Wi-Fi - Guide rapide
WiFi signifie Wireless Fidélité. WiFiIl est basé sur la famille de normes IEEE 802.11 et est principalement une technologie de réseau local (LAN) conçue pour fournir une couverture haut débit dans les bâtiments.
Les systèmes WiFi actuels prennent en charge un débit de données de pointe de la couche physique de 54 Mbps et fournissent généralement une couverture intérieure sur une distance de 100 pieds.
Le WiFi est devenu la norme de facto pour la connectivité haut débit du dernier kilomètre dans les maisons, les bureaux et les points d'accès publics. Les systèmes peuvent généralement fournir une plage de couverture d'environ 1 000 pieds seulement à partir du point d'accès.
Le WiFi offre des débits de données de pointe remarquablement plus élevés que les systèmes 3G, principalement parce qu'il fonctionne sur une bande passante plus grande de 20 MHz, mais les systèmes WiFiWiFi ne sont pas conçus pour prendre en charge la mobilité à haut débit.
Un avantage significatif du WiFi par rapport au WiMAX et à la 3G est sa large disponibilité de terminaux. La grande majorité des ordinateurs portables livrés aujourd'hui ont une interface WiFi intégrée. Des interfaces Wi-Fi sont désormais également intégrées à divers appareils, notamment des assistants de données personnelles (PDA), des téléphones sans fil, des téléphones cellulaires, des appareils photo et des lecteurs multimédias.
Le WiFi est en semi-duplex
Tous les réseaux WiFi sont des systèmes TDD basés sur la contention, où le point d'accès et les stations mobiles se disputent tous l'utilisation du même canal. En raison du fonctionnement des médias partagés, tous les réseaux WiFi sont en semi-duplex.
Il existe des vendeurs d'équipements qui commercialisent des configurations de maillage WiFi, mais ces implémentations intègrent des technologies qui ne sont pas définies dans les normes.
Bande passante du canal
Les normes WiFi définissent une bande passante de canal fixe de 25 MHz pour 802.11b et 20 MHz pour les réseaux 802.11a ou g.
Signaux radio
Les signaux radio sont les clés qui rendent la mise en réseau WiFi possible. Ces signaux radio transmis par les antennes WiFi sont captés par des récepteurs WiFi, tels que des ordinateurs et des téléphones portables équipés de cartes WiFi. Chaque fois qu'un ordinateur reçoit l'un des signaux dans la portée d'un réseau WiFi, qui est généralement de 300 à 500 pieds pour les antennes, la carte WiFi lit les signaux et crée ainsi une connexion Internet entre l'utilisateur et le réseau sans l'utilisation d'un corde.
Les points d'accès, composés d'antennes et de routeurs, sont la principale source d'émission et de réception des ondes radio. Les antennes fonctionnent plus fort et ont une transmission radio plus longue avec un rayon de 300 à 500 pieds, qui sont utilisées dans les espaces publics, tandis que le routeur plus faible mais efficace est plus adapté aux maisons avec une transmission radio de 100 à 150 pieds.
Cartes WiFi
Vous pouvez considérer les cartes WiFi comme des cordons invisibles qui connectent votre ordinateur à l'antenne pour une connexion directe à Internet.
Les cartes WiFi peuvent être external ou internal. Si une carte WiFi n'est pas installée sur votre ordinateur, vous pouvez acheter une antenne USB et la connecter en externe à votre port USB, ou installer une carte d'extension équipée d'une antenne directement sur l'ordinateur (comme indiqué dans la figure ci-dessus. ). Pour les ordinateurs portables, cette carte sera une carte PCMCIA que vous insérez dans la fente PCMCIA de l'ordinateur portable.
Hotspots WiFi
Un hotspot WiFi est créé en installant un point d'accès à une connexion Internet. Le point d'accès transmet un signal sans fil sur une courte distance. Il couvre généralement environ 300 pieds. Lorsqu'un appareil compatible WiFi tel qu'un Pocket PC rencontre un point d'accès, l'appareil peut alors se connecter à ce réseau sans fil.
