WLAN (Wireless Local Area Network)

Introduction

Un WLAN ou réseau local sans fil est un réseau local particulier qui utilise les ondes radio à la place des câbles.

Les réseaux normalisés WiFi (Wireless Fidelity) sont de plus en plus répandus, car ils facilitent la communication des appareils portables (PC, tablette, smartphone, etc.) ou des machines difficiles à câbler.

Ils nécessitent généralement un (ou plusieurs) Point d'Accès (PA) dont le rôle est de distribuer un signal radio à divers appareils clients.

Cette fonction est souvent réalisée par des matériels plus complexes : FAIbox, passerelle ou modem-routeur, routeur.

Modes de fonctionnement

Infrastructure : Mode normal d'un PA pour communiquer avec plusieurs clients distants (maximum : 100 en théorie, 32 en pratique).
Ad-hoc : Mode qui permet sans PA de relier 2 à 3 clients entre-eux (au dessus, les performances s'effondrent).
Client : Mode normal d'accès à un PA.
Pont (Bridge) : Mode qui permet à un PA de se connecter à un autre PA pour étendre le réseau.
Répéteur (Repeater ou Extender) : Mode qui permet d'étendre la portée du signal wifi mais qui a pour inconvénient de diviser par 2 les débits.

Normes

Les normes les plus utilisées sont :

802.11b : Bande 2.4GHz - Débit théorique maxi de 11Mb/s
802.11g : Bande 2.4GHz - Débit théorique maxi de 54Mb/s
802.11a : Bande 5GHz - Débit théorique maxi de 54Mb/s
802.11n : Bande 2.4GHz et/ou Bande 5 GHz - Débit théorique maxi de 600Mb/s par bande (4 flux maxi de 150Mb/s chacun)
802.11ac : Bande 5GHz - Débit théorique maxi de 3.5Gb/s (8 flux maxi de 433Mb/s chacun)

Fréquences

En 2.4 GHz ou 5 GHz, un canal numéroté donne la fréquence centrale d'utilisation.

Fréquences en 2.4 GHz

Chaque canal est séparé du précédent par 5 MHz (sauf exception).

Canal Fréquence EU US JP CN
1 2 412 MHz oui oui oui oui
2 2 417 MHz oui oui oui oui
3 2 422 MHz oui oui oui oui
4 2 427 MHz oui oui oui oui
5 2 432 MHz oui oui oui oui
6 2 437 MHz oui oui oui oui
7 2 442 MHz oui oui oui oui
8 2 447 MHz oui oui oui oui
9 2 452 MHz oui oui oui oui
10 2 457 MHz oui oui oui oui
11 2 462 MHz oui oui oui oui
12 2 467 MHz oui non oui oui
13 2 472 MHz oui non oui oui
14 2 484 MHz non non oui non

La largeur de bande d'un canal est de 22 MHz (appelée 20MHz), ce qui recouvre les canaux voisins.

Canal 6

La norme 802.11n permet d'utiliser (ou non) 2 canaux simultanés séparés de 20MHz appelés primaire (primary) et secondaire (secondary).
Cela permet de doubler les débits et donne une largeur de bande de 42 MHz (appelée 40MHz).

Canal 6 + Canal 10

Le choix du canal secondaire (primaire+4 ou primaire-4) se fait automatiquement, mais certains PA permettent de choisir entre les 2 modes (pour un canal primaire pris entre 5 et 9).
Le mode correspondant est généralement appelé inférieur (lower) ou supérieur (upper), pour désigner la position du primaire par rapport au secondaire.
Cette appellation est ambiguë au point que certains PA l'utilisent même à l'envers.
On représentera donc ci-après les 2 modes par P+4 et P-4:

Primaire Secondaire
P+4 P-4
1 5 non
2 6 non
3 7 non
4 8 non
5 9 1
6 10 2
7 11 3
8 12 4
9 13 5
10 non 6
11 non 7
12 non 8
13 non 9

D'autres PA utilisent une table unique sans mention du canal secondaire:

Primaire Secondaire
1 5
2 6
3 7
4 8
5 9
6 10
7 11
8 4
9 5
10 6
11 7
12 8
13 9

Fréquences en 5 GHz

Les canaux proposés sont séparés de 20 MHz, ce qui évite le chevauchement des bandes.

Canal Fréquence EU US JP CN
36 5 180 MHz oui oui oui oui
40 5 200 MHz oui oui oui oui
44 5 220 MHz oui oui oui oui
48 5 240 MHz oui oui oui oui
52 5 260 MHz oui oui oui oui
56 5 280 MHz oui oui oui oui
60 5 300 MHz oui oui oui oui
64 5 320 MHz oui oui oui oui
- - - - - -
100 5 500 MHz oui oui oui non
104 5 520 MHz oui oui oui non
108 5 540 MHz oui oui oui non
112 5 560 MHz oui oui oui non
116 5 580 MHz oui oui oui non
120 5 600 MHz oui oui oui non
124 5 620 MHz oui oui oui non
128 5 640 MHz oui oui oui non
132 5 660 MHz oui oui oui non
136 5 680 MHz oui oui oui non
140 5 700 MHz oui oui oui non
144 5 720 MHz non oui non non
- - - - - -
149 5 745 MHz non oui non oui
153 5 765 MHz non oui non oui
157 5 785 MHz non oui non oui
161 5 805 MHz non oui non oui
165 5 825 MHz non oui non oui

Comme précédemment, on représentera ci-après les 2 modes par P+4 et P-4:

Primaire Secondaire
P+4 P-4
36 40 non
40 44 36
44 48 40
48 non 44

D'autres PA utilisent une table unique sans mention du canal secondaire:

Primaire Secondaire
36 40
40 44
44 48
48 44

Remarques importantes

• La bande des 2.4GHz est de loin la plus polluée (four à micro-ondes, bluetooth, souris sans fil, etc.), il faut donc procéder expérimentalement pour trouver le canal qui donne le meilleur débit.

• Lors d'une utilisation de plusieurs PA, il faut de préférence choisir les canaux pour que les bandes ne se chevauchent pas.
Plus précisément, il faut utiliser une séparation minimum de:
- 4 canaux pour le 20MHz en 2.4GHz (pré-défini ainsi en 5GHz)
- 8 canaux sur le canal primaire pour le 40MHz avec modes identiques (exemple en 2.4GHz: 1-5 et 9-13, exemple en 5 GHz: 36-40 et 44-48)
- 12 canaux sur le canal primaire pour le 40MHz avec modes différents (exemple en 2.4GHz: 1-5 et 13-9, exemple en 5 GHz: 36-40 et 48-44)
Cette recommandation est d'autant plus importante que même avec un seul PA, il faut tenir compte de ceux des voisins les plus proches.

• La largeur de bande peut être choisie automatiquement (paramètre Auto), ou forcée (paramètre 40MHz ou 20MHz).
En présence d'interférences, certains PA peuvent désactiver automatiquement le canal secondaire.

• Attention aux confusions pour le 40MHz:
- Certains PA ne donnent pas le canal secondaire utilisé, on peut l'identifier avec les tables précédentes ou avec un logiciel d'analyse (inSSIDer, etc.).
- Certains PA affichent parfois le canal milieu ((primaire+secondaire)/2) à la place du primaire et/ou du secondaire.

Divers

Les débits en wifi N (Forum Réseaux)

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