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EVOLUTION DU WI-FI ET DE SES USAGES

EVOLUTION DU WI-FI ET DE SES USAGES

Présentation

 

Le Wi-Fi (Wireless Fidelity) marque déposée et gérée depuis 1999 par l’organisation « Wi-Fi Alliance» désigne la technologie radio ou l’ensemble des équipements conformes aux normes 802.11 gérées par l’IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers). Cette technologie  défini les spécifications des réseaux d’accès Radio locaux WLAN. Plusieurs standards ont été validés et agréés depuis 1997 sur les bandes de fréquences 2.4 GHz et 5 GHz (voir Tableau récapitulatif des principaux standards Wi-Fi).

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 Les différentes versions, enrichies de plusieurs amendements, répondent chaque fois à des besoins spécifiques en termes de débit, portée du signal et type de services. Notons que cette technologie a connu un développement continu qui s’accentue actuellement, surtout avec les changements des habitudes de consommation en matière de services de télécommunications ainsi que la multiplication des terminaux utilisant le Wi-Fi comme technologie d’accès.

Usage du Wi-Fi

 Il faut noter la diversité au niveau de l’utilisation de la technologie Wi-Fi qui est passée d’une technologie de réseau locaux pour les sites des entreprises, cherchant plus de flexibilité et moins de câblage, à une solution de mutualisation d’accès Internet au sein d’un foyer, surtout avec l’arrivée sur le marché des box triple play (Internet /TV/Téléphone) proposées par les opérateurs.

Cette utilisation ne s’est pas limitée aux espaces privés ou commerciaux comme les cafés et les hôtels mais elle est passée au niveau des espaces publics comme les parcs, les aéroports, les universités et même au niveau des transports en commun comme les trains et les avions, devenant ainsi la première technologie d’accès au réseau Internet.

Devant cette croissance de l’usage, les opérateurs ont multiplié l’installation des points d’accès Wi-Fi appelés Hotspots (il y aura globalement plus de 300 millions de Hotspots Wi-Fi publics, y compris communautaires, en 2019, comparés à approximativement 48 millions de Hotspots en 2014)[1] et ont même scellé des partenariats avec des opérateurs internationaux spécialisés dans les réseaux Wi-Fi, comme iPass et Boingo, pour arriver à des taux de couverture Wi-Fi importants.

Une autre tendance confirme l’engouement aux accès Wi-Fi. Celle-ci concerne l’ouverture (volontaire) de SSID public au niveau des box des clients Résidentiels ou parfois Entreprises comme Hotspots pour les autres clients de l’opérateur. On ne parle alors plus de Hotspot mais de HomeSpot ou de Hotspot communautaire.

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L’utilisation du réseau Wi-Fi pour l’accès des clients à Internet est devenue aussi une solution de choix pour diminuer les coûts engagés par les opérateurs, en permettant le délestage du trafic à partir des réseaux cellulaires comme la 3G et la 4G, qui nécessitent des investissements plus importants (en 2016, le trafic passé sur Wi-Fi sera plus important que celui transitant sur les réseaux cellulaires, Source Cisco VNI 2015). L’investissement dans le Wi-Fi est donc devenu un choix stratégique pour tout l’écosystème des télécommunications (voir recommandation Rapport Union Européenne pour les opérateurs « Impact du délestage de trafic et des tendances technologiques connexes sur la demande de spectre haut débit sans fil »).

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Nous notons également le développement, en parallèle de nouveaux usages Wi-Fi, de la connexion directe entre équipements via la technologie « Wi-Fi direct » ainsi que l’utilisation du Wi-Fi pour la connectivité des équipements Machine To Machine et ceux de la domotique.

A cette diversité au niveau de l’usage du Wi-Fi s’ajoute la disponibilité des terminaux supportant le Wi-Fi, estimée en 2015 à 3,161 Milliards d’unités.

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La réglementation du Wi-Fi

 Le Wi-fi opère dans les bandes de fréquences suivantes:

2400 – 2483.5 MHz, 5150 – 5350 MHz et 5470 – 5825MHz.

Au niveau de la réglementation, la plupart des pays distinguent deux types d’utilisation : l’usage en Indoor (à l’intérieur des bâtiments) et l’usage en Outdoor (à l’extérieur, au niveau des espaces publics).

