Wi-Fi

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Page d'aide sur les redirections Cet article concerne le protocole de communication. Pour la marque, voir Wi-Fi (marque).
Exemple d'application du Wi-Fi: impression sans fil

Le Wi-Fi[1] est un ensemble de protocoles de communication sans fil régis par les normes du groupe IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11). Un réseau Wi-Fi permet de relier par ondes radio plusieurs appareils informatiques (ordinateur, routeur, smartphone, décodeur Internet, etc.) au sein d'un réseau informatique afin de permettre la transmission de données entre eux.

Les normes IEEE 802.11 (ISO/CEI 8802-11), qui sont utilisées internationalement, décrivent les caractéristiques d’un réseau local sans fil (WLAN). La marque déposée « Wi-Fi » correspond initialement au nom donné à la certification délivrée par la Wi-Fi Alliance (« Wireless Ethernet Compatibility Alliance », WECA), organisme ayant pour mission de spécifier l’interopérabilité entre les matériels conformes à la norme 802.11 et de vendre le label « Wi-Fi » aux matériels répondant à ses spécifications. Pour des raisons de facilité d’usage (et de marketing) le nom de la norme se confond aujourd’hui avec le nom de la certification (c’est le cas en France, en Espagne, au Canada, en Suisse, en Tunisie…). Ainsi, un réseau Wi-Fi est en réalité un réseau répondant à une des normes IEEE 802.11. Dans d’autres pays (en Allemagne, aux États-Unis par exemple) de tels réseaux sont aussi nommés par le terme générique WLAN : Wireless LAN (réseau local sans fil).

Grâce aux normes Wi-Fi, il est possible de créer des réseaux locaux sans fil à haut débit. En pratique, le Wi-Fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des assistants personnels (PDA), des objets communicants ou même des périphériques à une liaison haut débit : de 11 Mbit/s[1] théoriques ou 6 Mbit/s réels en 802.11b, à 54 Mbit/s théoriques ou environ 25 Mbit/s réels en 802.11a ou 802.11g, 600 Mbit/s théoriques pour le 802.11n[2],[3], et 1,3 Gbit/s[4] théoriques pour le 802.11ac normalisé depuis décembre 2013.

La portée atteint plusieurs dizaines de mètres en intérieur (généralement entre une vingtaine et une cinquantaine de mètres). Ainsi, des fournisseurs d’accès à Internet peuvent établir un réseau Wi-Fi connecté à Internet dans une zone à forte concentration d’utilisateurs (gare, aéroport, hôtel, train…). Ces zones ou points d’accès sont appelés bornes Wi-Fi ou points d’accès Wi-Fi ou « hot spots ».

Historique[modifier | modifier le code]

Article détaillé : IEEE_802.11.

Le Wi-Fi est un ensemble de normes concernant les réseaux sans fil qui ont été mises au point par le groupe de travail 11 du Comité de normalisation LAN/MAN de l'IEEE (IEEE 802)

Le terme « Wi-Fi »[modifier | modifier le code]

Logo de la Wi-Fi Alliance

Le terme « Wi-Fi » suggère la contraction de « Wireless Fidelity », par analogie au terme « Hi-Fi » (utilisé depuis 1932 dans le domaine audio[5]) pour « High Fidelity » (apparu dans les années 1930[5]). Cependant, bien que la Wi-Fi Alliance ait elle-même employé fréquemment ce terme dans divers articles de presse (notamment dans le slogan « The Standard for Wireless Fidelity »), selon Phil Belanger, membre fondateur de la Wi-Fi Alliance, le terme « Wi-Fi » n'a jamais eu de réelle signification[6]. Il s'agit bien néanmoins d'un jeu de mots avec « Hi-Fi ».

Le terme « Wi-Fi » a été utilisé pour la première fois de façon commerciale en 1999, et a été inventé par la société Interbrand, spécialisée dans la communication de marque, afin de proposer un terme plus attractif que la dénomination technique « IEEE 802.11b Direct Sequence ». Interbrand est également à l'origine du logo rappelant le symbole du Yīn et du Yang.

Technique[modifier | modifier le code]

Structure (couches du protocole)[modifier | modifier le code]

La norme 802.11 s’attache à définir les couches basses du modèle OSI pour une liaison sans fil utilisant des ondes électromagnétiques, c’est-à-dire :

La couche physique définit la modulation des ondes radioélectriques et les caractéristiques de la signalisation pour la transmission de données, tandis que la couche liaison de données définit l’interface entre le bus de la machine et la couche physique, notamment une méthode d’accès proche de celle utilisée dans le standard Ethernet et les règles de communication entre les différentes stations. La norme 802.11 propose donc en réalité trois couches (une couche physique appelée PHY et deux sous-couches relatives à la couche liaison de données du modèle OSI), définissant des modes de transmission alternatifs que l'on peut représenter de la manière suivante :

Couche Liaison de
données
802.2 (LLC)
802.11 (MAC)
Couche Physique
(PHY)
DSSS FHSS OFDM Infrarouge

Il est possible d’utiliser n’importe quel protocole de transport basé sur IP sur un réseau 802.11 au même titre que sur un réseau Ethernet.