La plupart des hotspots sont situés dans des endroits facilement accessibles au public tels que les aéroports, les cafés, les hôtels, les librairies et les campus. 802.11b est la spécification la plus courante pour les hotspots dans le monde. La norme 802.11g est rétrocompatible avec .11b mais .11a utilise une plage de fréquences différente et nécessite un matériel séparé tel qu'un adaptateur a, a / g ou a / b / g. Les plus grands réseaux WiFi publics sont fournis par des fournisseurs de services Internet (FAI) privés; ils facturent des frais aux utilisateurs qui souhaitent accéder à Internet.
Les hotspots se développent de plus en plus dans le monde. En fait, T-Mobile USA contrôle plus de 4 100 hotspots situés dans des lieux publics tels que Starbucks, Borders, Kinko's et les clubs aériens de Delta, United et US Airways. Même certains restaurants McDonald's disposent désormais d'un accès Wi-Fi.
Tout ordinateur portable avec sans fil intégré, un adaptateur sans fil attaché à la carte mère par le fabricant ou un adaptateur sans fil tel qu'une carte PCMCIA peut accéder à un réseau sans fil. De plus, tous les Pocket PC ou Palm avec Compact Flash, prise en charge des E / S SD ou WiFi intégré peuvent accéder aux hotspots.
Certains points d'accès nécessitent une clé WEP pour se connecter, ce qui est considéré comme privé et sécurisé. En ce qui concerne les connexions ouvertes, toute personne disposant d'une carte WiFi peut avoir accès à ce hotspot. Ainsi, pour avoir accès à Internet sous WEP, l'utilisateur doit saisir le code de la clé WEP.
La norme 802.11 est définie par plusieurs spécifications de WLAN. Il définit une interface sans fil entre un client sans fil et une station de base ou entre deux clients sans fil.
There are several specifications in the 802.11 family −
802.11 - Cela concerne les réseaux locaux sans fil et fournit une transmission à 1 ou 2 Mbps dans la bande 2,4 GHz en utilisant soit un spectre étalé à sauts de fréquence (FHSS) soit un spectre étalé à séquence directe (DSSS).
802.11a- Il s'agit d'une extension de 802.11 qui concerne les réseaux locaux sans fil et va aussi vite que 54 Mbps dans la bande 5 GHz. 802.11a utilise le schéma de codage du multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence (OFDM) par opposition au FHSS ou au DSSS.
802.11b- Le WiFi haut débit 802.11 est une extension du 802.11 qui concerne les réseaux locaux sans fil et offre une connexion aussi rapide que la transmission 11 Mbps (avec un repli à 5,5, 2 et 1 Mbps selon la force du signal) dans la bande 2,4 GHz . La spécification 802.11b utilise uniquement DSSS. Notez que 802.11b était en fait un amendement à la norme 802.11 originale ajoutée en 1999 pour permettre aux fonctionnalités sans fil d'être analogues aux connexions Ethernet câblées.
802.11g - Cela concerne les réseaux locaux sans fil et fournit plus de 20 Mbps dans la bande 2,4 GHz.
Voici la comparaison technique entre les trois principales normes WiFi.
| Fonctionnalité | WiFi (802.11b) | WiFi (802.11a / g) |
|---|---|---|
| PrimaryApplication | LAN sans fil | LAN sans fil |
| Frequency Band | ISM 2,4 GHz | ISM 2,4 GHz (g) 5 GHz U-NII (a) |
| Channel Bandwidth | 25 MHz | 20 MHz |
| Half/Full Duplex | Moitié | Moitié |
| Radio Technology | Séquence directe Étaler le spectre |
OFDM (64 canaux) |
| Bandwidth | <= 0,44 bps / Hz | ≤ = 2,7 bps / Hz |
| Efficiency | ||
| Modulation | QPSK | BPSK, QPSK, 16-, 64-QAM |
| FEC | Aucun | Code convolutif |
| Encryption | En option - RC4m (AES en 802.11i) | En option - RC4 (AES en 802.11i) |
| Mobility | En développement | En développement |
| Mesh | Propriétaire du fournisseur | Propriétaire du fournisseur |
| Access Protocol | CSMA / CA | CSMA / CA |
Les réseaux locaux sans fil IEEE 802.11 utilisent un protocole de contrôle d'accès multimédia appelé Carrier Sense Multiple Access with Collision Evitement (CSMA / CA). Bien que le nom soit similaire à celui d'Ethernet Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA / CD), le concept de fonctionnement est totalement différent.
