WiFi – Le guide ultime pour tout savoir sur le Wi-Fi (1)

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WiFi le guide ultime pour tout savoir sur le Wi-Fi front

Aujourd’hui, nous vous proposons de découvrir le premier volet de notre guide ultime pour tout savoir sur le WiFi. Après une rapide définition de ce qu’est le WiFi, nous nous intéresserons à son histoire. Ensuite, nous parlerons de son fonctionnement, de ses usages, du SSDI, etc. Tous ces éléments vous permettront de mieux appréhender vos installations wifi événementielles.

 

WiFi le guide ultime pour tout savoir sur le Wi-Fi front

 

Qu’est ce que le WiFi ?

Le Wi-Fi, ou WiFi, est une technologie de réseau local sans fil utilisant des appareils fonctionnant sur les normes IEEE 802.11. Wi-Fi est une marque de la Wi-Fi Alliance. Elle limite l’utilisation du terme Wi-Fi Certified aux produits qui réussissent les tests de certification d’interopérabilité.

Les appareils pouvant utiliser la technologie WiFi sont assez variés. Nous avons aussi bien des ordinateurs, que des consoles de jeux, des smartphones ; mais aussi des tablettes, des appareils photo numériques, des téléviseurs intelligents, des lecteurs audio numériques, etc. Les appareils compatibles WiFi peuvent se connecter à internet via un WLAN et un point d’accès sans fil. Ce tel point d’accès, ou hotspot, a une portée d’environ 20 mètres en intérieur. Aussi, il peut avoir une plus grande portée en extérieur.

Le WiFi utilise le plus souvent les bandes radioélectriques SHF ISM de 2,4 gigahertz (12 cm) et SHF de 5,8 gigahertz (5 cm). Ainsi, toute personne à portée d’un contrôleur d’interface réseau sans fil peut tenter d’accéder au réseau. Du coup, le WiFi est plus vulnérable aux attaques que les réseaux filaires.

Wi-Fi Protected Access (WPA) est une famille de technologies créées pour protéger les informations circulant sur les réseaux WiFi ; et inclut des solutions pour les réseaux domestiques et d’entreprises. Les fonctions de sécurité du Wi-Fi Protected Access évoluent constamment pour inclure des protections plus solides.

 

L’histoire du WiFi

En 1971, ALOHAnet a connecté les îles Hawaï avec un réseau sans fil UHF. ALOHAnet et le protocole ALOHA ont été précurseurs d’Ethernet, et plus tard des protocoles IEEE 802.11.

Puis, une décision de 1985 de la Federal Communications Commission (FCC) des États-Unis a ouvert la bande ISM. Ces bandes de fréquences sont les mêmes que celles utilisées par les équipements tels que les fours à micro-ondes et sont sujettes à des interférences.

Eyn 1991, NCR Corporation avec AT & T Corporation a inventé le précurseur du 802.11, destiné à être utilisé dans les systèmes de caisses, sous le nom de WaveLAN.

 

L’inventeur du WiFi

Le radio-astronome australien John O’Sullivan et ses collègues Terence Percival, Graham Daniels, Diet Ostry et John Deane ont développé un brevet clé pour la technologie WLAN. Ce brevet est issu « d’une expérience ratée pour détecter l’explosion de mini-trous noirs de la taille d’une particule atomique ». Le Docteur O’Sullivan et ses collègues ont en quelque sorte inventé le WiFi. En 1992 et 1996, le CSIRO a obtenu des brevets pour une méthode utilisée plus tard dans le WiFi pour « ne pas diffuser » le signal.

La première version du protocole 802.11 a été publiée en 1997. Elle permet d’atteindre des vitesses de liaison allant jusqu’à 2 Mbit/s. Cela a été mis à jour en 1999 avec 802.11b pour permettre d’atteindre des vitesses de liaison de 11 Mbit/s.

 

Evolution de la Wi-Fi Alliance

En 1999, la Wi-Fi Alliance est devenue une association commerciale afin de pouvoir détenir la propriété de la marque Wi-Fi ; sous laquelle la plupart des produits sont vendus.

Le WiFi utilise un grand nombre de brevets détenus par de nombreuses organisations différentes. En avril 2009, 14 entreprises ont accepté de verser 1 milliard de dollars au CSIRO pour des infractions aux brevets du CSIRO. Cela a conduit l’Australie à qualifier le WiFi d’invention australienne ; bien que cela ait fait l’objet de controverses.