Modes de mise en réseau[modifier | modifier le code]

Le mode « Infrastructure »[modifier | modifier le code]

Le mode « Infrastructure » est un mode de fonctionnement qui permet de connecter les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi entre eux via un ou plusieurs points d’accès (PA) qui agissent comme des concentrateurs (exemple : répéteur ou commutateur en réseau Ethernet). Autrefois ce mode était essentiellement utilisé en entreprise. Dans ce cas, la mise en place d’un tel réseau oblige de poser à intervalles réguliers des bornes « Point d’accès » (PA) dans la zone qui doit être couverte par le réseau. Les bornes, ainsi que les machines, doivent être configurées avec le même nom de réseau (SSID = Service Set IDentifier) afin de pouvoir communiquer. L’avantage de ce mode, en entreprise, est de garantir un passage obligé par le Point d’accès: il est donc possible de vérifier qui accède au réseau. Actuellement les FAI, les boutiques spécialisées et les grandes surfaces fournissent aux particuliers des routeurs sans fil qui fonctionnent en mode « Infrastructure », tout en étant très faciles à configurer.

Le mode « Ad hoc »[modifier | modifier le code]

Article détaillé : Réseau ad hoc.

Le mode « Ad hoc » est un mode de fonctionnement qui permet de connecter directement les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi, sans utiliser un matériel tiers tel qu’un point d’accès (en anglais : Access Point, ou AP). Ce mode est idéal pour interconnecter rapidement des machines entre elles sans matériel supplémentaire (exemple : échange de fichiers entre portables dans un train, dans la rue, au café…). La mise en place d’un tel réseau consiste à configurer les machines en mode « Ad hoc » (au lieu du mode « Infrastructure »), la sélection d’un canal (fréquence), d’un nom de réseau (SSID) communs à tous et si nécessaire d'une clé de chiffrement. L’avantage de ce mode est de s’affranchir de matériels tiers, c'est-à-dire de pouvoir fonctionner en l'absence de point d'accès. Des protocoles de routage dynamique (exemples : OLSR, AODV…) rendent envisageable l'utilisation de réseaux maillés autonomes dans lesquels la portée ne se limite pas à ses voisins (tous les participants jouent le rôle du routeur).

Le mode « Pont » (« Bridge »)[modifier | modifier le code]

Un point d'accès en mode « Pont » sert à connecter un ou plusieurs points d'accès entre eux pour étendre un réseau filaire, par exemple entre deux bâtiments. La connexion se fait au niveau de la couche 2 OSI. Un point d'accès doit fonctionner en mode « Racine » (« Root Bridge », généralement celui qui distribue l'accès Internet) et les autres s'y connectent en mode « Bridge » pour ensuite retransmettre la connexion sur leur interface Ethernet. Chacun de ces points d'accès peut éventuellement être configuré en mode « Pont » avec connexion de clients. Ce mode permet de faire un pont tout en accueillant des clients comme le mode « Infrastructure ».

Le mode « Répéteur » (« Range-extender »)[modifier | modifier le code]

Un point d'accès en mode « Répéteur » permet de répéter un signal Wi-Fi plus loin (par exemple pour atteindre un fond de couloir en « L »). Contrairement au mode « Pont », l'interface Ethernet reste inactive. Chaque « saut » supplémentaire augmente cependant le temps de latence de la connexion. Un répéteur a également une tendance à diminuer le débit de la connexion. En effet, son antenne doit recevoir un signal et le retransmettre par la même interface ce qui en théorie divise le débit par deux.

Les différentes normes Wi-Fi[modifier | modifier le code]

La norme IEEE 802.11 est en réalité la norme initiale publiée en 1997 et offrant des débits de 1 ou 2 Mbit/s (Wi-Fi est un nom commercial, et c’est par abus de langage que l’on parle de « normes » Wi-Fi). Des révisions ont ensuite été apportées à la norme originale afin d’améliorer le débit (c’est le cas des normes 802.11a, 802.11b, 802.11g, 802.11n et 802.11ac, appelées normes 802.11 physiques) ou de spécifier des fonctions de sécurité ou d’interopérabilité. Voici un tableau présentant les différentes révisions de la norme 802.11 et leur signification :

