recevoir un signal et le retransmettre par la même interface ce qui en théorie divise le débit par deux.

Les différentes normes Wi-Fi

Le standard IEEE 802.11 est initialement publié en 1997, et offre des débits de 1 ou 2Mbit/s(Wi-Fi est un nom commercial, et c’est par abus de langage que l’on parle de « normes » Wi-Fi). Des révisions ont ensuite été apportées à ce standard afin d’augmenter le débit, par le biais d'amendements (c’est le cas des amendements 802.11a, 802.11b, 802,11g,802.11n et 802.11ac) ou de spécifier des fonctions de sécurité ou d’interopérabilité. Régulièrement, les changements cumulés apportés par les amendements 802.11 sont regroupés en nouvelles versions du standard 802.11, qui sont identifiées par leur année de parution.Le tableau suivant présente les différentes versions du standard 802.11, ainsi que les principaux standards et amendements qu'ils incorporent:

Année de parution	Nom du standard	Statut	Principaux standards et amendements incorporés
1997	802.11-1997	Remplacé	-
1999	802.11-1999	Remplacé	-
2007	802.11-2007	Remplacé	802.11-1999, 802.11a, 802.11b, 802.11e, 802,11g
2012	802.11-2012	Remplacé	802.11-2007, 802.11n, 802.11p, 802.11s
2016	802.11-2016	Publié	802.11-2012, 802.11ac, 802.11ad

Le tableau suivant présente les principaux amendement du standard 802.11 et leur signification:

Amendement	Nom	Description
802.11a	«Wi-Fi 2»	L'amendement 802.11a est publié en 1999; il permet d’obtenir un haut débit (dans un rayon d'environ 10 mètres: 54Mbit/sthéoriques, 27Mbit/sréels) dans la bande de fréquence radioSHFdes 5GHz(bande U-NII =Unlicensed - National Information Infrastructure). L'amendement 802.11a spécifie 8canauxde 20MHz,non superposés, occupant la bande de 5,150 à 5,350GHz;chaque canal est subdivisé en 52 sous-porteuses(codageOFDM). La modulation utilisable estadaptative,en fonction des conditions radio: 16QAM,64QAM,QPSKouBPSK.
802.11b	«Wi-Fi 1»	L'amendement 802.11b était l'amendement Wi-Fi le plus répandu en base installée au début des années 2000. Elle propose un débit théorique crête de 11Mbit/s(6Mbit/sréels) avec une portée pouvant aller jusqu’à 300 mètres (en théorie) dans un environnement dégagé. La plage de fréquences utilisée est la bande des 2,4GHz(bande ISM=Industrial Scientific Medical) avec, en France,13 canaux radio disponiblesdont 3 au maximum non superposés (1 - 6 - 11, 2 - 7 - 12...). La modulation utilisable est, au choix: CCK, DBPSK ou QPSK.
802.11c	Pontage 802.11 vers 802.1d	L'amendement 802.11c n’a pas d’intérêt pour le grand public. Il s’agit uniquement d’une modification de l'amendement 802.1d afin de pouvoir établir un pont avec les trames 802.11 (niveauliaison de données).
802.11d	Internationalisation	L'amendement 802.11d est un complément au standard 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	L'amendement 802.11e vise à garantir unequalité de service(QoS) au niveau de la couche « liaison de données ». Cet amendement a pour but de prendre en compte les besoins des différents flux en termes de bande passante et dedélai de transmissionde manière à permettre, une meilleure transmission de la voix et de la vidéo. Une variante, dite WMM (WiFi Multimédia), qui inclut un sous ensemble de l'amendement 802.11e a été définie notamment pour laVoIP.
802.11f	Itinérance (roaming)	L'amendement 802.11f est une recommandation destinée aux vendeurs de points d’accès pour une meilleure interopérabilité des produits de fabricants différents. Elle propose le protocoleInter-Access point roaming protocolpermettant 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 présents dans l’infrastructure réseau. Cette possibilité est appeléeitinérance((en)roaming).
802.11g	«Wi-Fi 3» Amélioration du débit	L'amendement 802,11g,publié en 2003, offre un débit plus élevé (54Mbit/sthéoriques, 25Mbit/sréels) dans la bande de fréquence des 2,4GHz.L'amendement 802.11goffre une compatibilité ascendante avec l'amendement802.11b.Cette aptitude permet aux équipements de proposer le 802,11gtout en restant compatibles avec les réseaux existants 802.11b. Le principe est le même que celui de l'amendement 802.11a (bande des 5GHz), mais en utilisant13 canauxcomposés chacun de48 sous-porteusesradio et partiellement superposés, dans la bande de fréquences des 2,4GHz.Le 802,11gutilise un codageOFDMautorisant de plus hauts débits; chaque sous-porteuse utilise les modulations classiques BPSK,QPSKouQAMcomme dans l'amendement 802.11a. Le codage OFDM étant interne à chacun des treizecanaux de 22MHzpossibles (quatorze au Japon), il est donc possible d'utiliser au maximum, à plein débit, trois de ces canaux non superposés (1 - 6 - 11, 2 - 7 - 12,etc.)
802.11h		L'amendement802.11hvise à rapprocher le standard 802.11 du standard européen (Hiperlan2, d’où le « h » de 802.11h) et à être en conformité avec la réglementation européenne en matière de fréquences et d’économie d’énergie.
802.11i		L'amendement802.11ia pour objectif d’améliorer la sécurité des transmissions (gestion et distribution des clés, chiffrement et authentification). Cet amendement s’appuie sur l’AES(Advanced Encryption Standard) et propose l'authentification (WPA2) et un chiffrement des communications pour les transmissions utilisant les amendements 802.11a, 802.11b, 802,11get plus.
802.11IR		L'amendement802.11IRa été élaboré de manière à utiliser des signaux infra-rouges. Cet amendement est désormais dépassé techniquement.
802.11j		L'amendement802.11jest à la réglementation japonaise ce que le 802.11h est à la réglementation européenne.
802.11n	«Wi-Fi 4» WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) ou TGn Sync	Ajoute leMIMO(Multiple-Input Multiple-Output) et l'agrégation de porteusesqui augmentent le débit. Des équipements propriétaires, qualifiés de « pré-N » étaient disponibles depuis 2006. Le802.11na été conçu pour pouvoir utiliser les bandes de fréquences de 2,4GHzet/ou 5GHz.Les premiers adaptateurs 802.11n disponibles étaient souvent simple-bande à 2,4GHz,mais des adaptateurs double-bande (2,4GHzou 5GHz,au choix) ou double-radio (2,4GHzet 5GHzsimultanément) sont également disponibles. Le 802.11n sait combiner jusqu’à deux canaux de 20MHznon superposés, ce qui permet, en théorie d'atteindre une capacité totale théorique de 600Mbit/sdans la bande des 5GHz.
802.11r	Handover	L'amendement802.11r,publié en 2008, vise à améliorer la mobilité entre les cellules d'un réseau Wi-Fi et notamment de réduire le temps d'interruption d'une communication en cas dehandover:Il permet à un appareil connecté de basculer plus rapidement (moins d'une seconde) et de façon plus fluide d'un point d'accès au suivant.
802.11s	Réseau Mesh	L'amendement802.11svise à implémenter la mobilité sur les réseaux de typeAd-Hoc.Le débit théorique atteint 10 à 20Mbit/s.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 œuvre son routage estOLSR.
802.11u		L'amendement802.11ua été adopté le25 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. À terme, elle doit entre autres faciliter le délestage des réseaux 3G ou 4G de téléphonie mobile.
802.11v		L'amendement802.11va été adopté le2 février 2011.Elle décrit des règles de gestion des terminaux en réseau: reportings, gestion des canaux, gestion des conflits et interférence, service de filtrage du trafic...
802.11ac	«Wi-Fi 5» Amélioration du débit	IEEE 802.11ac est l'avant dernière évolution « grand public » du standard de transmission sans fil 802.11; elle permet une connexion Wi-Fi haut débit dans une bande de fréquences inférieure à 6GHz(communément appelée « bande des 5GHz»). Le 802.11ac offre jusqu'à 1 300Mbit/sde débit théorique, en utilisant des canaux de 80MHz,soit jusqu'à 7 Gbit/s de débit global dans la bande des 5GHz(de 5 170MHzà 5 835MHz). Cette amendement a été ratifié enjanvier 2014.
802.11ad	« WiGig » Amélioration du débit	Cet amendement utilise la bande de fréquences des 60GHz.Elle est donc non compatible avec les normes 802.11 précédentes et les équipements compatibles ont rencontré une faible diffusion.
802.11ah	Consommation d'énergie réduite	Cet amendement, publié enmai 2017,utilise la bande ISM des 900MHz.
802.11ax	«Wi-Fi 6/6E» Amélioration du débit et de la portée	IEEE 802.11ax est la dernière évolution « grand public » du standard de transmission sans fil 802.11. La publication de la version approuvée de ce futur amendement par le comité IEEE 802 était originellement prévue pournovembre 2020mais celle ci a finalement été repoussée àjanvier 2021.La norme a été ratifiée en février 2021 et la publication de la version finale a eu lieu le 19 mai 2021.
802.11ay		Évolution de l'amendement WiGig (802.11ad), avec la gestion de quatre flux sur la bande des 60GHz,duMIMOet des débits pouvant atteindre jusqu'à 100 Gb/s en théorie. Publication de l'amendement prévue en 2020.
802.11be	«Wi-Fi 7»