Le CSIRO a remporté une autre victoire juridique en 2012 et a touché 220 millions de dollars pour des violations de brevets WiFi ; des entreprises aux États-Unis devant payer les droits de licence du CSIRO. Ces droits ont été estimés à 1 milliard de dollars de redevances supplémentaires.

 

Étymologie du mot WiFi

Le nom Wi-Fi, commercialement utilisé au moins dès août 1999, a été inventé par la société de conseil en marques Interbrand. La Wi-Fi Alliance avait fait appel à Interbrand pour créer un nom qui était «un peu plus accrocheur que la séquence directe IEEE 802.11b ». Phil Belanger, un membre fondateur de l’Alliance Wi-Fi qui présidait la sélection du nom « Wi-Fi », a déclaré qu’Interbrand a inventé le mot Wi-Fi en s’inspirant du mot Hi-fi. Ce mot est parfois écrit WiFi ou Wifi, mais ceux-ci ne sont pas approuvés par la Wi-Fi Alliance.

De plus, Interbrand a également créé le logo Wi-Fi. Le logo Wi-Fi, s’inspirant du yin et du yang, indique la certification d’un produit pour l’interopérabilité.

La Wi-Fi Alliance a aussi utilisé la marque Wireless Fidelity dans le slogan publicitaire «The Standard for Wireless Fidelity» pendant une courte période après la création de la marque. Aussi, la Wi-Fi Alliance s’est également appelée « Wireless Fidelity Alliance Inc » dans certaines publications.

Enfin, les technologies non-WiFi destinées à des points fixes, tels que Motorola Canopy, sont généralement décrites comme des technologies sans fil fixes. Les technologies sans fil alternatives incluent les normes de téléphonie mobile ; telles que 2G, 3G, 4G et LTE.

 

Mode ad-hoc WiFi

Les nœuds WiFi fonctionnant en mode ad-hoc font référence à des dispositifs qui communiquent directement les uns avec les autres sans avoir besoin de communiquer d’abord avec un point d’accès (également appelé station de base).

Le mode Ad-hoc a été inventé par Chai K. Toh lors de son invention du routage ad-hoc WiFi en 1996. Ce dernier a été implémenté sur les ThinkPads Lucent WaveLAN 802.11a ; sur un scénario de nœuds de taille couvrant plus d’un mile. Le succès de cette expérience a été décrit dans le magazine Mobile Computing (1999) ; et plus tard publié officiellement dans IEEE Transactions on Wireless Communications en 2002 et ACM SIGMETRICS Performance Evaluation Review en 2001.

 

Certification WiFi

L’IEEE ne teste pas l’équipement pour la conformité à leurs normes. La Wi-Fi Alliance à but non lucratif a été créée en 1999 pour combler ce vide. Ainsi cela permet d’établir et d’appliquer des normes d’interopérabilité et de rétrocompatibilité. Mais aussi de promouvoir la technologie de réseau local sans fil.

En 2010, la Wi-Fi Alliance était composée de plus de 375 entreprises dans le monde. La Wi-Fi Alliance applique l’utilisation de la marque Wi-Fi aux technologies basées sur les normes IEEE 802.11 de l’IEEE. Cela inclut les connexions de réseau local sans fil (WLAN) et la connectivité de périphérique à périphérique ; le comme WiFi Peer to Peer aka WiFi Direct. Mais aussi le réseau personnel (PAN), réseau local (LAN) et même une zone étendue limitée aux connexions réseau (WAN). Les fabricants membres de la Wi-Fi Alliance, dont les produits réussissent le processus de certification, ont le droit d’apposer le logo Wi-Fi sur leurs produits.

Plus précisément, le processus de certification nécessite la conformité aux normes radio IEEE 802.11, aux normes de sécurité WPA et WPA2 et à la norme d’authentification EAP. Ensuite, la certification peut éventuellement comprendre des tests de normes de projet IEEE 802.11. Ainsi que l’interaction avec la technologie de téléphonie cellulaire dans des dispositifs convergents et des caractéristiques relatives à la configuration de la sécurité, au multimédia et à l’économie d’énergie.

Tous les appareils WiFi ne sont pas soumis à la certification. Cependant, l’absence de certification WiFi n’implique pas nécessairement qu’un appareil est incompatible avec d’autres appareils WiFi. La Wi-Fi Alliance peut, ou non, sanctionner des telles dérives ; tels que le Super Wi-Fi, inventé par la Federal Communications Commission (FCC) des États-Unis. Ce terme décrit le réseautage proposé dans la bande UHF dans ce pays.