Norme Nom Description
802.11a Wi-Fi 5 La norme 802.11a (baptisée Wi-Fi 5) permet d’obtenir un haut débit (dans un rayon d'environ 10 mètres : 54 Mbit/s théoriques, 27 Mbit/s réels) dans la bande de fréquence radio SHF des 5 GHz (bande U-NII = Unlicensed - National Information Infrastructure). La norme 802.11a spécifie 52 canaux (sous-porteuses) ; huit combinaisons, non superposées, sont utilisables pour le canal principal. La modulation utilisable est adaptative, en fonction des conditions radio : 16QAM, 64QAM, QPSK ou BPSK.
802.11b Wi-Fi La norme 802.11b était la norme Wi-Fi la plus répandue en base installée au début des années 2000. Elle propose un débit théorique de 11 Mbit/s (6 Mbit/s réels) avec une portée pouvant aller jusqu’à 300 mètres (en théorie) dans un environnement dégagé. La plage de fréquences utilisée est la bande des 2,4 GHz (bande ISM = Industrial Scientific Medical) avec, en France, 13 canaux radio disponibles dont 3 au maximum non superposés (1 - 6 - 11, 2 - 7 - 12...). La modulation utilisable est, au choix : CCK, DBPSK ou DQPSK.
802.11c Pontage 802.11 vers 802.1d La norme 802.11c n’a pas d’intérêt pour le grand public. Il s’agit uniquement d’une modification de la norme 802.1d afin de pouvoir établir un pont avec les trames 802.11 (niveau liaison de données).
802.11d Internationalisation La norme 802.11d est un supplément à la norme 802.11 dont le but est de permettre une utilisation internationale des réseaux locaux 802.11. Elle consiste à permettre aux différents équipements d’échanger des informations sur les plages de fréquences et les puissances autorisées dans le pays d’origine du matériel.
802.11e Amélioration de la qualité de service La norme 802.11e vise à donner des possibilités en matière de qualité de service au niveau de la couche « liaison de données ». Ainsi, cette norme a pour but de définir les besoins des différents paquets en termes de bande passante et de délai de transmission de manière à permettre, notamment, une meilleure transmission de la voix et de la vidéo.
802.11f Itinérance (roaming) La norme 802.11f est une recommandation à l’intention des vendeurs de points d’accès pour une meilleure interopérabilité des produits de fabricants différents.

Elle propose le protocole Inter-Access point roaming protocol permettant à un utilisateur itinérant de changer de point d’accès de façon transparente lors d’un déplacement, quelles que soient les marques des points d’accès présents dans l’infrastructure réseau. Cette possibilité est appelée itinérance ((en)roaming).

802.11g   La norme 802.11g offre un haut débit (54 Mbit/s théoriques, 25 Mbit/s réels) dans la bande de fréquence des 2,4 GHz. La norme 802.11g offre une compatibilité ascendante avec la norme 802.11b[7]. Cette aptitude permet aux équipements de proposer le 802.11g tout en restant compatibles avec les réseaux existants 802.11b. Le principe est le même que celui de la norme 802.11a (bande des 5 GHz), mais on utilise ici 13 canaux composés chacun de 48 sous-porteuses radio, partiellement superposées dans la bande de fréquences des 2,4 GHz. Le 802.11g utilise une modulation OFDM autorisant de plus hauts débits ; chaque sous-porteuse conserve les modulations classiques BPSK, QPSK ou QAM comme dans la norme 802.11a.

Cette modulation OFDM étant interne à l'un des 13 canaux de 22 MHz possibles (14 au Japon), il est donc possible d'utiliser au maximum, à plein débit, 3 de ces canaux non superposés (1 - 6 - 11, 2 - 7 - 12...)

802.11h   La norme 802.11h vise à rapprocher la norme 802.11 du standard Européen (Hiperlan 2, d’où le « h » de 802.11h) et être en conformité avec la réglementation européenne en matière de fréquences et d’économie d’énergie.
802.11i   La norme 802.11i a pour but d’améliorer la sécurité des transmissions (gestion et distribution des clés, chiffrement et authentification). Cette norme s’appuie sur l’AES (Advanced Encryption Standard) et propose l'authentification (WPA2) et un chiffrement des communications pour les transmissions utilisant les standards 802.11a, 802.11b et 802.11g.
802.11IR   La norme 802.11IR a été élaborée de manière à utiliser des signaux infra-rouges. Cette norme est désormais dépassée techniquement.
802.11j   La norme 802.11j est à la réglementation japonaise ce que le 802.11h est à la réglementation européenne.
802.11n WWiSE (World-Wide Spectrum Efficiency) ou TGn Sync La norme 802.11n est disponible depuis le 11 septembre 2009. Le débit théorique atteint les 450 Mbit/s en Mimo 3x3 (débit réel jusqu'à 200 Mbit/s dans un rayon de 100 mètres) grâce aux technologies MIMO (Multiple-Input Multiple-Output) et OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Des équipements propriétaire, qualifiés de « pré-N » étaient disponibles depuis 2006[8].

Le 802.11n a été conçu pour pouvoir utiliser les bandes de fréquences de 2,4 GHz ou 5 GHz. Les premiers adaptateurs 802.11n disponibles étaient généralement simple-bande à 2,4 GHz, mais des adaptateurs double-bande (2,4 GHz ou 5 GHz, au choix) ou même double-radio (2,4 GHz et 5 GHz simultanément) sont également disponibles. Le 802.11n sait combiner jusqu’à 2 canaux de 20 MHz non superposés, ce qui permet, en théorie d'atteindre une capacité totale théorique de 600 Mbit/s dans la bande des 5 GHz.