Pour ce qui est des règles d’utilisation, la plupart des pays différencient les règles entre les bandes de fréquences 2.4 GHz et 5 GHz.

Exemple le plus commun de règles Wi-Fi :

Tableau des puissances maximales autorisées pour la PIRE (puissance isotrope rayonnée équivalente)

Fréquence MHz

Zone de couverture

EIRP MAX

DFS Dynamic Frequency Selection

TPC Tansmit Power Control

2400-2483.5

Indoor&Outdoor

100mW

N/A

N/A

5150-5250

Indoor

200mW

N/A

N/A

5250-5350

Indoor

200mW avec TPC ou 100mW sans TPC

Obligatoire

Dépend de EIRP MAX

5470-5825

Indoor&Outdoor

1W avec TPC ou 500mW sans TPC

Obligatoire

Dépend de EIRP MAX

L’utilisation de la bande 5GHz est améliorée grâce à la technologie DFS (Dynamic Frequency Selection), permettant à un point d’accès de superviser le spectre de fréquences et de sélectionner la fréquence qui n’est pas utilisée par le système Radar.

Le point d’accès supervise en continue l’environnement Radar pour détecter sa présence. Si une utilisation de la fréquence par le Radar est détectée, le point d’accès cesse toute transmission dans le délai exigé, et recommence à transmettre automatiquement sur un autre Canal.

 Cette technologie permet d’éviter toute utilisation des canaux Radars sur des bandes spécifiques.

 Bande de fréquences 5 GHz

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Source : Cisco VNI 2015

Au début, le Wi-Fi été associé à la bande 2.4 GHz car la plupart des équipements supportaient uniquement cette bande. Ceci a changé compte tenu que la plupart des équipements vendus actuellement supportent la bande de fréquences 5 GHz. La majorité de ceux-ci, certifiés par « Wi-Fi Alliance », sont en bande 5 GHz et représentent 57% des ventes. Le standard Wi-Fi actuel 802.11ac supporte uniquement la bande 5 GHz. Au niveau services, la bande passante permise par la bande 5 GHz est la seule capable de supporter les profils de trafic actuels des clients, basés principalement sur le streaming.

5GHz ABI rechearch (Wi-Fi Alliance statistics).

Notes :

  • L’union européenne dans son rapport sur le délestage du trafic mobile par Wi-Fi recommande l’utilisation de la bande 5GHz pour le Wi-Fi.

  • Qualcomm l’une des entreprises pionnières de cette technologie et fabriquant des éléments les plus importants pour cet écosystème (les chipsets) recommande l’utilisation de la bande 5GHz. Cette bande offre plus de fréquences et peut intégrer des caractéristiques techniques notamment les protocoles automatique tels que DFS (Dynamic Frequency Selection standard) permettant d’éviter les perturbations et interférences avec les réseaux existants surtout les Radars.

  • Au niveau de la 3GPP plusieurs standards traitent de l’intégration du Wi-Fi (notamment l’Accès du WLAN à l’EPC) comme technologie d’accès avec les réseaux cellulaires 2G/3G et 4G. l’objectif étant de rendre le handover transparent pour le client.

  • Au niveau GSMA on travaille sur l’intégration de la voix, Vidéo et SMS sur Wi-Fi. Au niveau WBA Wireless Broadband Alliance on travaille sur la nouvelle génération de hotspot pour assurer une utilisation optimale et efficace du Wifi à l’instar des réseaux 3G et 4G (permettre et faciliter le Handover, le Roaming, la sécurité etc…).

Références :

  • Document Qualcomm,

  • Réglementation Arcep, Qualcomm,….

  • ABI Research, “Wi-Fi Alliance”, IDATE, Cisco VNI,

  • Rapport Union Européenne sur le délestage,

  • GSMA IMS Profile for Voice, Video and SMS over Wi-Fi Version 2.0 29 May 2015,

  • WBA Next Generation Hotspot (NGH) – based Integrated Small Cell Wi-Fi (ISW) Networks White Paper.

Par Youssef Diop consultant Télécoms et TICs

[1] Source Etude iPass Inc., Maravedis and Rethink

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