 

Le WiFi et la norme IEEE 802.11

La norme IEEE 802.11 est un ensemble de spécifications de contrôle d’accès au support (MAC) et de couche physique (PHY) pour la mise en œuvre de communications informatiques de réseau local sans fil (WLAN) dans les bandes de fréquences 2,4, 3,6, 5 et 60 GHz. Ils sont créés et maintenus par le Comité de normalisation IEEE LAN / MAN (IEEE 802).

La version de base de la norme a été publiée en 1997. Depuis, elle a subi des modifications subséquentes. Ainsi, la norme et les modifications constituent la base des produits de réseau sans fil utilisant la marque Wi-Fi. Cependant, bien que chaque modification soit officiellement révoquée lorsqu’elle est incorporée dans la dernière version de la norme, le monde de l’entreprise tend à commercialiser les révisions parce qu’elles indiquent de façon concise les capacités de leurs produits. Ainsi, sur le marché, chaque révision a tendance à devenir sa propre norme.

 

Les usages du WiFi

Pour se connecter à un réseau local WiFi, un ordinateur doit être équipé d’un contrôleur d’interface réseau sans fil. La combinaison de l’ordinateur et du contrôleur d’interface s’appelle une station.

Pour toutes les stations qui partagent un seul canal de communication par radiofréquence, les transmissions sur ce canal sont reçues par toutes les stations à portée. Par conséquent, la transmission n’est pas garantie d’être obtenue. C’est donc un mécanisme de livraison de meilleur effort. Enfin, une onde porteuse est utilisée pour transmettre les données.

Ces données sont organisées en paquets sur un lien Ethernet, appelé « trames Ethernet ».

 

Le WiFi et l’accès Internet

La technologie WiFi peut être utilisée pour fournir un accès internet aux périphériques situés dans la portée d’un réseau sans fil connecté à internet. La couverture d’un ou de plusieurs points d’accès interconnectés (hotspots) peut s’étendre d’une zone aussi petite que quelques pièces jusqu’à plusieurs kilomètres carrés.

 

Les points d’accès

La couverture dans une zone plus étendue peut nécessiter un groupe de points d’accès avec une couverture qui se chevauche. Par exemple, la technologie Wi-Fi publique en plein air a été utilisée avec succès dans des réseaux maillés sans fil à Londres, au Royaume-Uni. Le réseau sans fil Fon en est un bon exemple.

Le WiFi est aussi bien utilisé à domicile que dans les entreprises, ou dans les espaces publics. Dans ce dernier cas, le WiFi est mis en place gratuitement ou commercialement. Il utilise souvent une page web donnant accès à un portail captif permettant de se connecter. Les organisations et les entreprises, telles que les aéroports, les hôtels et les restaurants, proposent souvent des hotspots gratuits pour attirer les clients.

 

Les routeurs

Les routeurs qui intègrent un modem numérique ou un modem câble et un point d’accès WiFi, sont souvent installés dans les maisons et autres bâtiments. Ils fournissent un accès internet et inter-réseaux à tous les appareils connectés sans fil ou par câble. De même, les routeurs alimentés par batterie peuvent inclure un modem radio internet cellulaire et un point d’accès WiFi. Ainsi, s’ils disposent d’une carte SIM, ils permettent aux stations WiFi voisines d’accéder à Internet via des réseaux 2G, 3G ou 4G ; en utilisant la technique de partage de connexion.

De nombreux smartphones ont une capacité intégrée de ce type. Y compris ceux basés sur Android, BlackBerry, Bada, iOS, Windows Phone et Symbian. Les « packs internet » fournissent également des installations autonomes de ce type, sans utiliser de smartphone ; par exemples grâce à des appareils MiFi et WiBro. Certains ordinateurs portables dotés d’une carte modem cellulaire leur permet également de servir de points d’accès Wi-Fi.

 

WiFi le guide ultime pour tout savoir sur le Wi-Fi routeur

 

Innovation

Enfin, le WiFi connecte également des endroits qui n’ont normalement pas d’accès au réseau. Google a l’intention d’utiliser cette technologie pour permettre aux zones rurales de profiter d’internet en utilisant un large éventail de services de projection et de routage.

Google a également l’intention d’apporter internet à l’Afrique, et à certains territoires asiatiques, en lançant des dirigeables qui permettront de se connecter à internet grâce à la technologie WiFi.