802.11r Handover La norme 802.11r, publiée en 2008, vise à améliorer la mobilité entre les cellules d'un réseau Wi-Fi et notamment de réduire le temps d'interruption d'une communication en cas de handover : Il permet à un appareil connecter de basculer plus rapidement (moins d'une seconde) et de façon plus fluide d'un point d'accès au suivant.
802.11s Réseau Mesh La norme 802.11s vise à implémenter la mobilité sur les réseaux de type Ad-Hoc. Le débit théorique atteint 10 à 20 Mbit/s. Tout point qui reçoit le signal est capable de le retransmettre. Elle constitue ainsi une toile au-dessus du réseau existant. Un des protocoles utilisé pour mettre en œuvre son routage est OLSR.
802.11u La norme 802.11u a été adoptée le 25 février 2011. Elle vise à faciliter la reconnaissance et la sélection de réseaux, le transfert d'informations en provenance de réseaux externes, en vue de permettre l'interopérabilité entre différents fournisseurs de services payants ou avec des hot-spots 2.0. Elle définit aussi des normes en termes d'accès à des services d'urgence. À terme, elle doit entre autres faciliter le délestage des réseaux 3G ou 4G de téléphonie mobile.
802.11v La norme 802.11v a été adoptée le 2 février 2011. Elle décrit des normes de gestion des terminaux en réseau : reportings, gestion des canaux, gestion des conflits et interférence, service de filtrage du trafic...
802.11ac Amélioration du débit IEEE 802.11ac est la dernière évolution du standard de transmission sans fil 802.11, qui permet une connexion sans fil haut débit dans la bande de fréquences inférieure à 6 GHz (communément appelée bande des 5 GHz). Le 802.11ac offre jusqu'à 1 300 Mbit/s de débit théorique, en utilisant des canaux de 80 MHz, soit jusqu'à 7 Gbit/s de débit global dans la bande des 5 GHz (de 5170 MHz à 5835 MHz). La norme a été ratifiée en janvier 2014.

Linksys, la division grand public de Cisco Systems, avait développé en 2006 la technologie SRX pour « Speed and Range Expansion » (« Vitesse et Portée Étendue »). Celle-ci superpose le signal de deux signaux 802.11g pour doubler le taux de transfert des données. Le taux maximum de transfert des données via un réseau sans fil SRX400 dépassait alors les capacités d’un réseau filaire Ethernet 10/100 que l’on trouvait en 2006 dans la plupart des réseaux.

Historique de l'intégration[modifier | modifier le code]

Les iBooks d’Apple furent, en 1999, les premiers ordinateurs à proposer un équipement Wi-Fi[9] intégré (sous le nom d’AirPort), bientôt suivis par le reste de la gamme. D'autres ordinateurs commencent ensuite à être vendus avec des cartes Wi-Fi intégrées tandis que les plus anciens doivent s’équiper d’une carte Wi-Fi externe adaptée (PCMCIA, USB, CompactFlash, PCI, MiniPCI, etc.). À partir de 2003, on voit aussi apparaître des ordinateurs portables intégrant la plateforme Intel Centrino, qui permet une intégration simplifiée du Wi-Fi[10].

Controverses, risques et limites[modifier | modifier le code]

Confidentialité[modifier | modifier le code]

L’accès sans fil aux réseaux locaux rend nécessaire l’élaboration d’une politique de sécurité dans les entreprises et chez les particuliers.

Il est notamment possible de choisir la méthode de codage de la communication sur l’interface radio. La plus ancienne était l’utilisation d’une clé dite Wired Equivalent Privacy (WEP), communiquée uniquement aux utilisateurs autorisés du réseau. Toutefois, il a été démontré que cette méthode de sécurité était facile à violer[11], avec l’aide de programmes tels que Aircrack.

Dans le but d'améliorer la confidentialité, de nouvelles méthodes ont été proposées, comme Wi-Fi Protected Access (WPA) ou plus récemment WPA2.

Depuis l’adoption du standard 802.11i, on peut raisonnablement parler d’accès réseau sans fil sécurisé. En l’absence de 802.11i, on peut utiliser un tunnel chiffré (VPN) pour se raccorder au réseau de son entreprise sans risque d’écoute ou de modification.

Un des risques qui peut se poser pour le détenteur d'un point d'accès est sa responsabilité lorsque celui-ci est utilisé pour réaliser des actions illégales comme par exemple le partage illégal de copies protégées par le droit d'auteur[12] ; problème qui se pose principalement lorsque le point d'accès n'est pas sécurisé.

D'autres méthodes de sécurisation existent, avec, par exemple, un serveur Radius chargé de gérer les accès par nom d’utilisateur et mot de passe.

Risque sanitaire[modifier | modifier le code]

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Le Wi-Fi apparaît au moment où se développent des interrogations quant à l’impact des radiofréquences sur la santé de l’homme. Des débats scientifiques se sont multipliés autour du téléphone mobile, et le débat s'est étendu à l’ensemble des technologies radio reposant sur les micro-ondes, notamment les technologies GSM, WiMAX, UMTS (la 3G), ou encore HSDPA (la 3G+), DECT, et le Wi-Fi.