Linksys,la division grand public deCisco Systems,avait développé en 2006 la technologie SRX pour«Speed and Range Expansion»(« vitesse et portée étendue »). Celle-ci agrégeait le signal de deux canaux 802,11gpour doubler le taux de transfert des données. Le taux maximum de transfert des données via un réseau sans fil SRX400 dépassait alors les capacités des réseaux filairesEthernet10/100 que l’on utilisait en 2006 dans la plupart des réseaux.

Portée

En intérieur, la portée peut atteindre plusieurs dizaines de mètres (généralement entre une vingtaine et une cinquantaine de mètres) s'il n'y a aucun obstacle gênant (mur en béton par exemple) entre l’émetteur et l’utilisateur. Ainsi, desfournisseurs d’accès à Internetpeuvent établir un réseau Wi-Fi connecté à Internet dans une zone à forte concentration d’utilisateurs (gare, aéroport, hôtel, train,etc.). Ces zones ou points d’accès sont appelésbornes ou points d’accès Wi-Fi ou «hot spots».

En extérieur, l'actuel record est détenu par Ermanno Pietrosemoli, président de la Fondation de l’école Latino-américaine de Redes, avec une distance de 382km.

Historique de l'intégration

Unpoint d’accès (PA) Wi-Fiextérieur.

LesiBooksd’Applefurent, en 1999, les premiers ordinateurs à proposer un équipement Wi-Fiintégré (sous le nom d’AirPort), bientôt suivis par lereste de la gamme.D'autres ordinateurs commencent ensuite à être vendus avec des cartes Wi-Fi intégrées tandis que les plus anciens doivent s’équiper d’une carte Wi-Fi externe adaptée (PCMCIA,USB,CompactFlash,PCI,MiniPCI,etc.). À partir de 2003, on voit aussi apparaître des ordinateurs portables intégrant la plate-forme IntelCentrino,qui permet une intégration simplifiée du Wi-Fi.

LesPDAeurent également des cartes Wi-Fi intégrées dans la fin des années 1990, principalementPalm OSetWindows Mobile.

Controverses, risques et limites

Risque sanitaire

Le Wi-Fi apparaît pour la première fois en 1997quand naissent des interrogations sur l'impact des radiofréquences des téléphones mobiles, les antennes relais et autres sources de rayonnement sur la santé humaine ou les écosystèmes.Des débats scientifiques se sont multipliés autour dutéléphone mobile,puis des technologies radio reposant sur les micro-ondes, notamment les technologiesGSM,WiMAX,UMTS(la3G),HSDPA(la3G+), leLTE(4G) ou encore leDECTet le Wi-Fi.

