Principes de base du WiFi Partie 2: Normes et amendements via 802.11n
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Aujourd'hui, le WiFi est partout: cafés, restaurants, commerces, hôtels, salles de sport, etc. Nous pouvons y accéder depuis nos ordinateurs portables, tablettes et smartphones. À la maison, il peut y avoir des consoles de jeux, des appareils intelligents pour la maison et des décodeurs. J'ai plusieurs appareils ChromeCast. Ils transforment votre téléviseur en un périphérique de réseau sans fil qui vous permet de diffuser des films depuis votre ordinateur ou votre téléphone directement sur le téléviseur. Il est tellement omniprésent dans notre style de vie que nous n'y réfléchissons pas.
Information intéressante: j'ai beaucoup travaillé avec des chaînes hôtelières nationales et je peux vous dire qu'en 2012, le voyageur d'affaires moyen disposait de 2 appareils Wi-Fi connectés au réseau de l'hôtel. Aujourd'hui, ce nombre se situe entre 3 et 3,5 appareils par chambre. J'ai vu de nombreux hôtels se démener pour augmenter leur capacité en raison de la demande des clients.
Mais il n'y a pas si longtemps, le WiFi n'était utilisé que par les geeks et les grandes entreprises. Ceci est le deuxième article d'une série couvrant les bases du WiFi. Si vous avez manqué la première partie, Vérifiez le ici . Nous discuterons de l'évolution des différentes normes et amendements; leurs propriétés et capacités.
Au début, il y avait le 802.11-1997 la norme. La version originale était plus un précurseur du WiFi utilisable. La norme incluait le FHSS (spectre étalé à sauts de fréquence), le DSSS (spectre étalé à séquence directe) dans la bande 2,4 GHz, ainsi que l'infrarouge. La bande passante était limitée à 1 à 2 Mbps. La norme était définie de manière si vague qu'il existait de nombreux produits commerciaux pour lesquels l'interopérabilité était très difficile, voire impossible. Les plus populaires étaient les produits fabriqués par Proxim et Symbol (qui font maintenant partie de Motorola).
Le premier «vrai» WiFi: 802.11b
La plupart ne réalisent pas que les amendements 802.11a et 802.11b ont été publiés en même temps (1999). Nous parlerons d'abord du 11b car il repose sur la norme d'origine.
Tout d'abord, 11b utilise le DSSS qui étale la puissance du signal sur une bande de fréquences d'environ 22 MHz de large. L'avantage est l'augmentation des performances signal sur bruit par rapport aux méthodes précédentes. La deuxième amélioration majeure a été l'utilisation d'une technique de codage avancée appelée CCK (clé de code complémentaire). Le résultat a été une augmentation du débit à 11 Mbps ainsi qu'une amélioration des performances. Cela inclut également cette capacité à réduire le débit à 5,5, 2 et 1 Mbps si nécessaire.
11b était assez populaire. L'une des principales raisons a été la création de la WiFi Alliance. Cette organisation à but non lucratif a été créée en 1999 par plusieurs entreprises technologiques pour assurer l'interopérabilité des produits entre les fabricants.
802.11a était un peu comme le Edsel du WiFi, technologiquement en avance sur son temps, et personne ne le voulait.
Comme je l'ai mentionné, les amendements 11a et 11b ont été publiés en même temps. Mais, 11a a été proposé à l’origine plus tôt, d’où le «a» parce qu’il était le premier. Les spécifications 11a sont très différentes.
Premièrement, il utilise la bande 5 GHz; avec tous les avantages et inconvénients inhérents aux fréquences plus élevées.
Deuxièmement, l'utilisation de l'OFDM (multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence). Cette technique divise le canal RF en 64 sous-canaux (sous-porteuses), transmettant de plus petites quantités de données sur plusieurs sous-canaux simultanément. Le résultat est un débit allant jusqu'à 54 Mbps, avec la possibilité de passer à 48, 36, 24, 18, 12, 9 et 6 Mbps. Cela réduit également considérablement le problème des interférences dues aux trajets multiples. 11a n'est pas compatible avec 11b.
11a n'était pas très populaire, principalement en raison du coût. En règle générale, un équipement capable de fréquences plus élevées est plus coûteux à fabriquer.
Changeur de jeu: 802.11g
802.11g , sorti en 2003, a vraiment changé la donne. Fondamentalement, il combinait le meilleur des deux mondes. Il utilise la bande 2,4 GHz, ainsi que la technique de modulation OFDM supérieure; à des coûts proches de 11b appareils. Un inconvénient majeur était l'exigence de compatibilité ascendante; Les appareils 11g devaient pouvoir communiquer avec les appareils 11b. Cette capacité peut gravement affecter les performances de votre réseau WiFi; qui est un sujet à discuter dans un prochain article.