Les ondes émises par les équipements Wi-Fi se diffusent dans l'ensemble de l'environnement, mais la fréquence relativement élevée de ces ondes (2,4 GHz) les font mal traverser les murs. En outre, la puissance émise par les équipements Wi-Fi (~30 mW) est vingt fois moindre que celle émise par les téléphones mobiles (~600 mW)[13]. De plus, le téléphone est généralement tenu à proximité immédiate du cerveau, ce qui n’est pas le cas des équipements Wi-Fi (à l'exception des téléphones Wi-Fi), où, à une dizaine de centimètres, la densité de puissance du signal est déjà fortement atténuée (pour une antenne isotrope, elle est inversement proportionnelle au carré de la distance :

{P=\frac{\text{PIRE}}{4 \pi D^2}}, avec PIRE [W] = Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente.

Malgré la permanence d'exposition, les effets thermiques des ondes Wi-Fi sont donc reconnus comme étant négligeables[réf. nécessaire].

Plusieurs organismes ont réalisé des études au sujet de l'effet sur la santé du Wi-Fi, et ont, dans un premier temps, majoritairement conclu qu'il n'y avait aucune raison de craindre que le Wi-Fi soit dangereux pour la santé dans le cadre d'une utilisation normale. Parmi ces organismes, on peut citer :

La Health Physics Society (en)
Dans sa revue Health Physics Society, l'organisme américain a effectué de nombreuses mesures en France, en Allemagne, en Suède, et aux États-Unis[14]. Dans tous les cas le niveau du signal Wi-Fi détecté reste bien plus bas que les limites d'exposition internationales (ICNIRP et IEEE C95.1-2005), mais aussi bien plus faible que les autres champs électromagnétiques présents aux mêmes endroits.
La Fondation Santé et Radiofréquences
Financée pour moitié par les opérateurs de téléphonie[15], cet organisme a organisé une rencontre scientifique en pour faire le point sur l'état des connaissances concernant l'effet des radiofréquences sur la santé, notamment pour le Wi-Fi. Une conclusion est que « les études menées jusqu'à aujourd'hui n'ont permis d'identifier aucun impact des radiofréquences sur la santé en deçà [des limites de puissance légales] ». Pour ceux que le Wi-Fi inquiéterait, il est précisé que « pour minimiser l'exposition aux radiofréquences émise par ces systèmes, il suffit de les éloigner des lieux où une personne se tient pendant de longues périodes. Quelques dizaines de centimètres suffisent à diminuer nettement le niveau d'exposition »[16].
L'ANSES
Dans son rapport 2013[17], l'Agence nationale de sécurité sanitaire de l'alimentation, de l'environnement et du travail indique qu'« ont été observés, suite à une exposition aux radiofréquences » :
  • « des effets différents sur la mort cellulaire neuronale en fonction du type d’étude (in vitro ou in vivo) : une modification (augmentation ou diminution) du nombre total de neurones et une augmentation des cellules en apoptose après une exposition chronique in vivo (dans un nombre limité d’études) » (p. 9) ;
  • « un effet sur un marqueur astrocytaire (GFAP) en lien avec l’inflammation (effet vraisemblablement transitoire) après exposition chronique in vivo » (p. 9) ;
  • « un effet de type stress oxydant après une exposition prolongée aux radiofréquences sur l’ADN mitochondrial de neurones (sur la base d’une seule étude in vitro). Ce dernier est particulièrement sensible au stress oxydant en raison d’un défaut de protéines protectrices de type histones, d’une capacité de réparation réduite et de la proximité de la chaîne respiratoire dans la membrane interne de la mitochondrie. Ceci pourrait expliquer ce résultat discordant par rapport à la plupart des études n’ayant pas ciblé ce type d’ADN » (p. 9) ;
  • « une modification de l’activité électrique cérébrale (notamment de la puissance du rythme alpha) » (p. 9).
L'ANSES remarque : « On ne peut pas exclure le fait que dans certaines conditions (notamment avec des expositions à des signaux modulés), les radiofréquences puissent favoriser l’oxydation de l’ADN. Les modifications observées sur l’état d’oxydation de la guanine (dans 2 études seulement) ont été corrélées avec une augmentation du stress oxydant dans la cellule ou l’organisme ; induisent des cassures de l’ADN (effet clastogène) » (p. 14).
L'agence précise : « Chez l’Homme, un effet physiologique à court terme a été observé sur le sommeil. Il s’agit d’une augmentation de la puissance spectrale de l’électroencéphalogramme (EEG) dans la fréquence des fuseaux de sommeil, avec une modulation autour de 14 Hz. Cet effet est reproductible, mais le mécanisme explicatif n’est pas connu et nécessite d’être investigué. De plus, des diminutions significatives de la durée du sommeil de stade 2 et des augmentations de la durée du sommeil paradoxal dans le 3e quart de la nuit ont été observées (une augmentation du nombre de périodes de sommeil paradoxal a également été rapportée dans la seule étude disponible chez le rat) » (p. 19).
Supélec
En , l'École supérieure d'électricité a publié une étude sur les champs électromagnétiques produits par des équipements Wi-Fi, en mesurant notamment l'effet cumulatif de nombreux équipements Wi-Fi situés à proximité les uns des autres[18]. Leur conclusion est que les limites légales sont très loin d'être atteintes. Cependant, il est à noter que ces limites sont fixées sur la base de recommandantions de l'ICNIRP, organisation proche de l'industrie[19].
La Health Protection Agency (en) (HPA)
L'Agence de protection de la santé au Royaume-Uni indique qu'elle n'a connaissance d'aucune preuve cohérente permettant de penser que les ondes Wi-Fi ont un effet sur la santé[20]. Le Dr Michael Clarka de l'HPA a souligné qu'une personne assise à proximité d'un hotspot Wi-Fi pendant un an reçoit la même dose d'ondes qu'une personne qui utilise son téléphone portable pendant vingt minutes. Toutefois, l'agence déclare opportun de mener de nouvelles études sur ce sujet.
Bioinitiative
Ce groupe de quatorze chercheurs internationaux a publié en (mis à jour en 2011 et 2013) le Rapport Bioinitiative[21], globalement très pessimiste vis-à-vis des télécommunications sans fil au vu des enquêtes épidémiologiques dont il rend compte. En ce qui concerne le Wi-Fi, le rapport préconise l'utilisation d'alternatives filaires à cette technologie dans les écoles et les bibliothèques avec de jeunes enfants[22].