Les ondes Wi-Fi sont maintenant presque omniprésentes dans l'environnement humain. Mais leur fréquence relativement élevée (2,4GHzet 5GHz)les font mal traverser les murs. En outre, la puissance des équipements Wi-Fi (~30mW) est en moyenne vingt fois moindre que celle des téléphones mobiles (~600mW).De plus, le téléphone est généralement tenu près du cerveau, ce qui n'est pas le cas de certains équipements émettant des ondes Wi-Fi (lesbox internetou les téléphones avec micro et écouteur filaires). À une dizaine de centimètres, la densité de puissance du signal est déjà fortement atténuée; pour uneantenne isotrope,elle estinversement proportionnelle au carré de la distance:

${P={\frac {\text{PIRE}}{4\pi D^{2}}}}$,

avecPIRE[W] = puissance isotrope rayonnée équivalente. Dans les deux cas (téléphone et Wi-Fi), il faut prendre en compte le fait qu'ils émettent24hsur 24ou pas, et si on passe beaucoup de temps près de la source.

Les « effets thermiques » des ondes Wi-Fi sont censées comporter un risque faible. Mais depuis le début des années 2010, une exposition croissante et presque constante des humains a justifié de nombreuses études nouvelles, dont certaines détectent des effets non-thermiques.

Certains organismes concluent qu'il n'y pas ou peu de risques sanitaires, dans le cadre d'une utilisation normale et avec des appareils qui respectent les normes de sécurité.

Santé Canada,sur le site du gouvernement canadien, affirme, tout en citant ses sources, qu'il n'y a aucun risque pour la santé associé aux champs électromagnétiques de radiofréquences émis par des appareils Wi-Fi utilisés à la maison, dans les écoles et dans certains endroits publics, à condition que ces derniers respectent les normes de sécurité.

Pour l'ANSES, il n'est pas nécessaire de durcir les seuils d'exposition de la population aux radiofréquences. Dans son avis de 2013, qui rassemble environ 300 études scientifiques, l'agence inclut également les systèmes Wi-Fi et WiMax. Cette dernière ne semble guère plus avancée qu'en 2009.

L'Agence de protection de la santé (Health Protection Agency) du Royaume-Uni affirme, sur la base des informations scientifiques actuelles (2013), qu'il n'existe à ce jour aucune preuve cohérente de l'impact néfaste sur la santé de la population générale de l'exposition aux signaux radiofréquences émis par le Wi-Fi et les réseaux locaux sans fil. Cette agence gouvernementale britannique ajoute que l'exposition aux équipements Wi-Fi est conforme aux lignes directrices internationales. De plus, selon elle, il n'y a aucune preuve cohérente des effets sur la santé liés à une exposition aux radiofréquences inférieure aux niveaux recommandés. L'agence ajoute également que rien ne justifie que les écoles et autres établissements n'utilisent pas d'équipements Wi-Fi. Enfin, elle souligne que, selon les connaissances actuelles, l'exposition aux radiofréquences provenant du Wi-Fi est probablement inférieure à celle des téléphones portables.

Dans une étude synthétisant l'état des recherches publiée en 2013, Kenneth Foster et John Moulder affirment qu'il n'existe pas de preuve de risques pour la santé sur le Wi-Fi.

En2018,Martin Pall(en)reproche aux auteurs de cette étude (qu'il juge proches de l'Industrie), d'avoir affirmé qu'il n'existait que sept études importantes sur le Wi-Fi, montrant toutes une absence d'effet. Or, selon Martin L. Pall« aucune de celles-ci n'était des études sur le Wi-Fi, chacune différant du Wi-Fi authentique de trois manières distinctes. F&M pouvaient tout au plus conclure qu'il n'y avait aucune preuve statistiquement significative d'un effet. Les petits nombres étudiés dans chacune de ces sept études liées à F&M montrent que chacune d'elles n'a pas le pouvoir de tirer des conclusions substantielles ».

Un article publié dans la même revue critique l'analyse de Martin L. Pall sur les sept effets potentiels de l'exposition au Wi-Fi. Pour l'auteur, l'analyse de Pall est biaisée car les effets ont été étudiés in vitro ou sur des animaux en laboratoire et non sur des êtres humains. De plus, les conclusions et le titre de l'article de Martin L. Pall ne sont pas appropriés.

