La famille 802.11 des normes WiFi a connu six générations. La technologie WiFi a depuis connu un développement remarquable et une adoption généralisée. Le lancement de la norme WiFi 6 (802.11ax) constitue une nouvelle avancée de la technologie WiFi. Cet article présente les technologies clés et les scénarios d’application du WiFi 6 (802.11ax).
Qu’est ce que le Wifi
Le Wifi est une technologie d’accès sans fil à courte portée qui convertit les signaux du filaire au sans fil sur la base des protocoles de la série 802.11 de l’IEEE. Elle est devenue le moyen préféré des utilisateurs pour accéder à internet.
La WFA prévoit que vers la fin de 2022, près de 400 millions d’appareils WiFi seront en service dans le monde, transportant plus de la moitié du trafic de données mondial. De telles réalisations ne sont pas possibles sans l’évolution continue de la technologie WiFi.
À mesure que de nouveaux services tels que les maisons intelligentes, la vidéoconférence et la réalité virtuelle gagnent en popularité, les réseaux WiFi commencent à être congestionnés par le nombre croissant d’appareils intelligents.
L’amélioration de l’efficacité spectrale s’impose donc comme un problème plus important que l’augmentation du débit théorique pour la prochaine génération WiFi 6 qui cherchera à fournir un accès à un plus grand nombre de stations.
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Présentation des caractéristiques du WiFi 6
En termes d’augmentation du débit théorique, le WiFi 6 hérite de la technologie MIMO du WiFi 5, tout en fournissant une modulation 1024-QAM d’ordre supérieur et en prenant en charge de longs symboles OFDM (multiplexage par répartition orthogonale de la fréquence) pour améliorer le débit.
Pour améliorer l’efficacité spectrale, le WiFi 6 introduit de manière innovante la technologie OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access), tout en continuant à utiliser la technologie MU-MIMO 8×8 pour mettre en œuvre la diversité spatiale.
Bien que le débit théorique du WiFi 6 ne soit que de 37 % supérieur à celui du WiFi 5, le débit par utilisateur du WiFi 6 dans les environnements denses devrait être au moins quatre fois supérieur à celui du WiFi 5 grâce à une utilisation plus efficace du spectre et à des améliorations conçues pour un déploiement intensif.
Quant à la conception de ses bandes de fonctionnement, le WiFi 6 ajuste les bandes applicables de 1-6GHz à 1-7.125GHz.
Tout en étant compatible avec les bandes existantes de 2,4 GHz et 5 GHz, il ajoute également la bande de 6 GHz avec sept canaux de 160 MHz, ouvrant ainsi davantage de possibilités pour le développement de la technologie WiFi à l’avenir.
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WiFi 6 et 5G
Les réseaux WiFi et cellulaires se font concurrence depuis longtemps. En raison de ses faibles coûts de transmission de données, le WiFi est toujours un complément important du cellulaire pour la couverture intérieure.
Les deux technologies sont déjà matures, le cellulaire étant entré dans la cinquième génération et le WiFi dans la sixième. À l’avenir, elles se compléteront dans des scénarios spécifiques et coexisteront à long terme.
Scénarios d’application
Dans les scénarios denses tels que les gares ferroviaires à grande vitesse, les stades, les centres commerciaux et les cafés, une certaine concurrence subsiste entre la 4G et le WiFi 4 et 5. Avec la maturation de la technologie VoIP, le WiFi a commencé à fournir certains services vocaux dans de nombreux scénarios.
D’une manière générale, la 4G se concentre sur les scénarios mobiles et WAN, tandis que le WiFi 5 se concentre sur les scénarios à large bande passante et LAN.
Comme la 5G et le WiFi 6 apprennent l’un de l’autre et se font concurrence, leurs principaux champs de concurrence ne devraient pas changer à l’avenir, mais il pourrait y avoir des différences plus nuancées dans leur application.
Outre les scénarios traditionnels qui présentent des exigences élevées en matière de mobilité, la 5G sera privilégiée lorsque de faibles interférences, une qualité de service élevée, une sécurité élevée, une faible latence et des connexions massives sont nécessaires.
En revanche, dans les scénarios qui exigent une large bande passante, une faible mobilité, un faible coût de réseau et de faibles tarifs de service, la WiFi 6 sera privilégiée.