Les conclusions sont donc controversées et le Wi-Fi a été officiellement déconseillé, voire interdit dans des écoles en Angleterre, en Allemagne et en Autriche. Au Canada, deux universités (Université de LakeHead et Université de l'Ontario) en ont interdit l'installation[réf. nécessaire]. En France, cinq bibliothèques parisiennes ont débranché leurs installations Wi-Fi après que plusieurs membres du personnel se sont déclarés incommodés (fin 2008, ces bornes ont été rebranchées après audit technique des sites)[23]. La Bibliothèque nationale de France, qui a décidé d'appliquer le principe de précaution, a déclaré choisir l'alternative filaire par le biais d'une liaison Ethernet, mais n'a à ce jour pas équipé ses salles de lecture accessibles au public de prises RJ45.

Toutefois, bien que l'Organisation mondiale de la santé (OMS) ait conclu en 2006 que l'exposition prolongée aux ondes du Wi-Fi ne présentait aucun risque pour la santé[24], elle est depuis revenue sur cette position en ajoutant le Wi-Fi (ainsi que la téléphonie mobile) dans la liste des éléments cancérogènes du groupe 2B (possiblement cancérigène pour l'homme) en [25],[26]. Il est recommandé de désactiver le wi-fi de sa box autant que possible.[réf. nécessaire]

Partage des bandes de fréquences[modifier | modifier le code]

Le Wi-Fi utilise principalement une bande de fréquence dite « Industrielle, Scientifique et Médicale », ISM, de 2,4 à 2,4835 GHz, partagée avec d’autres types d'usages ce qui peut conduire à des problèmes d'interférences, brouillages causés par les fours à micro-ondes, les transmetteurs domestiques, les relais, la télémesure, la télémédecine, la télé-identification, les caméras sans fil, le Bluetooth, les émissions de télévision amateur (amateur TV ou ATV), etc. Inversement, certains systèmes comme la technique RFID commencent à fusionner avec le Wi-Fi afin de bénéficier de l’infrastructure déjà en place[27],[28].

En Wi-Fi, il est recommandé de ne pas utiliser la même fréquence que celle utilisée par les voisins immédiats (collisions) et de ne pas utiliser une fréquence trop proche (interférences). Voir aussi la liste des canaux Wi-Fi.

Applications et usages du Wi-Fi[modifier | modifier le code]

Téléphone utilisant la voix sur IP en Wi-Fi.

Cette technologie peut ouvrir les portes à un grand nombre d’applications pratiques. Elle peut être utilisée avec de l’IPv4, ou de l’IPv6, et permet le développement de nouveaux algorithmes distribués[29].

Les utilisateurs des hotspots peuvent se connecter dans des cafés, des hôtels, des aéroports, etc., et accéder à Internet mais aussi bénéficier de tous les services liés à Internet (World Wide Web, courrier électronique, téléphonie (VoIP), téléphonie mobile (VoIP mobile), téléchargements etc.). Cet accès est utilisable de façon fixe, mais parfois également en situation de mobilité (exemple : le hotspot disponible dans les trains Thalys).

Les hotspots Wi-Fi contribuent à constituer ce que l'on peut appeler un « Réseau pervasif ». En anglais, « pervasive » signifie « omniprésent ». Le Réseau Pervasif est un réseau dans lequel nous sommes connectés, partout, tout le temps si nous le voulons, par l’intermédiaire de nos objets communicants classiques (ordinateurs, PDA, téléphones) mais aussi, demain, grâce à des objets multiples équipés d’une capacité de mémoire et d’intelligence : baladeurs, systèmes de positionnement GPS pour voiture, jouets, lampes, appareils ménagers, etc. Ces objets dits « intelligents » sont d’ores et déjà présents autour de nous et le phénomène est appelé à se développer avec le développement du Réseau Pervasif. À observer ce qui se passe au Japon, aux États-Unis mais aussi en France, l’objet communicant est un formidable levier de croissance pour tout type d’industrie.

