Qu’est-ce que la bande passante Wi-Fi ? Tout sur la vitesse du réseau
La bande passante des réseaux Wi-Fi n’a cessé d’augmenter au cours de la durée de vie de la norme. Depuis plus de deux décennies, les réseaux sans fil connaissent une augmentation drastique de la vitesse du réseau.
Dans cet article, nous allons explorer l’histoire et l’évolution du Wi-Fi et analyser comment et pourquoi la vitesse maximale de la technologie a augmenté… et continue de le faire !
Évolution du réseau sans fil
Le Wi-Fi est défini par la norme IEEE 802.11. La norme originale publiée en 1997 offrait une bande passante réseau maximale de 2 Mbps. La version la plus récente encore inédite de la technologie, définie par IEEE 802.11be, qui devrait être officiellement publiée au début de 2024, devrait fournir une capacité de bande passante de 40 Gbps.
C’est une augmentation phénoménale de la vitesse de la bande passante de 20 000 fois !!
Progression historique de la bande passante du réseau sans fil
Ce qui suit illustre les principales étapes du développement du Wi-Fi et comprend les dates, la vitesse maximale et les fréquences utilisées par chaque norme. Le nom officiel de la norme Wi-Fi qui a été utilisée pour les itérations les plus récentes de la norme est également inclus :
- 1997 | 802.11 | 2Mbps | 2,4 GHz
- 1999 | 802.11b | 11Mbps | 2,4 GHz
- 1999 | 802.11a | 54Mbps | 5 GHz
- 2003 | 802.11g | 54 Mbit/s | 2,4 GHz
- 2008 | 802.11n | 600 Mbit/s | 2,4 et 5 GHz | Wi-Fi 4
- 2014 | 802.11ac | 6933 Mbit/s | 2,4 et 5 GHz | Wi-Fi 5
- 2019 | 802.11ax | 9608 Mbit/s | 2,4 et 5 GHz | Wi-Fi 6
- 2020 | 802.11ax | 9608 Mbit/s | 2,4, 5 et 6 GHz | WiFi 6E
- 2024* | 802.11be | 40000 Mbit/s | 2,4, 5 et 6 GHz | Wi-Fi 7
\* Estimé
Qu’est-ce qui affecte la vitesse du réseau Wi-Fi ?
De nombreux facteurs d’un réseau Wi-Fi affectent la bande passante réseau réalisable. Ceux qui affectent le plus la bande passante incluent :
- Bandes de fréquences utilisées
- Largeur de canal
- Méthodes de modulation
- Dispositions d’antenne
- Puissance du processeur
Bandes de fréquence
La fréquence du signal sans fil utilisé pour transmettre les données affecte la capacité maximale de la liaison sans fil. En règle générale, plus la fréquence est élevée, plus les vitesses peuvent être élevées. En effet, les fréquences plus élevées ont une capacité de données et une capacité de densité plus élevées.
Bandes de fréquences sans licence
Le Wi-Fi utilise des bandes de fréquences sans licence qui sont disponibles dans la plupart des pays du monde. Sans licence signifie simplement qu’ils peuvent être librement utilisés sans autorisation préalable de les utiliser tant que la puissance du signal reste dans les limites légales. Ces bandes de fréquences se trouvent dans les gammes 2,4 GHz, 5 GHz et 6 GHz. Les gammes spécifiques sont :
- 2,4 GHz : 2,401 – 2,495 GHz avec 11 à 14 canaux se chevauchant
- 5 GHz : 5,030 – 5,990 GHz avec plus de 25 canaux sans chevauchement
- 6 GHz : 5,945 – 7,125 GHz avec plus de 50 canaux sans chevauchement
Le nombre de canaux Wi-Fi disponibles pour chaque gamme dépend du pays ou de la région du monde en question. La largeur de canal pour les trois gammes est de 20 MHz.
L’image suivante montre la gamme de fréquences et les canaux mis à disposition dans la bande 2,4 GHz.