Partage des bandes de fréquences

Le Wi-Fi utilise principalement les bandes de fréquence dites « industrielle, scientifique et médicale »,ISM,de 2,4 à 2,483 5GHzet de 5,150GHzà 5,850GHz,partagées avec d'autres types d'usages, ce qui peut conduire à des problèmes d'interférences et de brouillages causés par desfours à micro-ondes,destransmetteursdomestiques, des relais, la télémesure, la télémédecine, la télé-identification, lescaméras sans fil,leBluetooth,les émissions detélévision amateur(amateur TV ou ATV),etc.Inversement, des systèmes tels que laradio-identification(RFID) tendent à compléter les usages du Wi-Fi pour bénéficier de son infrastructure déjà en place, notamment pour lagéolocalistaion.

En Wi-Fi, il est recommandé de ne pas utiliser la même fréquence que celle utilisée par les voisins immédiats (collisions) et de ne pas utiliser une fréquence trop proche (interférences). Voir aussi laliste des canaux Wi-Fi.

Applications et usages du Wi-Fi

Téléphone utilisant la voix sur IP en Wi-Fi.

Cette technologie peut ouvrir les portes à un grand nombre d’applications pratiques. Elle peut être utilisée avec de l’IPv4,ou de l’IPv6,et permet le développement de nouveauxalgorithmesdistribués.

Les utilisateurs deshotspotspeuvent se connecter dans des cafés, des hôtels, des aéroports,etc.et accéder à Internet mais aussi bénéficier de tous les services liés à Internet (World Wide Web,courrier électronique,téléphonie(VoIP),téléphonie mobile(VoIP mobile),téléchargements,etc.). Cet accès est utilisable de façon fixe, mais parfois également en situation de mobilité (exemple: lehotspotdisponible dans les trains Thalys).

Moto-taxi duKenya,avec Wi-Fi.

LeshotspotsWi-Fi contribuent à constituer ce que l'on peut appeler un « réseaupervasif». En anglais, «pervasive» signifie « omniprésent ». Le réseaupervasifest un réseau dans lequel nous sommes connectés, partout, tout le temps si nous le voulons, par l’intermédiaire de nos objets communicants classiques (ordinateurs, téléphones) mais aussi, grâce à des objets multiples équipés d’une capacité de mémoire et d’intelligence: systèmes de positionnementGPSpour voiture, jouets, lampes, appareils ménagers,etc.Ces objets dits « intelligents » sont d’ores et déjà présents autour de nous et le phénomène est appelé à se développer avec le développement du réseaupervasif.À observer ce qui se passe au Japon, aux États-Unis mais aussi en France, l’objet communicantest un levier de croissance pour tout type d’industrie.

En parallèle des accès classiques de type hotspot, le Wi-Fi peut être utilisé pour la technologie de dernier kilomètre dans les zones rurales, couplé à des technologies de collecte de type satellite, fibre optique,WiMAXou liaison louée.

Les téléphones etsmartphonesWi-Fi (GSM,UMTS,DECT) utilisant la technologieVoIPsont devenus très courants.

Antennes Wi-Fi

Antennetige basique omnidirectionnelle à 2,4GHz.

Antennes omnidirectionnelles

Les antennes Wi-Fi à couverture omnidirectionnelles ou hémisphériques sont quantitativement les plus répandues; elles sont notamment utilisées dans leshotspots Wi-Fiet dans les smartphones. Dans ce groupe d'antennes plusieurs types existent:

• ledipôleressemblant à un stylo est l’antenne tige basique (¼ d’onde) la plus rencontrée. Il est omnidirectionnel, et est destiné à la desserte de proximité. Il équipe aussi certains modèles decaméras sans filnumériques Wi-Fi à 2,4GHz(conformes CE) permettant unePIRE(Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente) maximale autorisée de 100mW,20 dBm (D standard indicatif = 500mà vue).
• L’antenne colinéairesouvent installée sur les toits. Elle est omnidirectionnelle, son gain, 7 à 15 dBi, est lié à sa dimension verticale pouvant atteindre 2m.
• Lesantennes patch(plates) notamment utilisées dans les smartphones et lestablettes tactiles.

