Le Wi-Fi est la partie la plus « fragile » d’une infrastructure réseau car les ondes radio sont sensibles au brouillage, à l’interception et peuvent éventuellement subir des intrusions alors qu’elles supportent de plus en plus de services à la maison comme dans les espaces de travail. C’est ainsi que chaque évolution du Wi-Fi apporte plus de performances mais aussi davantage de sécurité.
Du Wi-Fi 5 au Wi-Fi 6
La première norme Wi-Fi 1 (802.11b, débit 11 Mbps, bande 2,4 GHz) est apparue en 1997, puis déployée en 1999, c’est-à-dire à la fin du siècle dernier. Depuis, ce sont donc les normes 2, 3, 4, 5, 6 et bientôt 7 qui se sont succédées, apportant à chaque étape des améliorations tant en termes de performances que de facilité d’utilisation et bien sûr de sécurité. Bien que de nombreux appareils connectés fonctionnent encore en Wi-Fi 5, le Wi-Fi 6, apparu en 2019, s’impose de plus en plus, complété par son évolution Wi-Fi 6e, adoptée par de plus en plus de routeurs et de box Internet, sans compter de nouvelles générations d’appareils annoncés en Wi-Fi 7.
Le Wi-Fi 6 (norme 802.11ax) a surtout apporté une confortable amélioration du débit, augmentant de 40% celui du Wi-Fi 5 (norme 802.11ac, débit 3,4 Gbps, bande des 5 GHz) qui officiait depuis 2014, avec une vitesse théorique maximale de 9,6 Gb/s et deux bandes de fréquences (2,4 GHz & 5 GHz). Ses fonctionnalités ont été renforcées avec une meilleure couverture réseau, obtenue par l’exploitation simultanée des technologies OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access = sous-porteuses à modulations indépendantes) et Mu-MIMO (Multi-User Multiple-In Multiple-Out = multiplexage par entrées et sorties multiples), permettant ainsi de connecter beaucoup plus d’appareils dans les zones denses, mais aussi d’objets domestiques connectés de plus en plus nombreux. Le nombre d’antennes passe de 4 à 8 entre le Wi-Fi 5 et le Wi-Fi 6, le premier avec un multiplexage octogonal à 4 flux, alors que le second en utilise 8.
Wi-Fi Alliance
A l’origine dénommé WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), puis renommé Wi-Fi Alliance en 2003, ce consortium situé à Austin au Texas possède la marque Wi-Fi. Le terme « Wi-Fi » rassemble les standards du groupe IEEE 802.11, qui spécifie les méthodes et techniques d’un réseau sans fil. www.wi-fi.org
Une autre particularité du Wi-Fi 6 est l’utilisation du coloriage BSS (Basic Service Set), qui consiste à coder le trafic réseau via des couleurs (représentées par des nombres de 0 à 7) sur une fréquence, de manière à déterminer s’il peut être utilisé. S’il y a plusieurs points d’accès situés à proximité, et qu’ils utilisent le même canal, ceux qui fonctionnent en Wi-Fi 6 peuvent être configurés pour passer par des couleurs BSS différentes. Ainsi, si le canal est ouvert en écoute, il peut ignorer un signal faible et transmettre dans une autre couleur. Cela permet d’éviter les interférences sur un même canal afin d’améliorer la performance du réseau.
De plus, le Wi-Fi 6 consomme moins d’énergie que son prédécesseur, ce qui est fort appréciable pour les périphériques fonctionnant sur batterie, que ce soit un smartphone, une tablette, une caméra de surveillance ou un capteur autonome. Pour cela, le Wi-Fi 6 utilise la fonction TWT (Target Wake Time), qui consiste à indiquer aux appareils quand mettre leur Wi-Fi en veille, et bien sûr le rallumer, économisant ainsi la batterie. Il faut, bien sûr, pour profiter de toutes ces améliorations, que tous les appareils connectés fonctionnent aussi en Wi-Fi 6.
Puis le Wi-Fi 6E
Le Wi-Fi 6E qui a commencé à apparaître en 2021 dans certains appareils, soit deux ans après le Wi-Fi 6, est en réalité une évolution car toujours à la norme 802.11ax. Il devient tri-bande en apportant à son aîné une plage de fréquences supplémentaire dans les 6 GHz, qui vient se rajouter à celles existantes de 2,4 GHz (fréquences de 2 400 à 2 483,5 MHz) et 5 GHz (fréquences de 5 150 à 5 350 MHz et de 5 470 à 5 725 MHz). La bande 6 GHz quant à elle couvre les fréquences de 5,925 GHz à 7,125 GHz, offrant donc jusqu’à 1 200 MHz de spectre supplémentaire, sans chevauchement ni interférence entre les canaux, au contraire des deux autres bandes.
Une autre contrainte existe dans les fréquences utilisées par le Wi-Fi 6E est que les plages définies sont adjacentes à celles utilisées par les métros sans conducteur (système de signalisation CBTC (Communication Based Train Control), fréquences de 5 915 à 5 935 MHz), que ce soit en France ou à l’étranger. L’ANFR (Agence nationale des fréquences) a d’ailleurs défini un seuil en 2020, qui sera révisé en 2025.
Plus la bande est haute, plus le débit est important, au contraire de la portée qui passe moins bien au travers des murs. Le 2,4 GHz passe mieux, mais est très encombré, le 5 GHz était donc le bon compromis, mais il est désormais aussi beaucoup utilisé. Il faut donc espérer l’arrivée rapide du 6 GHz avec une largeur de bande plus importante pour désengorger ce spectre Wi-Fi. Une arrivée d’autant plus attendue que le Wi-Fi 6E va devoir partager la bande de 6 GHz avec certains faisceaux hertziens, systèmes pour le transport routier et la signalisation ferroviaire, mais aussi des services déjà exploités pour les émissions par satellite (le haut de la bande C) et les stations de radioastronomie.
Cependant, côté bénéfices, les routeurs et points d’accès Wi-Fi, en Wi-Fi 5 comme en 6/6E utilisent de plus en plus la technologie Mesh (réseau maillé), permettant de relayer les signaux dans un bâtiment pour offrir une couverture optimisée, réduisant du même coup l’effet écran des murs. L’impact est d’autant plus significatif si les points d’accès sont interconnectés par le réseau électrique, en CPL (Courant Porteur en Ligne).
Peu de terminaux sont actuellement en Wi-Fi 6E, mais d’après la Wi-Fi Alliance, 20% des appareils en Wi-Fi 6 devraient pouvoir fonctionner en 6E. Toutes les box internet actuellement disponibles en France sont compatibles Wi-Fi 6, certaines étant déjà configurées pour le Wi-Fi 6E.Vous trouverez des informations détaillées à leur propos dans l’article dédié à celles-ci dans notre dossier.
La sécurité par le WPA3
La multiplication des objets connectés et l’expansion des usages en BYOD (Bring Your Own Device), avec des équipements fixes ou mobiles, personnels ou professionnels, rend donc indispensable une augmentation du niveau de sécurité des systèmes et des réseaux. Pour la performance en débit, c’est la norme 802.11ax qui fait le travail, mais pour la sécurisation du trafic, on compte désormais sur le protocole WPA3 qui prend la relève du WPA2, lui-même successeur du WPA…
La suite de cet article est réservée à nos abonnés. Il est à lire dans SIM N°57, daté Mars-Avril 2023.
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