Qu’est-ce qu’un bon Wi-Fi ?

Les situations dans lesquelles nous rencontrons tous des problèmes de connexions internet en Wi-Fi sont nombreuses ; qu’il s’agisse de la maison, d’un hôtel, au travail, à l’aéroport ou sur un lieu événementiel, ils nous sont difficiles à accepter car nous les voyons comme une commodité de tous les jours, comme l’eau, l’air et l’électricité, qui en 2020 nous paraissent acquis.

Pourtant, si l’eau évolue peu, la technologie Wi-Fi dont les évolutions sont menées par l’alliance Wi-Fi https://www.wi-fi.org/ est en amélioration permanente pour une performance optimisée enrichie en fonctionnalités régulièrement.

Par ailleurs, les causes d’une mauvaise connexion WiFi sont attribuables à différentes causes possibles : un problème électrique, une box, un routeur, une borne etc…mais nous essaierons ici de focaliser la discussion, sur ce que nous voyons le plus souvent et pouvant agir pour l’améliorer, soit le signal de réception.

La force d’un signal radio Wi-Fi est mesurée en dBm (décibel milliwatts) et est, de manière quelque peu déroutante, exprimée uniquement sous forme de valeurs négatives.

En effet, le moyen le plus simple et le plus cohérent d'exprimer la force du signal est en dBm, 
qui représente des décibels par rapport à un milliwatt. 

Par ailleurs, le RSSI (Received Signal Strength Indicator) est une mesure courante, mais la 
plupart des fournisseurs d’équipements Wi-Fi le gèrent différemment, car le RSSI n'est pas 
normalisé. Certains adaptateurs utilisent une échelle de 0 à 60 et d'autres de 0 à 255.

Étant donné que RSSI peut être lu différemment, il est généralement converti en dBm pour le rendre 
cohérent et lisible par tous :

• mW – milliwatts (1 mW = 0 dBm)

·       RSSI - Indicateur de force du signal reçu (généralement 0-60 ou 0-255)

·       dBm - Décibels en relation à un milliwatt (généralement -30 à -100)

Lecture du dBm

Comme nous l’avons vu le dBm est exprimé uniquement sous forme de valeurs négatives. 

-30dBm est un signal plus élevé que -80 dBm, car -80 est un nombre beaucoup plus faible.

Ensuite, il est important de savoir que dBm ne se met pas à l'échelle de manière linéaire comme on 
pourrait s'y attendre, mais plutôt logarithmique. Cela signifie que les changements de force du 
signal ne sont pas lisses et progressifs. La règle des 3 et des 10 met en évidence la nature 
logarithmique du dBm:

3 dB de perte = -3 dB = divise par deux la force du signal

3 dB de gain = +3 dB = double la force du signal

10dB de perte = 10 fois moins de puissance du signal(0,1 mW = -10 dBm, 0,01 mW = -20 dBm, etc.)

10dB de gain = 10 fois plus de puissance du signal(0,00001 mW = -50 dBm, 0,0001 mW = -40 dBm etc…)

Cette base de compréhension étant présentée, il s’agit alors de statuer sur la puissance de signal 
que nous devons essayer d'obtenir lors d’un déploiement d’infrastructure Wi-Fi.

Quelle est la force du signal WiFi acceptable pour une application spécifique donnée ?

Force de signal idéal

Alors, quelle puissance de signal devons-nous viser ? 
Pour les tâches simples à faible débit de bureautique courant comme l'envoi d'e-mails, la 
navigation sur le Web ou la lecture de codes-barres, alors -70 dBm est une bonne force de signal. 

Pour les applications à haut débit telles que la voix sur IP ou la vidéo en streaming, -65 dBm est
au minimum acceptable, mais il est courant d’exiger dans les cahiers des charges des niveaux 
de -60 dBm pour une usages multi-supports et multi-applicatifs.

PUISSANCE -dBm

Niveau

DESCRIPTIF

APPLICATIONS

-30 dBm

PARFAIT

Proximité immediate du point d’acces (borne) : 1-3m

Test, rarement disponible

De -50 à -65dBm

EXCELLENT

Plage de signal recherchée sur une exploitation d’usage critique

Audio Video Streaming live, Telephonie IP, Webinar, Hologramme, interactivité

-65 dBm

TRES BON

Niveau de puissance du signal minimum pour l’exploitation d’un internet WiFi fiable, stable sans trop de perte de paquets IP

Telephonie IP, Web Streaming…TPE, PoS, contrôle d’accès, billetterie, interactivité

-70 dBm

MODÉRÉ

Puissance de signal minimum nécessaire pour une bonne livraison des paquets de données.

Bureautique, E-Mail, Web, Social Media

-80 dBm

PASSABLE

Niveau de signal minimum permettant une connectivité mail non garantie en disponibilité, perte de paquet fort probable

Bureautique et acces web sans niveau critique d’importance

-90 dBm

NON EXPLOITABLE

Signal faible, non fiable, perte de connectivité, de paquets, latence tres forte, sans niveau disponibilité,

non exploitable.

Optimisation des fréquences Wi-Fi des canaux disponibles en 2.4 et 5GHz

Rappelons les principales différences entre les deux fréquences qui sont la plage couverture et la bande passante (vitesse) que les bandes fournissent. La bande 2,4 GHz offre une couverture sur une plus longue portée mais transmet les données à des vitesses plus lentes. La bande 5 GHz offre moins de couverture mais transmet les données à des vitesses plus rapides.