Notez qu’il n’y a que trois canaux qui ne se chevauchent pas, ceux marqués en rouge. Les autres se chevauchent. Cela illustre à quel point cette bande Wi-Fi particulière est petite et inflexible.
Ingérence
En outre, la quantité de bande passante que vous pouvez obtenir dépendra également des interférences potentielles qu’un périphérique de réseau sans fil subira à partir de sources proches sur les mêmes fréquences.
Les fournisseurs de services Internet fournissent souvent leur connexion Internet avec des routeurs sans fil qui fonctionnent aux mêmes fréquences que les autres appareils sans fil, de sorte que le potentiel d’interférence est grand. La bande 2,4 GHz est très encombrée, tandis que les bandes 5 et 6 GHz sont beaucoup plus spacieuses, avec moins de potentiel d’interférence et, par conséquent, une bande passante moyenne plus élevée.
Largeur de canal
Chaque gamme de fréquences du spectre disponible offre des canaux d’une largeur standard de 20 MHz. Cependant, diverses normes Wi-Fi permettent à la liaison de canaux de former des canaux sans fil plus larges pour augmenter la bande passante.
Normes utilisant le channel bonding
Par exemple, la norme 802.11n fonctionnant sur la bande 2,4 GHz peut lier deux canaux de 20 MHz en un seul canal de 40 MHz offrant plus de bande passante au client. De même, le 802.11ax, également connu sous le nom de Wi-Fi 6, peut lier plusieurs canaux dans un canal large de 40, 80 ou même 160 MHz.
Avantages et inconvénients du channel bonding
La liaison de canaux est une avancée majeure qui a permis d’obtenir une bande passante plus élevée pour les réseaux sans fil. Cependant, la liaison de canaux occupe une plus grande partie du spectre disponible, augmentant ainsi le potentiel d’interférence avec d’autres appareils.
Techniques de modulation
La modulation est la méthode par laquelle les informations sont codées dans le signal sans fil. Plus la méthode de modulation est efficace, plus la densité de données dans le signal est élevée ; ainsi, des vitesses plus élevées sont réalisables.
La norme 802.11 originale utilise le spectre étalé à séquence directe (DSSS) et le spectre étalé à sauts de fréquence (FHSS) comme schéma de modulation. Celles-ci ont cédé la place au multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) et à l’OFDM à entrées multiples et à sorties multiples (MIMO-OFDM) dans les versions ultérieures de la norme.
Types de modulation
Nous parlerons un peu plus de MIMO sous peu. Quant à l’OFDM, il n’a cessé de s’améliorer grâce à l’utilisation de types de modulation de plus en plus denses, ce qui a permis de regrouper plus de données dans le même signal. Ces types de modulation sont appelés modulation d’amplitude en quadrature (QAM).
La dernière norme Wi-Fi définie par 802.11be devrait utiliser 4096-QAM ou 4K-QAM, qui fournit essentiellement 12 bits de données par impulsion de signal sans fil, où 12 bits de données peuvent fournir jusqu’à 4096 valeurs différentes. Comparez cela aux un, deux ou trois bits de données par impulsion de signal sans fil fournis dans les premières normes Wi-Fi.
Dispositions d’antenne
Les antennes jouent un rôle majeur dans la fourniture d’une plus grande capacité de téléchargement et de téléchargement pour les vitesses de connexion au réseau sans fil. Une technique appelée entrées multiples, sorties multiples ou MIMO est utilisée pour augmenter la vitesse d’un réseau local sans fil en tirant parti de ce que l’on appelle la propagation par trajets multiples. C’est un phénomène qui se produit avec les signaux sans fil qui résultent de leur réflexion sur divers objets solides.
Que fait MIMO ?
MIMO utilise plusieurs antennes pour recevoir plusieurs signaux réfléchis, permettant l’envoi et la réception de plusieurs signaux de données simultanément sur le même canal radio. 802.11n, le premier à utiliser MIMO, permet jusqu’à quatre flux de données simultanés. La norme 802.11be devrait fournir jusqu’à 16 flux de données simultanés. Inutile de dire que cela se traduit par une plus grande capacité, des vitesses plus rapides et une bande passante supplémentaire.