En parallèle des accès classiques de type hotspot, le Wi-Fi peut être utilisé pour la technologie de dernier kilomètre dans les zones rurales, couplé à des technologies de collecte de type satellite, fibre optique, WiMAX ou liaison louée.

Les téléphones et smartphones Wi-Fi (GSM, UMTS, DECT, PDA) utilisant la technologie VoIP sont devenus très courants.

À Paris, il existe un réseau important de plusieurs centaines de cafés offrant aux consommateurs une connexion Wi-Fi gratuite. Depuis juillet 2007, Paris WI-FI propose gratuitement à Paris 400 points d’accès dans 260 lieux municipaux.

Les opérateurs de réseau mobile offrent souvent des solutions permettant aux téléphones mobiles d'utiliser, de façon transparente pour l'utilisateur, les hotspots Wi-Fi disponibles à proximité, qu'il s'agisse de nouvelles versions de hot-spots publics, de terminaux fixes (box) des abonnés du fournisseur, voire dans le cadre d'une interopérabilité entre fournisseurs. L'objectif est de faciliter l'accès à l'internet mobile et vise à dé-congestionner la bande passante utilisée par les réseaux 3G et 4G[30].

Les antennes Wi-Fi[modifier | modifier le code]

Antenne tige basique omnidirectionnelle à 2,4 GHz.

Antennes omnidirectionnelles[modifier | modifier le code]

Pour ce type d'antenne existent :

  • le dipôle ressemblant à un stylo et qui est l’antenne tige basique (¼ d’onde) la plus rencontrée. Elle est omnidirectionnelle, et est dédiée à la desserte de proximité. Elle équipe aussi la caméra sans fil numérique Wi-Fi 2,4 GHz (conforme CE) permettant une PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente) maximale autorisée de 100 mW, 20 dBm. (D standard indicatif = 500 m à vue).
  • L’antenne colinéaire souvent installée sur le toit. Elle est omnidirectionnelle, son gain, 7 à 15 dBi, est lié à sa dimension verticale pouvant atteindre 2 m.

Ces deux premières descriptions, fonctionnant en polarisation V, peuvent être considérées comme des antennes station d’accueil ou de base puisque compatibles avec un environnement 360°.

Antennes directionnelles[modifier | modifier le code]

  • L’antenne panneau peut être intérieurement un réseau d’antenne quad ou d’antenne patch, ou un réseau de dipôles. Le gain commence vers 8 dBi (8 × 8 cm) pour atteindre 21 dBi (45 × 45 × 4,5 cm). C’est l’antenne qui présente le meilleur rapport gain/encombrement et aussi le meilleur rendement, qui se situe autour de 85 à 90 %. Au-delà de ce gain maximum, elle est difficile à fabriquer, car surgissent des problèmes de couplage (pertes) entre étages des dipôles et il faudrait en plus envisager le doublement de la surface.
Le volume d’une antenne panneau est minimal.
  • L’antenne type parabole pleine ou ajourée (grille). Son intérêt d’emploi se situe dans la recherche du gain obtenu à partir d’un diamètre théorique d’approche suivant :
    • 18 dBi = 46 cm,
    • 19 dBi = 52 cm,
    • 20 dBi = 58 cm,
    • 21 dBi = 65 cm,
    • 22 dBi = 73 cm,
    • 23 dBi = 82 cm,
    • 24 dBi = 92 cm,
    • 25 dBi = 103 cm,
    • 26 dBi = 115 cm,
    • 27 dBi = 130 cm,
    • 28 dBi = 145 cm,
    • 29 dBi = 163 cm,
    • 30 dBi = 183 cm.
Le rendement de la parabole est moyen, 45~55 %. Le volume de l’antenne, qui tient compte de la longueur du bracon, donc de la focale, est significatif.
Une parabole satellite (exemple TPS/CS sans tête 11-12 GHz) est exploitable en Wi-Fi, à condition de prévoir une source adaptée : cornet, patch ou quad mono ou double, etc.

Choix d’antenne[modifier | modifier le code]

Les antennes à gain directionnelles ou omnidirectionnelles sont destinées à la « plus longue portée », possible, quelques kilomètres.

Les antennes panneaux et paraboliques sont uniquement directionnelles, c’est-à-dire qu’elles favorisent une direction privilégiée (plus ou moins ouverte) au détriment d’autres non souhaitées.

On retient que les antennes panneaux sont souvent préférées (voire préférables) lorsque le bilan de liaison est favorable, mais, dès que le système doit être plus performant, les paraboles deviennent nécessaires. Le point d’équilibre, à 21 dBi, se fait avec d’un côté un panneau carré de 45 cm et de l’autre une parabole d = 65 cm.

En conclusion, en directionnel, ou point à point, il est plus intéressant de s’équiper d’abord d’un panneau, puis, si les circonstances l’exigent, d’une parabole.

