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Technologies améliorant le wifi

La wifi a beaucoup évolué et s'améliore toujours.
Un exemple :
Autrefois les signaux Wi-Fi étaient transmis immédiatement dans tous les sens, en espérant atteindre les bons récepteurs, où qu’ils se trouvent.
Puis avec l’introduction d’antennes multiples associée à la technologie MIMO, il est rapidement devenu possible d’ajuster le procédé, en dirigeant les signaux vers des dispositifs de réception donnés.
D'autres nouvelles technologies existent, en voici une courte présentation, claire, nous l'espérons.



Rappel: WIFI = Wireless Fidelity ou Ethernet sans fil.
Le Wi-Fi ou  wifi est un ensemble de protocoles de communication sans fil régis par les normes du groupe 802.11.
Un réseau Wi-Fi permet de relier par ondes radio plusieurs appareils informatiques (ordinateur, routeur, smartphone, box Internet, etc.) au sein d'un réseau informatique afin de permettre la transmission de données entre eux.
Apparu pour la première fois en 199, les normes 802.11 décrivent les caractéristiques d’un réseau local sans fil (WLAN). Il est possible de relier  des périphériques à une liaison haut débit : de 11 Mbit/s  (6 Mbit/s réels) en 802.11b, à 54 Mbit/s (25 Mbit/s réels)  en 802.11a ou 802.11g, 600 Mbit/s pour le 802.11n, et 1,3 Gbit/s théoriques pour le 802.11ac normalisé depuis 2013.
La portée peut atteindre plusieurs dizaines de mètres en intérieur (généralement entre 20 et 50 m) ssans aucun  obstacle gênant entre l’émetteur et l’utilisateur.




  • 1- COMPARATIF des NORMES


Le Wi-Fi , né à la fin des années 90, s'est généralisé ensuite en adoptant   des normes au préfixe  "802.11" , prises en charge par la Wi-Fi Alliance.Aujourd'hui, pour les particuliers, il existe 5 normes différentes : 802.11 a/b/g/n/ac. Chacune représente une évolution par rapport à la précédente. 


802.11
Bande de fréquence
Débit théorique maximal
Portée
Congestion
Largeur canal
MIMO
a
5 GHz
54 Mbps
Faible
Faible
20 MHz
Non
b
2,4 GHz
11 Mbps
Correcte
Elevée
20 MHz
Non
g
2,4 GHz
54 Mbps
Correcte
Elevée
20 MHz
Non
n
2,4 GHz
De 72 à 288 Mbps
Bonne
Elevée
20 MHz
Non
n
5 GHz
De 72 à 600 Mbps
Correcte
Faible
20 ou 40 MHz
Oui
ac
(Wave 1)
5 GHz
De 433 à 1300 Mbps
Correcte
Faible
20, 40 ou 80 MHz
Oui
ac 
(Wave 2)
5 GHz
De 433 à 2600 Mbps
Correcte
Faible
20, 40, 80 ou 160 MHz
Oui (+MU-MIMO)



A savoir :
-Le débit est proportionnel à la bande passante, ainsi un flux de 40 MHz est deux fois plus rapide qu’un flux de 20 MHz
-Quel avenir ? ce sera le Wi-Fi 802.11ad : un très haut débit à très courte portée, qui est, en fait, une norme complémentaire. Il fonctionne à très haute fréquence, sur la bande des 60 GHz, avec une largeur de canal de 2160 MHz. Le Wi-Fi AD ne traverse donc pas les murs, il peut tout juste se réfléchir contre les surfaces pour atteindre des appareils en vue indirecte. Sa portée maximale est de 10 mètres.



  • 2 - BANDES DE FREQUENCES et CANAL
    La technologie WiFi utilise deux bandes de fréquences différentes : celle des 2,4GHz et celle du 5GHz. Pour profiter à plein du WiFi il faut absolument utiliser au mieux ces 2 bandes.
    • La Bande des 2,4GHz :
C’est la bande historique du WiFi. Elle définit 13 fréquences utilisables pour les canaux WiFi à 20MHz, mais seulement 3 cellules WiFi sont réellement disponibles simultanément sans se brouiller mutuellement. Cette bande est utilisée par le 802.11, le 802.11b (11Mbps), le 802.11g (54Mbps) et enfin le 802.11n (144Mbps). C’est la bande de fréquence
-  la plus chargée et la plus perturbée, tous les équipements WiFi l’utilisent, ainsi que de nombreuses autres technologies.
-mais qui a la plus grande portée ! ce qui est aussi important

    • La Bande des 5GHz :

Ouverte plus tardivement, la bande des 5GHz offre jusqu’à 11 canaux disjoints (à 20MHz) pour créer des cellules WiFi. Elle est donc bien plus capacitaire que celle du 2,4GHz, Cette fréquence sera idéale si vous aimez regarder des films qui prennent beaucoup de bande passante. Malheureusement de nombreux équipements cherchent d’abord à utiliser la bande des 2,4GHz avant de tester si le service est aussi disponible sur la bande des 5GHz.