11g était extrêmement populaire. Il était responsable de l'explosion du WiFi sur le marché grand public. En fait, c'est à ce moment-là que de nombreux FAI ont commencé à inclure le WiFi dans leur équipement CPE (équipement client). Pour de nombreuses personnes, leur première expérience WiFi a été un routeur sans fil 11g. Le plus réussi a été le Linksys WRT54G, sorti à l'origine fin 2002. Cela s'explique en partie par la possibilité de personnaliser le micrologiciel; un autre sujet pour un prochain article.
802.11-2007 était un «cumul» de normes et d'amendements à ce jour. Il comprenait 11a, 11b et 11g. Il y avait d'autres amendements inclus qui ne sont pas directement liés à la discussion en cours.
Améliorations entrantes: 802.11n
802.11n publié en 2009 était très attendu. Il y avait une demande croissante pour de meilleures performances et plus de débit. Par exemple, en 2007, Netflix a introduit un service basé sur un abonnement pour diffuser la vidéo directement au consommateur. J'ai vu des estimations selon lesquelles la vidéo en streaming (principalement Netflix) est responsable de plus de 30% du trafic Internet aujourd'hui.
Une chose que la plupart des gens (même les férus de technologie) ne réalisent pas, c'est que le 11n est utilisé dans les bandes 2,4 et 5 GHz. À toutes fins pratiques, il s'agit d'un ensemble d'améliorations aux 11a et 11g existants.
Amélioration de la mise en œuvre de l'OFDM. Bien que le nombre de sous-porteuses soit resté le même, 11n en utilise davantage pour transporter des données; moins de sous-transporteurs dédiés au Pilot / Control / Management. Cela signifie plus de débit.
Ajout de la capacité MIMO (multi-input multiple-output). L'explication détaillée de MIMO prendrait à elle seule un article entier. En résumé, les appareils 11n ont la capacité de transmettre plusieurs flux de données (jusqu'à 4) en même temps. Chaque flux peut avoir jusqu'à 72 Mbps de débit.
Cela dépend de la conception de l'appareil spécifique. Chaque flux doit avoir au moins une antenne. C'est pourquoi vous voyez des appareils 11n avec de 1 à 6 antennes. La notation standard utilisée est 3x3: 3, par exemple. Cela indique 3 antennes d'émission, 3 antennes de réception et 3 flux spatiaux. En raison du coût, il y a très peu d'appareils 4x4: 4 sur le marché. Un dispositif à antenne unique n'est pas capable de MIMO; ce sont normalement les appareils très bon marché généralement marqués n150.
Collage de canal. Comme indiqué dans l'article précédent, 11n permet l'utilisation de jusqu'à 2 canaux, doublant essentiellement le débit.
Ajout de la formation de faisceau de base. Il s’agit d’un sujet très technique, je vais donc simplement résumer. La formation de faisceaux est une technique utilisée pour modifier l'amplitude et la phase du signal transmis afin qu'il crée une «interférence constructive» pour un destinataire spécifique. Le résultat est que même si 2 signaux ont été envoyés à partir de 2 antennes spatialement séparées, ils apparaissent comme un signal plus fort pour ce destinataire spécifique.
Avec toutes les améliorations ci-dessus, 11n est capable de: un débit de données brutes allant jusqu'à 600 Mbps, une zone de couverture de signal plus utilisable et une fiabilité de connexion améliorée.
Un projet d'amendement a été publié en 2007. Il était assez proche de ce que tout le monde pensait être le final, que de nombreux fabricants ont commencé à produire des dispositifs draft-n. Même si les entreprises et les entreprises étaient réticentes à s'engager dans un appareil draft-n, le marché grand public a rendu le 11n extrêmement populaire. Aujourd'hui, les appareils 11n sont la norme de facto partout.
802.11-2012 était un autre «cumul» de normes et d'amendements à ce jour. Il comprenait tout de 802.11-2007 plus 11n. Il y avait d'autres amendements inclus qui ne sont pas directement liés à la discussion en cours.
Notez que la modulation adaptative est utilisée pour optimiser les transmissions et les performances d'erreur. Tous les appareils WiFi (802.11a / b / g / n) sont capables de passer à une technique de modulation différente en fonction de la force du signal, des erreurs de transmission, des interférences, etc. Ceci est responsable de la réduction du débit mentionnée tout au long de cet article.
Ces normes sont maintenues par l'IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).
Pour plus d'informations, visitez leur site Web à: http://standards.ieee.org/about/get/802/802.11.html
Dans mon prochain article, je couvrirai 802.11ac ainsi que d’autres nouveaux amendements dont vous n’avez peut-être pas connaissance.
Comme toujours, si vous avez une idée d'article, faites-le moi savoir dans les commentaires ci-dessous.