|
Le WiFi
Le WiFi est une technologie de réseau de communication sans fil, basée
sur la norme IEEE 802.11, mise en place pour fonctionner en réseau
interne, et, depuis quelques années, devenue un moyen d'accès à haut
débit à Internet.
Le nom WiFi 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. Le terme WiFi est largement connu pour être
la contraction de Wireless Fidelity, même si, au départ, ce nom n’avait
aucun sens précis, ayant pour seul but marketing de diffuser un terme
populaire pour la norme IEEE 802.11b.
Grâce au wifi, il est possible de créer des réseaux locaux sans fil à
haut débit. Dans la pratique, il permet de relier des ordinateurs
portables, des assistants personnels (PDA), des objets communicants ou
même des périphériques à une liaison haut débit (de 11 Mbit/s en 802.11b
à 54 Mbit/s en 802.11a/g) sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres
en intérieur. Dans un environnement ouvert, la portée peut atteindre
plusieurs centaines de mètres, voire, dans des conditions optimales,
plusieurs dizaines de kilomètres (WiMax).
Grâce à cela, des fournisseurs d'accès Internet ont pu commencer à
irriguer des zones à forte concentration d'utilisateurs (gares,
aéroports, hôtels, trains, etc.) avec des réseaux sans fil connectés à
Internet. Ces zones ou point d'accès sont appelées bornes WiFi et en
anglais « hot spots ».
Partage de la bande de fréquences
Le WiFi utilise une bande de fréquence étroite dite ISM
(Industrielle – Scientifique – Médicale), de 2,4 à 2,4835 GHz, divisée
en 13 canaux possédant chacun une largeur spectrale de 22MHz. Ce type de
bande de fréquence partagée avec d'autres colocataires conduit à des
interférences, brouillages, causés par les fours à micro-ondes, les
transmetteurs domestiques, les relais, la télémesure, la télémédecine,
les caméras sans fil et les émissions de télévision amateur, etc.
Inversement, certains systèmes comme la technologie
RFID
commencent à fusionner avec le WiFi afin de bénéficier de
l'infrastructure déjà en place.
Les canaux se recouvrant largement, il est nécessaire
de s'en tenir aux canaux 1 (2,412 GHz), 6 (2,437 GHz) et 11 (2,462 GHz /
canal généralement utilisé par défaut), si on veut éviter de causer et
subir des interférences radio. Utiliser exactement le même canal qu'un
autre point d'accès WiFi présente évidemment l'inconvénient de devoir
partager la bande passante, mais offre l'avantage de permettre aux
mécanismes de détection de collisions de paquets de fonctionner. En
revanche, plusieurs émetteurs accordés sur des canaux se recouvrant
partiellement subiront les émissions des autres comme des parasites
radioélectriques, sans que la collision des paquets puisse être évitée.
Il s'en suivra des erreurs de transmission
La puissance maximale autorisée (interne/externe) ou
« PIRE » (puissance isotrope rayonnée équivalente) est de 100 mW, sauf
pour les canaux 10 à 13, où elle est limitée à 10 mW en exterieur
Le spectre 2,4 à 2,45 GHz (canaux 1 à 8) est également
partagé avec les radioamateurs, ce qui peut éventuellement handicaper
l'exploitation du WiFi, ces derniers disposant d'un droit d'usage
prioritaire mais surtout à des puissances plus élevées, de l'ordre de
quelques dizaines de watts. Les canaux 1, 5, 9 et 13 sont utilisés par
les transmetteurs et les caméras sans fil analogiques, fréquences
également à éviter. La fréquence 2,45 GHz est celle des fours à
micro-ondes encombrant plus ou moins les canaux WiFi 9 et 10.
On en déduit que les portions de spectre sont plutôt
réduites, et donc le choix du canal 11 comme canal prioritaire à
utiliser n'est pas le fruit du hasard.
Les antennes WiFi
Il existe 5 principales catégories d’antenne 2,4 GHz
utilisées pour le WiFi et par les radioamateurs et les différentes
applications dans la bande ISM.
Le dipôle
C’est l’antenne tige basique (1/4 d’onde) la plus
rencontrée. Elle est omnidirectionnelle,dédiée à la desserte de
proximité, de gain 0 dBd, et fonctionnant en polarisation V.
L’antenne tige
extérieure
Souvent installée sur le toit, elle est également
omnidirectionnelle, fonctionne en polarisation V, et son gain allant de
7 à 15 dBi est lié à sa dimension verticale pouvant atteindre 2 m.
L’antenne panneau
L’antenne panneau, appelée aussi antenne plate,
utilise une technologie interne de type antenne quad ou antenne patch.
Ce type d’antenne présente le meilleur rapport gain/encombrement et
aussi le meilleur rendement, d’environ 85 à 90 %. Le gain commence aux
alentours de 8 dBi (pour un encombrement de 8 × 8 cm) pour atteindre 21
dBi (45 × 45 × 4,5 cm). Au-delà de ce gain maximum, elle n'est plus
fabriquée, car des problèmes de couplage (pertes) entre les étages des
dipôles apparaissent, et il faudrait en plus envisager le doublement de
la surface.
L’antenne
parabolique
L’antenne type parabole pleine ou ajourée (grille)
voit son intérêt dans la recherche du gain obtenu à partir d’un diamètre
théorique d’approche.
Gain (dBi)
|
18 |
19 |
20 |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
28 |
29 |
30 |
Diamètre (cm) |
46 |
52 |
58 |
65 |
73 |
82 |
92 |
103 |
115 |
130 |
145 |
163 |
183 |
Le rendement de la parabole est moyen, 45-55 %. Le
volume de l'antenne, qui tient compte de la longueur du bracon, par
conséquent de la focale, est significatif. N'importe quelle parabole
(exemple : 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.
L’antenne à fentes
L’antenne à fentes se caractérise par son
développement vertical ou horizontal en forme de cornière, ou de guide
d'ondes, avec des fentes à dimensions et emplacement particuliers qui
sont fonctions de la fréquence. L'antenne à fentes est utilisée pour
réaliser des antennes sectorielles, c'est-à-dire possédant un gain
significatif sur un angle d'ouverture assez grand.
Les
applications
L’application actuelle la plus courante du WiFi est
l’Accès Sans Fil à Internet (ASFI). L’un des exemples les plus aboutis
d’ASFI se nomme Ozone : il s’agit d’un réseau construit sur la
technologie WiFi, permettant aux particuliers comme aux entreprises un
accès haut débit à Internet sans fil. Le réseau Ozone se déploie depuis
2003 sur Paris sous le nom OzoneParis, et se développe également
aujourd’hui sur Bruxelles et Rennes. Les utilisateurs peuvent, par
exemple, se connecter au réseau d’OzoneParis et accéder à Internet, mais
aussi bénéficier de tous les services liés à l'Internet (courriel,
téléphonie, téléphonie mobile, téléchargements etc.). Cet accès est
utilisable de façon fixe comme en situation de mobilité.
En parallèle des accès classiques de type « hot spot », le WiFi peut
être utilisé pour la technologie de dernier kilomètre dans les zones
rurales, couplé à des technologies de collecte de type satellite, fibre
optique, WiMAX ou liaison louée, et permettant ainsi le raccordement à
Internet de ces zones peu habitées.
Actuellement, des téléphones WiFi (GSM, PDA), utilisant la technologie
VoIP, commence à apparaître.
Rubrique rédigée
en août 2007 par Yoann Lelievre (INSA Rennes) pour le Groupe Régional de
Recherche en Micro-ondes (G2RM).
Haut de page
|