    • Bibande

le BiBande ou DualBand correspond au fait que le périphérique soit capable d'utiliser deux bandes de fréquence 2.4 et/ou du 5GHz, mais veillez bien à ce qu'il soit BiBande simultanée sinon ce sera soit l'un soit l'autre.


    • Canal wifi
La technique Wi-Fi, comme toutes les techniques sans fil, doit utiliser une partie limitée de la bande de fréquences, afin de limiter les parasitages d'autres équipements. Sans être strictement similaires sur l'ensemble du globe, les fréquences de la bande ISM (2,4 GHz) autorisées pour le Wi-Fi par les différents États sont néanmoins assez homogènes.


Pour pouvoir communiquer, tous les équipements d'un réseau Wifi doivent utiliser un même canal. Dans les réseau WiFi en mode infrastructure (utilisant un point d'accès), celui-ci dépend du canal fixé au niveau du point d'accès. Pour avoir un bon débit, il est fortement conseillé d'utiliser les canal 1, le canal 6 et le canal 11. En effet les canaux Wi-Fi se chevauchent et il est préférable d'être sur un canal non utilisé.

Complément et liste



  • 3- MIMO (Multiple Input, Multiple Output)
technologie d'antenne en wifi (et réseaux mobiles), qui consiste à utiliser plusieurs antennes tant au niveau de la source (émetteur) qu'à celui de la destination (récepteur). Les antennes présentes à chaque extrémité du circuit de communication sont combinées pour minimiser les erreurs et optimiser le débit des données.  Cette technologie permet au Wi-Fi d’exploiter simultanément plusieurs flux.


Comprendre  :  MIMO 2×2 signifie 2 antennes en émission et 2 en réception


Fonctionnement : MIMO examine constamment les barrières physiques et interférences de votre environnement réseau et ajuste le signal radio Wifi pour compenser ces inhibiteurs de performance en délivrant une connexion sans fil optimale (débit et stabilité du signal) pour éviter perte de signal et point mort.




  • 4- BEAMFORMING
    Technologie visant à optimiser davantage les performances du Wi-Fi, à stimuler la puissance de signal et à éliminer les zones mortes.
.
Fonctionnement :Le beamforming détecte l’emplacement du récepteur et stimule le signal dans sa direction, tout en réduisant les niveaux de puissance dans d’autres directions.

La technologie beamforming n’étant pas intégrée à la norme Wireless N, il n’y a aucune garantie d’interopérabilité, exigence prise en charge dans le Wireless AC par l’inclusion du beamforming dans la spécification 802.11ac.






  • 5- MU-MIMO Multi-Utilisateur, Multiple-Input, Multiple-Output (variante du Mimo)

Plus vous connectez d'appareils sur votre réseau sans fil et plus votre signal Wi-Fi est faible. Cela s’explique par le fait que les routeurs actuels envoient le signal Wi-Fi à un seul appareil à la fois. Avec ces routeurs Single-User (SU-MIMO), chacun des appareils attend son tour pour envoyer et recevoir des données sur le réseau Internet. Et dès qu'un appareil se connecte à votre réseau Wi-Fi, la file d'attente se rallonge.

La technologie MU-MIMO permet de réduire considérablement ce temps d'attente.



avantages Le MU-MIMO (nouvelle technologie AC ou encore AC Wave 2), permet à un routeur Wi-Fi de communiquer avec plusieurs appareils sans fil simultanément et évite donc les temps de latence ou mise en mémoire tampon. En conséquence, de nets gains en rapidité et efficacité.

ATTENTION : PEU DE ROUTEURS WI-FI PRENNENT EN CHARGE LE MU-MIMO 



Les routeurs Wi-Fi fonctionnant sur les anciens protocoles standards tels que le sans fil A, B, G et N ne prennent pas en charge le MU-MIMO. Veiller à choisir un routeur compatible avec MU-MIMO et la nouvelle technologie AC (ou AC Wave 2).


  • 6-QDS « Qualité de Service »
Ensemble de mécanismes à l’intérieur du système du routeur qui réservent certaines ressources pour différentes applications : permet de véhiculer dans de bonnes conditions un type de trafic donné selon les applications ou activités, en termes de disponibilité, débit, délais de transmission, gigue, taux de perte de paquets…
Le but est d’optimiser les ressources d'un réseau et de garantir de bonnes performances aux applications. Surtout utile pour les jeux en ligne, les vidéos en streaming et les applications similaires.

Mais la QdS ne peut pas augmenter la largeur de la bande de votre réseau ni accélérer votre accès à Internet, mais elle peut utiliser au mieux les ressources en ligne que vous possédez.



  • 7- COMPATIBILITE, THEORIE et PRATIQUE...

En théorie :
-toutes ces normes seraient compatibles entre elles. ..
-le débit pratique au débit théorique divisé par deux

Quelques exemples

- si le routeur est configuré sur la bande des 5 GHz, il ne sera pas visible par les appareils de la bande des 2,4 GHz et vice versa. Aussi, la plupart des routeurs sont dual-band pour que l’utilisateur puisse configurer deux réseaux Wi-Fi différents : un sur la bande des 2,4 GHz et un autre sur celle des 5 GHz.