 

Le WiFi à l’échelle d’une ville

Au début des années 2000, de nombreuses villes à travers le monde ont annoncé leur intention de déployer des réseaux WiFi à l’échelle de la ville. Il y a beaucoup d’exemples réussis. Premièrement, en 2004, Mysore est devenue la première ville WiFi en Inde. Une entreprise appelée WiFiyNet a installé des hotspots à Mysore ; couvrant la ville entière et quelques villages voisins.

Ensuite, en 2005, St. Cloud, en Floride, et Sunnyvale, en Californie, sont devenues les premières villes des États-Unis à offrir une connexion WiFi gratuite dans toute la ville.

En mai 2010, le maire de Londres, Boris Johnson, a promis d’avoir un réseau WiFi à l’échelle de Londres d’ici 2012. Plusieurs arrondissements, dont Westminster et Islington, disposaient déjà d’une vaste couverture WiFi extérieure à ce moment-là.

Des responsables de la capitale sud-coréenne, Séoul, ont aussi propoé d’offrir un accès gratuit à internet dans plus de 10 000 endroits de la ville ; y compris des espaces publics extérieurs, des rues principales et des zones résidentielles densément peuplées. Séoul accordera des concessions à KT, LG Telecom et SK Telecom. Les entreprises investiront 44 millions de dollars dans le projet.

Plus récemment, l’Union Européenne a dévoilé l’initiative WiFi4EU. L’objectif : installer des hotspots publics sans fil gratuits dans les communes Européennes ne disposant à l’heure actuelle d’aucun service ou infrastructure.

 

Le WiFi sur l’ensemble d’un campus

De nombreux campus universitaires traditionnels dans les pays développés offrent une couverture WiFi au moins partielle. Ainsi, Carnegie Mellon University a déployé le premier réseau internet sans fil à l’échelle d’un campus. Baptisé Wireless Andrew, ce réseau a été déployé sur le campus de Pittsburgh en 1993 ;  avant même l’apparition de la marque Wi-Fi.

En février 1997, la zone CMU Wi-Fi était pleinement opérationnelle. Depuis, de nombreuses universités collaborent pour fournir un accès Wi-Fi aux étudiants et au personnel grâce à l’infrastructure d’authentification internationale d’Eduroam.

 

WiFi le guide ultime pour tout savoir sur le Wi-Fi free

 

WiFi ad hoc versus WiFi direct

Le WiFi permet également de communiquer directement d’un ordinateur à un autre sans passer par un point d’accès. C’est ce qu’on appelle la transmission WiFi ad hoc. Ce mode de réseau ad hoc sans fil est très populaire auprès des utilisateurs consoles de jeu portables multijoueurs ; telles que la Nintendo DS, la PlayStation Portable, les appareils photo numériques et autres appareils électroniques. Certains appareils peuvent également partager leur connexion internet en utilisant ad hoc ;  devenant ainsi des hotspots ou des «routeurs virtuels».

De même, la Wi-Fi Alliance promeut la spécification Wi-Fi Direct pour les transferts de fichiers. Mais aussi le partage de médias grâce à une nouvelle méthodologie de découverte et de sécurité. Le Wi-Fi Direct a été lancé en octobre 2010.

Un autre mode de communication directe via le WiFi est le protocole TDLS (Tunneled Direct Link Setup). Il permet à deux appareils sur le même réseau WiFi de communiquer directement ; plutôt que via le point d’accès.

 

Le spectre radio WiFi

Les normes 802.11b et 802.11g utilisent la bande ISM de 2,4 GHz. En raison de ce choix de bande de fréquence, les équipements 802.11b et 802.11g peuvent parfois subir des interférences. Ces interférences peuvent provenir des fours à micro-ondes, des téléphones sans fil et des appareils Bluetooth.

Les assignations de fréquences et les limitations opérationnelles ne sont pas uniformes dans monde. L’Australie et l’Europe autorisent deux canaux supplémentaires (12, 13) ; au-delà des 11 autorisés aux États-Unis pour la bande 2,4 GHz. Enfin, le Japon en compte trois autres. Aux États-Unis et dans d’autres pays, les appareils 802.11a et 802.11g peuvent être utilisés sans licence ; conformément aux règlements de la FCC.

Un signal WiFi occupe cinq canaux dans la bande 2,4 GHz. N’importe quel nombre de deux canaux qui diffèrent par cinq ou plus, tels que 2 et 7, ne se chevauchent pas.