Les systèmes WiFi sont les configurations de médias partagés semi-duplex, où toutes les stations émettent et reçoivent sur le même canal radio. Le problème fondamental d'un système radio est qu'une station ne peut pas entendre pendant qu'elle émet, et donc il est impossible de détecter une collision. Pour cette raison, les développeurs des spécifications 802.11 ont proposé un mécanisme d'évitement des collisions appelé leDistributed Control Function (DCF).
Selon DCF, une station WiFi ne transmettra que lorsque le canal est libre. Toutes les transmissions sont acquittées, donc si une station ne reçoit pas d'accusé de réception, elle suppose qu'une collision s'est produite et réessaye après un intervalle d'attente aléatoire.
L'incidence des collisions augmentera à mesure que le trafic augmente ou dans des situations où les stations mobiles ne peuvent pas s'entendre.
Il est prévu d'incorporer des capacités de qualité de service (QoS) dans la technologie WiFi avec l'adoption de la norme IEEE 802.11e. La norme 802.11e comprendra deux modes de fonctionnement, dont l'un ou l'autre peut être utilisé pour améliorer le service pour la voix -
- Extensions multimédia WiFi (WME) - Obligatoire
- Multimédia programmé WiFi (WSM) - En option
Extensions multimédia WiFi (WME)
Les extensions multimédia WiFi utilisent un protocole appelé Enhanced Multimedia Distributed Control Access (EDCA), qui est une extension d'une version améliorée de la fonction de contrôle distribué (DCF) définie dans le MAC 802.11 d'origine.
La partie améliorée est que EDCA définira huit niveaux de priorité d'accès au canal sans fil partagé. Comme le DCF original, l'accès EDCA est un protocole basé sur la contention qui utilise un ensemble d'intervalles d'attente et de temporisateurs de recul conçus pour éviter les collisions. Cependant, avec DCF, toutes les stations utilisent les mêmes valeurs et ont donc la même priorité pour la transmission sur le canal.
Avec EDCA, chacune des différentes priorités d'accès se voit attribuer une plage différente d'intervalles d'attente et de compteurs d'arrêt. Les transmissions avec une priorité d'accès plus élevée se voient attribuer des intervalles plus courts. La norme comprend également un mode de rafale de paquets qui permet à un point d'accès ou à une station mobile de réserver le canal et d'envoyer 3 à 5 paquets dans une séquence.
Multimédia programmé WiFi (WSM)
De véritables services de retard cohérents peuvent être fournis avec le WiFi Scheduled Multimedia (WSM) en option. WSM fonctionne comme la fonction de contrôle de point (PCF) peu utilisée définie avec le MAC 802.11 d'origine.
Dans WSM, le point d'accès diffuse périodiquement un message de contrôle qui force toutes les stations à traiter le canal comme occupé et à ne pas tenter de transmettre. Pendant cette période, le point d'accès interroge chaque station définie pour un service sensible au temps.
Pour utiliser l'option WSM, les périphériques doivent envoyer un profil de trafic décrivant les exigences en matière de bande passante, de latence et de gigue. Si le point d'accès ne dispose pas de ressources suffisantes pour répondre au profil de trafic, il renverra un signal occupé .
