802.11x : explications des normes et vitesses Wi-Fi

La grande nouvelle dans le domaine du sans fil est la ratification attendue du Wi-Fi 7 (802.11be) par l’organisme de normalisation IEEE au début de cette année. Certains fournisseurs proposent déjà du matériel Wi-Fi 7 pré-standard, et la Wi-Fi Alliance a annoncé en janvier qu’elle avait commencé à certifier les produits Wi-Fi 7.

Même si l’adoption du Wi-Fi 7 devrait avoir le plus grand impact sur le marché du sans fil, l’IEEE travaille également sur d’autres normes sans fil. Rien qu’en 2023, le groupe a publié 802.11bb, une norme de communication par ondes lumineuses ; 802.11az, qui améliore considérablement la précision de la localisation ; et 802.11bd pour la communication sans fil de véhicule à véhicule.

Pour l’avenir, les groupes de travail de l’IEEE s’attaquent à de nouveaux domaines technologiques, tels que la confidentialité améliorée des données (802.11bi), la détection WLAN (802.11bf) et les adresses MAC aléatoires et changeantes (802.11bh).).

En outre, l’IEEE a créé des groupes d’intérêt spéciaux pour étudier l’utilisation de l’énergie ambiante récupérée de l’environnement, telle que la chaleur, pour alimenter les appareils IoT. Il existe un groupe d’étude qui étudie les normes pour les applications à haut débit et à faible latence telles que la réalité augmentée/réalité virtuelle. Un autre groupe développe de nouveaux algorithmes pour prendre en charge les applications AI/ML.

Voici un aperçu des normes Wi-Fi réparties en quatre catégories : les normes de base largement déployées aujourd’hui, les normes nouvellement approuvées qui font leur chemin dans le courant dominant, les normes de niche et les futures normes en préparation.

Quelles sont les normes de base du Wi-Fi ?

Wi-Fi 5 (802.11ac)

Datant de 2013, le Wi-Fi 5 fonctionne sur la bande de fréquences de 5 GHz et prend en charge la technologie MIMO (entrées multiples, sorties multiples). Cela permet une transmission de données plus rapide et une meilleure couverture globale. Le Wi-Fi 5 peut théoriquement transmettre des données à des vitesses allant jusqu’à à 3,5 Gbit/s, mais des vitesses supérieures à 1 Gbit/s sont plus réalistes. Les appareils Wi-Fi 5 sont encore largement déployés, principalement chez les particuliers et les bureaux à domicile.

Wi-Fi 6 (802.11ax) : haute efficacité

La norme Wi-Fi 6, publiée en 2021, est destinée aux scénarios denses, tels que les stades sportifs, les aéroports, les bureaux, etc. Le Wi-Fi 6 fonctionne à la fois dans les spectres 2,4 GHz et 5 GHz et, grâce à une utilisation plus efficace du spectre, promet quatre fois le débit du Wi-Fi 5. Le Wi-Fi 6 utilise un mécanisme multi-utilisateurs qui permet de répartir le débit de données de 9,6 Gbit/s entre plusieurs appareils. Il prend également en charge les routeurs qui envoient des données à plusieurs appareils dans une seule trame de diffusion et permet aux appareils Wi-Fi de planifier des transmissions vers le routeur. Collectivement, ces fonctionnalités améliorent le débit global et prennent en charge l’utilisation du Wi-Fi dans des situations gourmandes en données, ainsi que pour des applications telles que la vidéo et l’accès au cloud, où des performances en temps réel et une faible consommation d’énergie pour les appareils alimentés par batterie sont requises.

Wi-Fi 6E : Wi-Fi 6 amélioré

Le Wi-Fi 6 amélioré ressemble à une simple extension du Wi-Fi 6, mais il représente une étape technologique importante : le Wi-Fi 6E est la première norme à utiliser la bande de fréquences de 6 GHz, récemment mise à disposition par la FCC. Le passage à 6 GHz quadruple le nombre d’ondes en mettant à disposition 14 canaux supplémentaires de 80 MHz et 7 canaux supplémentaires de MHz. Le Wi-Fi 6E a la même vitesse théorique maximale que le Wi-Fi 6 (9,6 Gbit/s), mais il offre des vitesses réelles plus élevées et une meilleure portée. Le Wi-Fi 6E peut prendre en charge les jeux en ligne, la vidéo haute définition, la téléprésence et les communications unifiées. Mais cela nécessite également du nouveau matériel.

Quelles sont les nouvelles normes Wi-Fi ?