MIMO peut être utilisé avec la technique de modulation pour atteindre les vitesses de téléchargement et la capacité de téléchargement définies par les normes sans fil.
Puissance du processeur
La modulation, le MIMO, la gestion des canaux et la densité des données nécessitent une puissance de traitement. Les points d’accès, les routeurs et les clients doivent tous disposer des capacités du processeur pour traiter les signaux à des vitesses plus rapides afin d’obtenir ces connexions de bande passante sans fil améliorées promises par les normes qui les décrivent.
Heureusement, une puissance CPU de plus en plus élevée est concentrée dans des appareils de plus en plus petits, offrant plus de bande passante à plusieurs appareils sur un réseau sans fil.
Avantages pratiques de l’augmentation de la bande passante WiFi
Ne nous leurrons pas. Plus de bande passante est toujours mieux en toutes circonstances. Mais quels sont les avantages particulièrement importants du sans fil ? Voici quelques-uns des pilotes de plus grande bande passante.
Vitesse Internet fournie par les fournisseurs de services Internet
La vitesse d’Internet n’a cessé d’augmenter depuis que les premiers modems commutés sont disponibles. Aujourd’hui, le fournisseur d’accès Internet local peut offrir des vitesses de connexion filaire supérieures à 1 Gbit/s dans de nombreuses régions du monde. Pour profiter de ces vitesses, les besoins en bande passante sans fil doivent atteindre au moins la vitesse de connexion Internet disponible.
Applications réseau exigeantes
De nombreuses applications et services réseau d’aujourd’hui nécessitent une immense bande passante. Le streaming vidéo, la musique en streaming, le partage de fichiers volumineux, la réalité virtuelle et augmentée et les jeux modernes nécessitent souvent d’immenses ressources Internet.
Notre activité numérique sans cesse croissante sur les appareils utilisant le sans fil, et le fait que de plus en plus d’appareils nécessitent plus de données, augmentent la demande de vitesses sans fil.
Quel avenir pour les vitesses sans fil ?
Il ne semble y avoir aucune indication d’une limite naturelle à l’augmentation des vitesses de communication sans fil. Divers facteurs contribuent à cette augmentation continue, notamment :
Élargir le spectre sans licence
Les gouvernements libèrent continuellement plus de spectres de fréquences pour l’utilisation du Wi-Fi. Cela inclut les fréquences dans les gammes 900 MHz, 3,65 GHz et 60 GHz. Bien que ceux-ci ne soient pas actuellement sans licence, la Federal Communications Commission (FCC) et d’autres organismes de réglementation du monde entier envisagent d’ouvrir de nouvelles gammes à mesure que la demande augmente.
Faire progresser les technologies des appareils
Le Wi-Fi bi-bande et le routeur bi-bande ne sont que deux exemples de technologies et d’appareils considérés comme des innovations il y a quelques années à peine. Les appareils sans fil d’aujourd’hui sont beaucoup plus avancés, avec d’immenses puissances de traitement et des dispositions d’antenne. Cette innovation devrait augmenter, offrant plus de vitesse et de bande passante dans les années à venir.
Augmentation de la demande
La vitesse d’Internet et les applications plus exigeantes continueront de pousser à des exigences de bande passante plus importantes. Cela ne fera que pousser davantage les besoins en bande passante du réseau sans fil à l’avenir.
Conclusion
La vitesse fait référence à beaucoup de choses lorsque nous parlons de bande passante Wi-Fi. Cependant, la capacité de téléchargement et la vitesse de téléchargement d’un appareil connecté sont les plus importantes. C’est la mesure la plus importante par laquelle les utilisateurs jugent la qualité d’une connexion sans fil. Au fur et à mesure que la technologie progresse, nous verrons des vitesses sans cesse croissantes dont nous ne pouvions rêver qu’il y a dix ans à peine.