- toutes les normes Wi-Fi sont rétrocompatibles entre elles. Du moment que les deux appareils sont situés sur la même bande de fréquence, l’appareil qui supporte la norme la plus récente (ou plus performante) s’adaptera à la norme la plus ancienne (ou moins performante). Par exemple, un smartphone Wi-Fi 802.11g pourra se connecter à un routeur ac si ce dernier est dual-band et possède donc un réseau sur la bande des 2,4 GHz.

-pour profiter de ces fonctionnalités, routeur et clients doivent avoir  les mêmes technologies !  ex tous deux le Mimo avec plusieurs antennes, ce qui n’est pas le cas de toutes les box des opérateurs.


  • 8- SITUATION en 2017
Le WiFi ac est désormais intégré dans tous les nouveaux produits actuels, il est devenu le quasi standard
Il détrône le standard le plus répandu, le WiFi 802.11n, qui propose une portée de 100 mètres pour un débit théorique jusqu’à 300 Mb/s (ou 150 Mb/s sur une antenne). La spécificité du n est la présence du MIMO (acronyme de Multiple Input Multiple Output) qui permet à un appareil de disposer de plusieurs antennes pour envoyer et recevoir les informations.
Le wifi ac utilise uniquement la bande de fréquence 5 Ghz, moins perturbée et moins encombrée que la classique 2,4 Ghz utilisée auparavant, pour des débits théoriques annoncés jusqu'à 1,3 Gb/s. En réalité, sur nos périphériques type smartphones ou tablettes, le débit sera de 450 Mb/s (généralement une seule antenne interne) ce qui est tout de même 3 fois plus puissant que les 150 Mb/s du WiFi n !

L’autre gros changement est dans la diffusion des ondes : le « Beamforming ». Autrefois l’émetteur transmettait à pleine puissance un signal en cercle autour de lui, captant les récepteurs dans toute la zone et laissant d’autres zones « mortes » qui font elles-mêmes des interférences inutiles. Le principe du « Beamforming » est de toujours diffuser en cercle mais dès détection du récepteur de concentrer un signal directionnel vers lui.


Le wifi ac n'a que des avantages, grâce à ces changements dans le fonctionnement et la méthode de diffusion du signal : il  sera moins perturbé, plus rapide, plus intense e t par conséquent réduira la consommation des appareils équipés.

Quid de la rétrocompatibilité avec les anciens appareils ? 

L’utilisation d’une bande 5 Ghz pourrait être gênante car seul les périphériques équipés de WiFi 802.11n (ou WiFi 802.11a) sont compatibles mais les fabricants de puce nous rassurent : le Wifi ac sera proposé dans un premier temps en double bande ac+n pour être compatible avec l’ensemble des normes existantes. Par ailleurs, il faut savoir que si deux appareils sont situés sur la même bande de fréquence, l’appareil qui supporte la norme la plus récente (ou plus performante) s’adaptera à la norme la plus ancienne (ou moins performante).
« Un routeur doté de la norme 802.11ac n’atteindra sa vitesse de transfert maximale que si vos appareils électroniques sont compatibles avec cette norme »


Résumé : Le 802.11 ac en cinq points
- Jusqu'à 1,3 Gbit/s, soit trois fois plus rapide que le 802.11n
- Six fois plus économe en énergie que le 802.11n
- Plus fiable et performant
- Meilleure couverture, d'où une réduction des zones non couvertes
- Rétrocompatible avec les Wi-Fi 802.11 a et n (en 5 GHz)



=>Compléments :frandroid  protegez-vous commentcamarche
=> L'avenir de la Wifi :Toms Harware (excellent article)




CONCLUSION

  • il existe d'autres technologies mises en avant par certains fabricants mais elles ne sont pas "normées"
  • des moyens SIMPLES pour améliorer le wifi 
    • vérifier l'emplacement du routeur ou/et du répéteur (au centre du logement)
    • modifier le canal
  • Investir... au choix 
    • dans un nouveau routeur ou dans un AP ayant les nouvelles fonctionnalités présentées ci-dessus
    • dans  un répéteur (achat le plus économique)
    • dans une  nouvelle clé wifi USB pour votre PC /portable avec la même norme que votre routeur/AP [ voir ce test]
    • changer les antennes (si elles sont amovibles) du routeur  ou AP
    • dans un wifi mesh si vous avez de réels problèmes
  • Avant d'acheter du matériel (sophistiqué) être sûr que les nouvelles fonctionnalités technologiques  (normes, mimo, beamforming...) pourront réellement être utilisées par le routeur ou l'AP etpar un maximum d'appareils du réseau… un casse tête pour certains !



Sources
http://www.frandroid.com/comment-faire/241426_les-differentes-normes-wi-fi-802-11abgnac-quelles-differences-pratique