Les antennes Wi-Fi sont généralement dotées de connecteurs SMA, RP-SMA (reverse polarity SMA), ou N selon le constructeur. Cependant, les antennes à gain (exprimé en dBi ou en dBd) employées à l’émission (réception libre) doivent respecter la réglementation PIRE (Puissance Isotrope Rayonnée Équivalente).

Autres antennes[modifier | modifier le code]

Il existe d’autres antennes, moins connues, et celles conçues par les wifistes, comme l’antenne cornet, les antennes 2,5 GHz de réalisation amateur, les Yagi, les cornières, les dièdres, les « discones » etc., mais seules les tiges, les panneaux et les paraboles sont significativement utilisées.

Pour améliorer les échanges, il peut être monté au plus près de l’antenne un préamplificateur d’antenne (RX) avec ou sans ampli de puissance mais toujours de type bidirectionnel.

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. a et b Définition : Wi-fi – nom masculin Dictionnaire de français Larousse
  2. La norme wifi 802.11n est finalisée depuis le 11 septembre 2009 par l'IEEE : (en) IEEE standard association: News. Les versions précédentes peuvent, dans certains cas être mises à jour par changement du firmware.
  3. le débit de 600 Mbit/s n’est accessible, en pratique, que dans la bande de fréquence, plus large, des « 5 GHz »
  4. (en) 802.11ac AC1900: Innovation or 3D Wi-Fi? smallnetbuilder.com, le 8 octobre 2013
  5. a et b (en) Oxford English Dictionary, Oxford, Oxford University Press,‎ , 2e éd. (ISBN 978-0-19-861186-8)
  6. (en) WiFi isn't short for "Wireless Fidelity" - Cory Doctorow, Boing Boing, 8 novembre 2005
  7. ce qui signifie que des matériels conformes à la norme 802.11g peuvent fonctionner en 802.11b
  8. des périphériques à la norme 802.11n commencent à apparaître basés sur le Draft 1.0 (brouillon 1.0), publié en avril 2006 ; le Draft 2.0 est sorti en , les périphériques basés sur ce brouillon seraient compatibles avec la version finale du standard
  9. (en) Wi-Fi: Apple to leap ahead again Mac.blorge, le 23 janvier 2013]
  10. Bon anniversaire... Centrino Tomshardware.fr, le 13 mars 2013
  11. (en) WEP Cracking…Reloaded
  12. Certaines lois, "la loi favorisant la diffusion et la protection de la création sur internet" du 12 juin 2009 en France, se basent notamment sur une identification par l'adresse IP utilisée pour commettre un délit.
  13. Dossier Radiofréquences, mobiles et santé Sur génération nouvelles technologies.
  14. (en) « Radiofrequency exposure from wireless LANs utilizing Wi-Fi technology » Health Physics PMID 17293700
  15. Présentation de la fondation Santé et Radiofréquences
  16. Fondation Santé et RadioFréquences - Le Wi-Fi et la santé
  17. ANSES, rapport 2013
  18. Supélec - Étude RLAN et champs électromagnétiques [PDF]
  19. Voir le documentaire de Jean Heches, Ondes, science et manigances.
  20. (en) Health Protection Agency - Wi-Fi General Position
  21. BioInitiative Working Group - Rapport BioInitiative [PDF]
  22. (en) Rapport BioInitiative (en anglais), page 29 : « Although this RF target level does not preclude further rollout of WI-FI technologies, we also recommend that wired alternatives to WI-FI be implemented, particularly in schools and libraries so that children are not subjected to elevated RF levels until more is understood about possible health impacts. This recommendation should be seen as an interim precautionary limit that is intended to guide preventative actions; and more conservative limits may be needed in the future »
  23. Cordélia Bonal, « Wifi: malaise dans les bibliothèques parisiennes », sur Libération,‎ (consulté le 9 mai 2015)
  24. Champs électromagnétiques et santé publique: stations de base et technologies sans fil - OMS, Aide-mémoire no 304, mai 2006
  25. Liste des cancérogènes du groupe 2B du CIRC
  26. [1]
  27. L’impact d’affaire des systèmes de positionnement en temps réel, Radio RFID
  28. (en) Positioning techniques : A general model, Université Radboud de Nimègue.
  29. (en) New Distributed Algorithm for Connected Dominating Set in Wireless Ad Hoc Networks - K. Alzoubi, P.-J. Wan et O. Frieder, 2002 (ISBN 0-7695-1435-9)
  30. Next Generation Hotspot : le futur de l’Internet mobile passe par le Wi-Fi - ITespresso, 21 juin 2011

Certains passages de cet article, ou d’une version antérieure de cet article, sont basés sur l’article Introduction au Wi-Fi (802.11) du site Web Comment ça marche ?. L’article d’origine porte la notice de copyright suivante : « © Copyright 2003 Jean-François Pillou - Hébergé par Web-solutions.fr. Ce document issu de CommentCaMarche.net est soumis à la licence GNU FDL. Vous pouvez copier, modifier des copies de cette page tant que cette note apparaît clairement. »

Annexes[modifier | modifier le code]

Articles connexes[modifier | modifier le code]

Liens externes[modifier | modifier le code]