Les deux premiers types fonctionnent enpolarisationV; elles peuvent être considérées comme des antennes de stations d’accueil ou de base puisque compatibles avec un environnement 360°.

Antennes directionnelles

• L’antenne panneaupeut être intérieurement un réseau d’antenne quadou d’antenne patch,ou un réseau de dipôles. Legaincommence vers 8 dBi (8 × 8cm) pour atteindre 21 dBi (45 × 45 × 4,5cm). C’est l’antenne qui présente le meilleur rapport gain/encombrement et aussi le meilleur rendement, qui se situe autour de 85 à 90 %. Au-delà de ce gain maximum, elle est difficile à fabriquer, car surgissent des problèmes de couplage (pertes) entre étages des dipôles et il faudrait en plus envisager le doublement de la surface.

Le volume d’une antenne panneau est minimal.

• L’antenne typeparabolepleine ou ajourée (grille). Son intérêt d’emploi se situe dans la recherche du gain obtenu à partir d’un diamètre théorique d’approche suivant:
  • 18 dBi = 46cm;
  • 19 dBi = 52cm;
  • 20 dBi = 58cm;
  • 21 dBi = 65cm;
  • 22 dBi = 73cm;
  • 23 dBi = 82cm;
  • 24 dBi = 92cm;
  • 25 dBi = 103cm;
  • 26 dBi = 115cm;
  • 27 dBi = 130cm;
  • 28 dBi = 145cm;
  • 29 dBi = 163cm;
  • 30 dBi = 183cm.

Le rendement de la parabole est moyen, 45~55 %. Le volume de l’antenne, qui tient compte de la longueur du bracon (bras qui éloigne la tête de réception du réflecteur parabolique), donc de lafocale,est significatif.

Une parabole satellite (exemple TPS/CS sans tête 11-12GHz) est exploitable en Wi-Fi, à condition de prévoir une source adaptée: cornet, patch ou quad mono ou double,etc.

• L’antenne à fentesfournit un diagramme sectoriel.

Choix d’antenne

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

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

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 45cmet de l’autre une parabole d = 65cm.

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 généralement dotées deconnecteurs SMA,RP-SMA (reverse polarity SMA), ou N selon le constructeur. Cependant, les antennes à gain (exprimé en dBi ou en dBd) employées à l’émission (réception libre) doivent respecter la réglementation PIRE (puissance isotrope rayonnée équivalente).

Autres antennes

Il existe d’autres antennes, moins connues, et celles conçues par leswifistes,comme l’antenne cornet,lesantennes 2,5GHzde réalisation amateur,lesYagi,les cornières, les dièdres, les « discones »,etc.mais seules les tiges, les panneaux et les paraboles sont significativement utilisées.

Pour améliorer les échanges, il peut être monté au plus près de l’antenne unpréamplificateur d’antenne(RX) avec ou sans ampli de puissance mais toujours de type bidirectionnel.

Notes et références

Références

* Certains passages de cet article, ou d’une version antérieure de cet article, sont basés sur l’articleIntroduction au Wi-Fi (802.11)du site WebComment ça marche?.L’article d’origine porte la notice de copyright suivante: « © Copyright2003Jean-François Pillou - Hébergé par Web-solutions.fr. Ce document issu de CommentCaMarche.net est soumis à la licenceGNU FDL.Vous pouvez copier, modifier des copies de cette page tant que cette note apparaît clairement. »

Annexes

Articles connexes

• IEEE 802.11
• Liste des canaux Wi-Fi
• Antenne 2,5GHzamateur
• Comparaison de l'open-source des pilotes sans fil
• CraieFiti
• Gain d'antenne
• Liste des systèmes de transmission d'informations
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Liens externes

• Notices dans des dictionnaires ou encyclopédies généralistes:

  • Britannica
  • Den Store Danske Encyklopædi
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  • Hrvatska Enciklopedija
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  • Treccani
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