La sécurité a été l'une des principales lacunes du WiFi, bien que de meilleurs systèmes de cryptage soient désormais disponibles. Le cryptage est facultatif en WiFi, et trois techniques différentes ont été définies. Ces techniques sont données ici -
Confidentialité équivalente câblée (WEP)
Un cryptage 40 ou 104 bits basé sur RC4 avec une clé statique.
Accès protégé WiFi (WPA)
Il s'agit d'un nouveau standard de la WiFi Alliance qui utilise la clé WEP 40 ou 104 bits, mais qui change la clé sur chaque paquet. Cette fonctionnalité clé changeante est appelée le protocole d'intégrité de clé temporelle (TKIP).
IEEE 802.11i / WPA2
L'IEEE est finalisée la norme 802.11i, qui est basée sur une technique de cryptage beaucoup plus robuste appelée Advanced Encryption Standard. La WiFi Alliance désigne les produits conformes à la norme 802.11i comme WPA2.
Cependant, la mise en œuvre de 802.11i nécessite une mise à niveau matérielle.
L'image est devenue quelque peu confuse lorsque les fournisseurs de services ont commencé à utiliser le WiFi pour fournir des services pour lesquels il n'avait pas été conçu à l'origine. Les deux principaux exemples en sont les FAI sans fil et les réseaux maillés WiFi à l'échelle de la ville.
FAI sans fil (WISP)
Une entreprise issue du WiFi est le FAI sans fil (WISP). Il s'agit d'une idée de vendre un service d'accès Internet utilisant la technologie LAN sans fil et une connexion Internet partagée dans un lieu public désigné comme point chaud.
D'un point de vue technique, l'accès au service est limité en fonction de la portée de transmission de la technologie WLAN. Vous devez être dans le hot spot (c'est-à-dire à moins de 100 m du point d'accès) pour l'utiliser. D'un point de vue commercial, les utilisateurs s'abonnent au service d'un opérateur particulier moyennant des frais mensuels ou accèdent au service sur demande à un tarif horaire. Bien que la base des frais mensuels soit la plus rentable, il existe peu d'arrangements d'accès inter-opérateurs, vous devez donc vous trouver dans un point chaud exploité par votre opérateur pour accéder à votre service.
Réseaux maillés à l'échelle de la ville
Pour répondre à la portée limitée, des fournisseurs comme Mesh Networks et Tropos Networks ont développé des capacités de réseau maillé en utilisant la technologie radio WiFi.
L'idée d'un réseau maillé radio est que les messages peuvent être relayés via un certain nombre de points d'accès vers une station de contrôle de réseau central. Ces réseaux peuvent généralement prendre en charge la mobilité lorsque les connexions sont transférées du point d'accès au point d'accès lorsque la station mobile se déplace.
Certaines municipalités utilisent des réseaux maillés WiFi pour prendre en charge les applications de sécurité publique (c.-à-d. Les terminaux des voitures de police) et pour fournir un accès Internet à la communauté (c.-à-d. Le point chaud de la ville).
Les systèmes WiFi utilisent deux techniques principales de transmission radio.
802.11b (<=11 Mbps) - La liaison radio 802.11b utilise une technique d'étalement de spectre à séquence directe appelée complementary coded keying(CCK). Le train de bits est traité avec un codage spécial puis modulé à l'aide de la modulation par décalage de phase en quadrature (QPSK).
802.11a and g (<=54 Mbps)- Les systèmes 802.11a et g utilisent le multiplexage par répartition orthogonale en fréquence (OFDM) à 64 canaux. Dans un système de modulation OFDM, la bande radio disponible est divisée en un certain nombre de sous-canaux et certains des bits sont envoyés sur chacun. L'émetteur encode les flux binaires sur les 64 sous-porteuses en utilisant la modulation par décalage de phase binaire (BPSK), la modulation par décalage de phase en quadrature (QPSK) ou l'un des deux niveaux de modulation d'amplitude en quadrature (16 ou 64-QAM). Certaines des informations transmises sont redondantes, de sorte que le récepteur n'a pas à recevoir toutes les sous-porteuses pour reconstruire les informations.