 

La plage est inférieure dans la bande 5 GHz car les fréquences plus élevées ne peuvent pas pénétrer les objets solides, tels que les murs et les sols. Cependant, les fréquences plus élevées permettent aux données d’être transmises plus rapidement que les fréquences inférieures, de sorte que la bande 5 GHz vous permet de télécharger et de télécharger des fichiers plus rapidement.

 

Votre connexion Wi–Fi sur une bande de fréquences particulière peut également être plus rapide ou plus lente en raison des interférences provenant d‘autres appareils. De nombreuses technologies compatibles Wi-Fi et autres appareils ménagers utilisent la bande 2,4 GHz, y compris les micro-ondes et les ouvre-portes de garage. Lorsque plusieurs appareils tentent d’utiliser le même espace radio, une congestion se produit.

La bande 5 GHz a tendance à avoir moins de congestion que la bande 2,4 GHz car moins d‘appareils l’utilisent et parce qu‘elle dispose de 23 canaux pour les appareils à utiliser, tandis que la bande 2,4 GHz n’a que 11 canaux. Le nombre de canaux disponibles dépend du domaine réglementaire. Si vous rencontrez beaucoup d‘interférences avec d’autres appareils, envisagez d’utiliser la bande 5 GHz.

 

La bande des 2.4GHz contient 14 canaux de 22MHz (parmi eux, les 12 & 14 ne sont pas autorisés de partout) avec 5MHz d’intervalle qui est la source de chevauchements ou interférences potentielles, ce pourquoi certains réseaux recommandent l’utilisation unique des 1,6, et 11.

 

La bande des 5GHz utilise 24 canaux distincts de 20Mhz avec 20MHz d’intervalle de séparation entre les canaux ; divisés en 4 sections UNII-1, UNII-2, UNII-2 étendu, UNII-3, et ISM.

La bande des 5GHz utilise une variété de largeur de canaux 20MHz, 40MHz, 80MHz, et 160MHz.

Cette bande de fréquence permet de plus grand débit mais est cependant moins robuste et couvre un plus court périmètre.

Wi–Fi DFS (Dynamic Frequency Selection)

Sélection de fréquence dynamique. Le DFS est un mécanisme de partage de spectre qui permet aux réseaux (WLAN) de coexister avec les systèmes radar. Il sélectionne automatiquement une fréquence qui n’interfère pas avec certains systèmes radar tout en fonctionnant dans la bande 5 GHz. DFS est une fonctionnalité d’ETSI BRAN HIPERLAN / 2 et de la norme IEEE 802.11h.

LES EVOLUTIONS: IEEE 802.11ax : Le Wi-Fi 6 Certified & Wi-Fi 6E

La IEEE 802.11ax, également appelée Wi-Fi 6, est une norme utilisable dans les reseaux WLAN locaux ou Wi-Fi. La normalisation est en cours à l’IEEE ; la publication de la version finale de cette norme est prévue pour fin 20204.

Le standard 802.11ax est conçu pour pouvoir fonctionner sur tout le spectre fréquentiel entre 1 et 7 GHz lorsque ces derniers deviendront disponibles en plus des bandes 2,4 et 5 GHz déjà utilisées. Les appareils présentés au CES 2018 atteignent une vitesse maximale de 11 Gbit/s. Cette norme optimise les performances pour des déploiements denses : les débits sont 4 fois plus élevés que ceux atteints avec la norme IEEE 802.11ac, même si le débit nominal n’est supérieur que de 37 % au plus. La latence est également 75 % plus faible.

Pour améliorer l’utilisation efficace du spectre, la nouvelle version introduit des méthodes telles que l’OFDMA, la modulation 1024-QAM et la prise en charge de la liaison montante en plus de la liaison descendante pour le MIMO et le MU-MIMO afin d’augmenter encore le débit. Des améliorations de la consommation électrique et de nouveaux protocoles de sécurité sont également ajoutés par cette norme, tels que Target Wake Time et WPA3.

Les blocks technologiques du 802.11ax ou Wi-Fi 6 :

Le Wi-Fi 6E (ou extended)

IEEE : Wi–Fi 6E apporte un nom industriel commun aux utilisateurs de Wi–Fi® pour identifier les appareils qui offriront les fonctionnalités et les capacités du Wi–Fi 6 – y compris des performances plus élevées, une latence plus faible et des débits de données plus rapides – étendus dans la bande 6 GHz. Les appareils Wi–Fi 6E devraient être disponibles rapidement après les approbations réglementaires de 6 GHz, en utilisant cette capacité de spectre supplémentaire pour offrir une innovation Wi–Fi continue et des contributions précieuses aux consommateurs, aux entreprises et aux économies.

Techniquement, le standard peut nous permettre de bénéficier jusqu’à 1200 mégahertz (MHz) de spectre dans la bande des 6 GHz, alors que jusqu’à présent, le Wi-Fi a fonctionné avec seulement 400 MHz de spectre. Il est fait état de 7 canaux de 160MHz (ou 80MHz) chacun sur la bande 6 GHz.

L’intérêt est multiple :

·       Débits de données plus élevés

·       Augmentation de la capacité de terminaux

·       Performances dans des environnements avec de nombreux appareils connectés

·       Efficacité énergétique améliorée

Cependant, il reste à libérer cette bande de fréquence dans de nombreux pays, qui est utilisée généralement pour diverses applications télécoms.

Remerciements & sources :

Ekahau, Wifi Chuk (http://www.cuk.ch) , WiFi Alliance https://www.wi-fi.org/,

http://www.ieee802.org/11/Reports/tgax_update.htm

https://www.reseaux-telecoms.net/actualites/lire-cap-sur-le-wifi-6e-et-les-6-ghz-27912.html

HuaWei https://e.huawei.com/en/products/enterprise-networking/wlan/wifi-6

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