Wi-Fi 7 (802.11be) : débit extrêmement élevé

Le Wi-Fi 7, connu sous le nom d’Extremely High Throughput, est le premier standard conçu dès le départ pour fonctionner sur la fréquence de 6 GHz. (Il fonctionne également sur les spectres de 2,4 et 5 GHz pour s’adapter aux pays qui n’ont pas rendu la bande de 6 GHz disponible pour le Wi-Fi.) Le Wi-Fi 7 propose 320 canaux ultra-larges ; le fonctionnement multi-liens (MLO), qui permet aux appareils de transmettre et de recevoir des données simultanément pour un débit accru et une latence réduite ; et 4K QAM, qui atteint un taux de transmission 20 % plus élevé que le 1024 QAM. Le Wi-Fi 7 est près de 5 fois plus rapide que le Wi-Fi 6, avec une vitesse théorique maximale de 46 Gbit/s et une vitesse réelle estimée à 6 Gbit/s. Les cas d’utilisation incluent l’AR/VR multi-utilisateurs, la formation immersive en 3D, les jeux électroniques, le travail hybride, l’IoT industriel et l’automobile.

Selon les prévisions mondiales d’IDC en matière de technologie Wi-Fi, le Wi-Fi 7 connaîtra une adoption rapide dans un vaste écosystème, avec plus de 233 millions d’appareils attendus sur le marché en 2024, pour atteindre 2,1 milliards d’appareils d’ici 2028. Smartphones, PC, tablettes, et les points d’accès (AP) seront les premiers à adopter le Wi-Fi 7. Les équipements dans les locaux du client (CPE) et les équipements de réalité augmentée et virtuelle (AR/VR) devraient également gagner du terrain dans les premiers délais, selon IDC.

Le programme de certification officiel de Wi-Fi Alliances pour les appareils Wi-Fi 7 marque une étape importante pour les utilisateurs professionnels potentiels. Le programme Wi-Fi CERTIFIED 7, annoncé en janvier 2024, signifie que le long processus de normalisation suivi par la Wi-Fi Alliance pour chaque génération successive de Wi-Fi a atteint un stade assez stable. L’ouverture des tests de certification officiels signifie que les OEM peuvent désormais soumettre leurs produits pour vérifier qu’ils sont compatibles Wi-Fi 7.

802.11bb : Li-Fi

Le Global Light Communication Standard, publié en novembre 2023, marque une étape importante dans le développement de la technologie LiFi, qui utilise la lumière plutôt que les radiofréquences pour transmettre des données. En exploitant le spectre lumineux, le LiFi peut fournir des communications sans fil plus rapides et plus fiables avec une meilleure sécurité par rapport au Wi-Fi et à la 5G. La norme IEEE 802.11bb définit les spécifications de la couche physique et les architectures système pour le LiFi et ouvre la voie à l’interopérabilité des systèmes LiFi avec le Wi-Fi.

802.11az : positionnement nouvelle génération

Avec l’utilisation croissante de la réalité augmentée, du suivi personnel, des réseaux sociaux, de la surveillance des soins de santé, du contrôle des stocks et d’autres applications, le besoin d’une localisation intérieure précise basée sur le Wi-Fi est devenu important. La nouvelle norme IEEE 802.11az améliore la précision de localisation des 12 mètres actuels jusqu’aux centimètres.

La nouvelle norme permet des cas d’utilisation tels qu’une navigation client plus précise à l’intérieur d’un magasin ; un meilleur suivi des actifs dans les entrepôts, des méthodes de sécurité améliorées, comme autoriser uniquement l’allumage de votre ordinateur via votre montre intelligente, ou l’entrée de voiture sans clé qui vous oblige à être à proximité immédiate du véhicule. La technologie peut également être utilisée pour des paiements sécurisés au point de balance et peut aider votre appareil mobile à se connecter plus facilement au point d’accès approprié de votre réseau maillé domestique lorsque vous vous déplacez dans la maison.

802.11bd : communication de véhicule à véhicule de nouvelle génération

L’un des concepts associés au monde des véhicules intelligents est que les voitures proches les unes des autres peuvent créer des réseaux de véhicules ad hoc afin de partager des informations associées à la sécurité et à la gestion du trafic. La norme 802.11bd, publiée en mars 2023, apporte des améliorations pour la communication V2X de nouvelle génération. 802.11bd remplace le 802.11p avec un débit 2 fois plus élevé, une portée plus longue, une meilleure prise en charge du positionnement et une rétrocompatibilité avec les appareils 802.11p.

Quelles sont les normes Wi-Fi de niche ?

802.11ah : Wi-Fi faible

802.11ah définit l’exploitation de réseaux sans licence dans les bandes de fréquences inférieures à 1 GHz (généralement la bande 900 MHz), à l’exclusion des bandes TV White Space. Aux États-Unis, cela inclut la bande 908-928 MHz, avec des fréquences variables dans d’autres pays. L’objectif du 802.11ah est de créer des réseaux Wi-Fi à portée étendue qui vont au-delà des réseaux typiques dans l’espace 2,4 GHz et 5 GHz (rappelez-vous qu’une fréquence plus basse signifie une portée plus longue), avec des vitesses de données allant jusqu’à 347 Mbps.