Principales différences de scénario entre la 5G et le Wi-Fi 6
| Focus sur le scénario | 5G | Wi-Fi 6 |
|---|---|---|
| QoS | Couche physique fiable retransmission |
La retransmission MAC, qui est une transmission best-effort |
| Sécurité | À tous les niveaux, depuis les couches inférieures | Couches MAC et supérieures |
| Bande passante élevée | Élevée | Élevée |
| Mobilité | Faible | Élevée |
| Latence | Forte | Faible |
| Couverture | Large | Réduite |
| Coût du réseau | Haut | Avantageux |
WiFi 6 Scénarios d’application
Par rapport à la norme WiFi 5, la norme WiFi 6 s’applique davantage aux scénarios à haut débit, haute densité et faible latence.
- Les applications à haut débit incluent principalement celles qui impliquent des dispositifs vidéo intelligents, tels que la vidéo HD et la réalité virtuelle.
- Les scénarios à haute densité concernent principalement les maisons intelligentes et la sécurité intelligente.
- Les scénarios à faible latence sont principalement destinés aux services émergents, notamment les applications sur le Cloud.
Vidéos à large bande passante (4K/8K/RV)
Le débit binaire des services vidéo augmente continuellement, passant de la SD à la HD, puis à la 4K et à la 8K, et maintenant à la RV. Les services vidéo favorisent le développement du très haut débit, l’amélioration de la demande des utilisateurs et le changement d’orientation des opérateurs, qui passent de la connectivité à l’expérience.
Dans la transmission par réseau, les facteurs clés qui affectent la qualité vidéo sont la bande passante, la latence et la perte de paquets.
La bande passante affecte directement les paramètres vidéo, notamment le débit binaire, la résolution et la profondeur des couleurs. La perte de paquets entraîne des problèmes vidéo, tels que le blocage et le bégaiement.
La technologie WiFi 6 prend en charge la coexistence des bandes de fréquences 2,4G et 5G. La bande 5G prend en charge une largeur de bande de 160 MHz, le débit d’accès maximal atteignant 9,6 Gbps. Elle présente relativement moins d’interférences et est plus adaptée à la transmission de services vidéo.
En outre, WiFi 6 peut utiliser des technologies telles que la coloration BSS, le MIMO et l’ACC dynamique pour réduire les interférences et les pertes de paquets. Elle emploie les technologies telles que l’OFDMA et le MU-MIMO pour diminuer la latence et mieux s’adapter aux services vidéo en temps réel.
Grâce à toutes ces caractéristiques, le WiFi 6 peut apporter une meilleure expérience des services vidéo aux utilisateurs.
Réseaux intelligents
Les réseaux intelligents offrent un soutien important pour les scénarios de services (aéroport, campus universitaire, etc.).
La technologie de mise en réseau doit principalement répondre à trois exigences.
- Premièrement, elle doit être capable de connecter un nombre suffisant de dispositifs.
- Deuxièmement, sa consommation d’énergie doit être faible.
- Troisièmement, elle doit offrir une bonne interopérabilité et permettre aux utilisateurs de contrôler les dispositifs à l’aide d’un terminal fréquemment utilisé.
Plusieurs technologies de réseaux, dont Zigbee, Z-Wave, Bluetooth et WiFi, sont actuellement disponibles, mais elles ont toutes leurs propres limites.
L’émergence de la technologie WiFi 6 va permettre d’unifier les technologies de mise en réseau :
- Premièrement, le WiFi 6 deviendra la technologie principale de la prochaine génération. En effet, les passerelles, les routeurs et les appareils intelligents qui prennent en charge le WiFi 6 connaissent actuellement une croissance exponentielle.
- Deuxièmement, la technologie WiFi 6 peut s’adapter à des scénarios denses. Les utilisateurs peuvent utiliser n’importe quel appareil pour contrôler les appareils depuis n’importe où, ce qui améliore l’expérience de service.
Évolutions du WiFi 6 et conclusion
Comme la commission fédérale des communications a décidé en 2018 d’ouvrir la bande de 5,925 GHz à 7,125 GHz et que, par la suite, la WiFi Alliance a intégré cette bande dans la norme WiFi 6, le WiFi 6E a obtenu une reconnaissance officielle.
Les orientations possibles des améliorations techniques futures de la nouvelle norme sont :
- Optimisation du fonctionnement sur un seul canal
- Mécanisme de fonctionnement multi-link
- Mécanisme de coordination multi-AP
- Mécanisme de fonctionnement à faible latence
- Mécanisme d’adaptation de la liaison
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