L’adage souvent répété selon lequel les canaux 1, 6 et 11 sont les seuls canaux qui ne se chevauchent pas n’est donc pas précis. Ainsi, les canaux 1, 6 et 11 sont le seul groupe de trois canaux qui ne se chevauchent pas … en Amérique du Nord et au Royaume-Uni. En Europe et au Japon, il est recommandé d’utiliser les canaux 1, 5, 9 et 13 pour 802.11g et 802.11n.

Le 802.11a utilise la bande U-NII à 5 GHz, qui, dans une grande partie du monde, offre au moins 23 canaux non superposés. Une sacré différence avec la bande de fréquences ISM 2,4 GHz, où les canaux adjacents se chevauchent.

 

Interférence(s) et WiFi

Les connexions WiFi peuvent être perturbées ou la vitesse d’internet peut être réduite. Cela intervient lorsque d’autres appareils se trouvent dans la même zone. Aussi, de nombreux points d’accès 802.11b et 802.11g à 2,4 GHz par défaut sur le même canal au démarrage initial, contribuent à la congestion sur certains canaux.

La pollution WiFi, ou un nombre excessif de points d’accès dans la zone, notamment sur le canal voisin, peut empêcher l’accès et interférer avec l’utilisation d’autres points d’accès par d’autres périphériques ; provoqués par des canaux superposés dans le spectre 802.11g / b.

Cela peut devenir un problème dans les zones à forte densité. C’est par exemple le cas dans de grands complexes d’appartements ou les immeubles de bureaux avec de nombreux points d’accès WiFi. C’est aussi le cas lors d’événements, lors de festivals, de foires ou de salons.

De plus, d’autres appareils utilisent la bande 2,4 GHz : fours à micro-ondes, appareils ISM, caméras de sécurité. Mais aussi les appareils ZigBee, appareils Bluetooth, appareils d’envoi vidéo, téléphones sans fil, babyphones. Dans certains pays, les radio amateurs, peuvent aussi causer des interférences supplémentaires significatives. Enfin, c’est également un problème lorsque les municipalités ou d’autres grandes entités (comme les universités) cherchent à offrir une couverture étendue.

 

Identifiant de l’ensemble de services (SSID)

En plus de fonctionner sur différents canaux, plusieurs réseaux WiFi peuvent partager des canaux.

Un ensemble de services est l’ensemble de tous les périphériques associés à un réseau WiFi particulier. L’ensemble de services peut être local, indépendant, étendu ou maillé.

Chaque ensemble de services a un identificateur associé, le SSID (Service Set Identifier) ​​de 32 octets ; qui identifie le réseau particulier. Le SSID est configuré dans les périphériques considérés comme faisant partie du réseau. Il est transmis dans les paquets. Les récepteurs ignorent les paquets sans fil provenant de réseaux avec un SSID différent.

 

Débit

Au fur et à mesure que les spécifications 802.11 évoluaient pour prendre en charge un débit supérieur, les besoins en bande passante augmentaient également pour les supporter.

802.11n utilise deux fois le spectre radio / bande passante (40 MHz) par rapport à 802.11a ou 802.11g (20 MHz). Cela signifie qu’il ne peut y avoir qu’un seul réseau 802.11n sur la bande 2,4 GHz à un emplacement donné ; sans interférence à partir d’autres trafics WLAN. La norme 802.11n peut également être définie pour se limiter à une bande passante de 20 MHz ; afin d’éviter toute interférence en forte densité.

De nombreux appareils grand public récents prennent en charge la toute dernière norme 802.11ac,. Elle utilise exclusivement la bande des 5 GHz. Aussi, elle permet un débit WLAN à plusieurs stations d’au moins 1 gigabit par seconde ; et un débit d’une seule station d’au moins 500 Mbit/s.

Depuis le premier trimestre 2016, l’association Wi-Fi Alliance certifie les appareils conformes à la norme 802.11ac en tant que «Wi-Fi CERTIFIED ac». Cette nouvelle norme utilise plusieurs techniques avancées de traitement du signal. Comme par exemple les flux multiplex utilisateur MIMO et 4X4, et la bande passante à large canal (160 MHz) pour atteindre le débit Gigabit.

Selon une étude réalisée par IHS Technology, 70% de tous les revenus de vente des points d’accès au premier trimestre 2016 provenaient des appareils 802.11ac.

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