De plus, la norme vise à réduire la consommation d’énergie, ce qui est utile pour que les appareils Internet des objets communiquent sur de longues distances sans consommer beaucoup d’énergie. Mais il pourrait également concurrencer les technologies Bluetooth dans les foyers en raison de ses besoins énergétiques moindres.

802.11ad : débit élevé, courte distance

802.11ad est très rapide, il peut fournir jusqu’à 6,7 Gbit/s de débit de données sur la fréquence de 60 GHz, mais cela a un coût en termes de distance. Vous n’y parvenez que si votre appareil client est situé à moins de 3,3 mètres (seulement 11 pieds) de l’accès. indiquer.

802.11ay : nouvelle génération 60 GHz

Cette norme prend en charge un débit maximum d’au moins 20 Gbit/s sur la fréquence de 60 GHz (802.11ad atteint actuellement jusqu’à 7 Gbit/s), tout en augmentant la portée et la fiabilité. La norme a été publiée en juillet 2021.

Quelles normes Wi-Fi sont en préparation ?

802.11bf : détection WLAN

Cette norme explore l’utilisation d’un WLAN capable de détecter des signaux sans fil afin de détecter les caractéristiques d’une cible prévue dans un environnement donné, telles que la portée, la vitesse, l’angle, le mouvement, la présence ou la proximité, ou les gestes. Les objets peuvent être humains ou animaux, et les environnements peuvent être une pièce, une maison, un véhicule ou un bureau. Approbation finale attendue fin 2024 ou début 2025.

802.11bh : adresses MAC aléatoires et changeantes

La norme 802.11aq a formalisé la confidentialité MAC pour les stations 802.11, ce qui inclut la modification de leur adresse MAC et/ou l’utilisation d’une adresse MAC aléatoire. Cependant, cela peut avoir de nombreuses répercussions qui affectent non seulement les réseaux 802.11, mais également de nombreux services associés. Ce groupe de travail a été formé pour élaborer un amendement visant à atténuer ces impacts, tout en continuant à protéger les avantages en matière de confidentialité des utilisateurs fournis par les adresses MAC randomisées et/ou changeantes. L’approbation finale est prévue pour 2024.

802.11bi : confidentialité améliorée des données

L’objectif de cette norme est de spécifier des modifications à la spécification 802.11 de contrôle d’accès aux médias (MAC) pour créer de nouveaux mécanismes qui traitent et améliorent la confidentialité des utilisateurs. Les utilisateurs et les gouvernements sont soucieux de protéger les informations personnelles telles que la localisation, les mouvements, les contacts et les activités. L’approbation finale est attendue fin 2024 ou début 2025.

Sur quelles normes Wi-Fi futuristes sont en cours d’élaboration ?

• Réseaux IoT sans batterie : L’IEEE a créé un groupe de travail pour examiner l’utilisation potentielle de l’énergie ambiante collectée dans l’environnement qui peut être convertie en électricité et utilisée pour alimenter des appareils IoT distribués. Les réseaux IoT sans batterie pourraient profiter à de nombreux secteurs, notamment l’agriculture, les réseaux intelligents, l’exploitation minière, la fabrication, la logistique, la maison intelligente, les transports, etc.
• Réalité augmentée/virtuelle (AR/VR) et métaverse AR/VR nécessite un débit de données extrêmement élevé et une latence ultra faible. Le groupe d’étude IEEE 802.11 sur le débit extrêmement élevé a été créé pour explorer de nouvelles fonctionnalités Wi-Fi pour les bandes comprises entre 1 et 7,125 GHz, qui augmenteraient le débit de pointe pour prendre en charge ces applications exigeantes.
• Intelligence artificielle/apprentissage automatique (IA/ML) L’IA/ML nécessite de grandes quantités de données circulant entre des sources de données, telles que des caméras, des smartphones et des appareils de jeu, et un serveur centralisé, où les données sont analysées. Pour répondre à ce besoin, de nouveaux algorithmes d’IA/ML peuvent être développés pour permettre davantage d’analyses à la source, réduisant ainsi la quantité de données qu’un réseau doit transporter.

Sommes-nous prêts pour le Wi-Fi 8 ?

Enfin, même si le Wi-Fi 7 n’a pas été officiellement ratifié, l’IEEE travaille déjà d’arrache-pied sur le Wi-Fi 8, dit Ultra-Haute Fiabilité.

Le Wi-Fi 8 vise la fiabilité, en mettant l’accent sur la disponibilité des services et les garanties de délais. Plus précisément, le groupe d’étude Wi-Fi 8 étudie la connectivité transparente via un fonctionnement multi-liens distribué (MLO), un spectre abondant via des opérations à ondes millimétriques intégrées, un déterminisme via les améliorations PHY et MAC et un retard contrôlé dans le pire des cas via la coordination AP.

La norme Wi-Fi 8 (802,11 milliards) devrait être achevée en 2028.