Les spécifications 802.11 d'origine comprenaient également une option pour la fréquence hopping spread spectrum (FHSS), mais cela a été largement abandonné.
Modulation adaptative
Le WiFi utilise une modulation adaptative et différents niveaux de correction d'erreur directe pour optimiser la vitesse de transmission et les performances d'erreur.
Lorsqu'un signal radio perd de la puissance ou rencontre des interférences, le taux d'erreur augmente. La modulation adaptative signifie que l'émetteur passera automatiquement à une technique de modulation plus robuste, bien que moins efficace, dans ces conditions défavorables.
Il y a quelques problèmes qui sont supposés être la cause de l'adoption lente de la technologie WiFi -
Security Problems- Les problèmes de sécurité ont freiné l'adoption du WiFi dans le monde de l'entreprise. Les pirates informatiques et les consultants en sécurité ont démontré à quel point il était facile de casser la technologie de sécurité actuelle connue sous le nom de confidentialité équivalente filaire (WEP) utilisée dans la plupart des connexions WiFi. Un pirate informatique peut pénétrer dans un réseau WiFi en utilisant des matériaux et des logiciels facilement disponibles.
Compatibility and Interoperability- L'un des problèmes majeurs du WiFi est sa compatibilité et son interopérabilité. Par exemple, les produits 802.11a ne sont pas compatibles avec les produits 802.11b. En raison des différentes fréquences de fonctionnement, les points d'accès 802.11a n'aideraient pas un client 802.11b. En raison du manque de normalisation, d'harmonisation et de certification, différents fournisseurs proposent des produits qui ne fonctionnent pas les uns avec les autres.
Billing Issues- Les fournisseurs de WiFi recherchent également des moyens de résoudre le problème de l'intégration et de la facturation back-end, qui ont entravé le déploiement de hotspots WiFi commerciaux. Certaines des idées envisagées pour la facturation WiFi telles que par jour, par heure et des frais de connexion mensuels illimités.
Le WiFi est une technologie de réseau sans fil universelle qui utilise des fréquences radio pour transférer des données. Le WiFi permet des connexions Internet haut débit sans utiliser de câbles.
Le terme WiFi est une contraction de la «fidélité sans fil» et est couramment utilisé pour désigner la technologie de réseau sans fil. La WiFi Alliance revendique des droits sur ses utilisations en tant que marque de certification pour les équipements certifiés selon les normes 802.11x.
Le WiFi est une liberté - l'absence de fils. Il vous permet de vous connecter à Internet à partir de n'importe où - un café, une chambre d'hôtel ou une salle de conférence au travail. De plus, c'est presque 10 fois plus rapide qu'une connexion commutée classique. Les réseaux WiFi fonctionnent dans les bandes radio 2.4 sans licence, avec un débit de données de 11 Mbps (802.11b) ou 54 Mbps (802.11a), respectivement.
Pour accéder au WiFi, vous avez besoin d'appareils compatibles WiFi (ordinateurs portables ou PDA). Ces appareils peuvent envoyer et recevoir des données sans fil dans n'importe quel endroit équipé d'un accès WiFi.
Quelle est la prochaine?
Désormais, le sans-fil se concentre sur une large zone, c'est-à-dire le WiMax. WiMax, abréviation de Worldwide Interoperability for Microwave Access, est défini dans les normes IEEE 802.16. Il est conçu pour fournir un service d'accès sans fil à large bande (BWA) dans la région métropolitaine et est promu par le Forum WiMax.
Le WiMAX est assez similaire au WiFi, mais à une échelle beaucoup plus grande et à des vitesses plus rapides. Une version nomade garderait les appareils compatibles WiMAX connectés sur une grande surface, tout comme les téléphones portables d'aujourd'hui.
Pour plus de détails sur WiMAX, vous pouvez consulter notre didacticiel WiMAX .