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Le Wireless ? WiFi ? Qu’est-ce donc ?

 

 

Un réseau sans fils (ou, en anglais, wireless network) est, comme son nom l’indique, un réseau dans lequel au moins deux terminaux peuvent communiquer sans liaison filaire.

- Grâce aux réseaux sans fils, un utilisateur à la possibilité de rester connecté tout en se déplaçant dans un périmètre géographique plus ou moins étendu, c’est la raison pour laquelle on parle de "mobilité".

- Les réseaux sans fils sont basés sur une liaison utilisant des ondes radio-électriques (cas le plus fréquent) ou de l’infrarouge.

- Comme toujours, plusieurs technologies basées sur le même principe ont vu le jour, se distinguant d’une part par la fréquence d’émission utilisée ainsi que le débit et la portée des transmissions (Voir notre dossier sur les normes).

- Les réseaux sans fils permettent donc de relier très facilement des équipements distants sur des distances comprises entre une dizaine de mètres et plusieurs centaines de mètres, voire quelques kilomètres.

En outre, du fait que l’installation de tels réseaux ne demande pas de lourds aménagements au niveau des infrastructures existantes comme c’est le cas avec les réseaux filaires (comme le creusement de tranchées pour acheminer les câbles, l’équipement des bâtiments en câblage et autres goulottes et connecteurs), son développement rapide s’explique aisément.

En contrepartie se pose le problème de la réglementation relative aux transmissions radio-électriques.

En effet, ces transmissions servent pour un grand nombre d’applications (militaires, scientifiques, radio-amateurs, ...), et sont donc sensibles aux interférences, c’est la raison pour laquelle une réglementation est nécessaire dans chaque pays afin de définir des plages de fréquence d’utilisation et les puissances auxquelles il est possible d’émettre.

De plus les ondes hertziennes sont difficiles à confiner dans une surface géographique restreinte, il est donc facile pour un pirate d’écouter le réseau si les informations circulent en clair, ce qui est souvent le cas par défaut.

Il faut donc veiller à mettre en place les sécurités suffisantes de telle manière à assurer une confidentialité minimale des données circulant sur les réseaux sans fils.

Nous allons maintenant voir plus en détails les différents types de réseaux existants et l’appellation de ceux-ci.

On peut donc distinguer tout d’abord le réseau personnel sans fils (appelé également réseau individuel ou domotique sans fils et noté WPAN pour Wireless Personal Area Network) qui concerne les réseaux sans fils d’une faible portée : de l’ordre de quelques dizaines mètres.

Ce type de réseau sert généralement à relier des périphériques (imprimante, téléphone portable, appareils domestiques, ...) ou un assistant personnel (PDA) à un ordinateur sans liaison filaire ou bien à permettre la liaison sans fils entre deux machines très peu distantes.

La principale technologie WPAN est la technologie Bluetooth, lancée par Ericsson en 1994, proposant un débit théorique de 1 Mbps pour une portée maximale théorique d’une trentaine de mètres.

Bluetooth, connu aussi sous le nom IEEE 802.15.1, possède l’avantage d’être très peu gourmand en énergie, ce qui le rend particulièrement adapté à une utilisation au sein de petits périphériques. L’autre technologie WPAN, est plus ancienne et est en fait bien connue de tous, puisqu’il s’agit tout simplement de l’infrarouge, technique utilisée dans les télécommandes (notamment de TV) depuis les années 70.

Les liaisons infrarouges permettent de créer des liaisons sans fils de quelques mètres avec des débits pouvant monter à quelques mégabits par seconde.

Cette technologie est largement utilisé pour la domotique mais souffre toutefois des perturbations dues aux interférences lumineuses.

Un autre type de réseau, et c’est celui qui nous intéresse, est le réseau local sans fils (noté WLAN pour Wireless Local Area Network) qui est un réseau permettant de couvrir l’équivalent d’un réseau local d’entreprise, soit une portée d’environ une centaine de mètres.

Petite remarque orthographique : Même si l’utilisation de "sans fil", est communément admise, les orthographes exactes sont "sans fils" et "sans-fil".

Le WLAN permet de relier entre eux les terminaux présents dans la zone de couverture.

 

Les technologies WLAN principales sont :

HomeRF (pour Home Radio Frequency), norme lancée en 1998 par le HomeRF Working Group (formé notamment par les constructeurs Intel, Compaq, HP, Motorola et Siemens ainsi que Microsoft) qui propose un débit théorique de 10 Mbps avec une portée d’environ 50 à 100 mètres sans amplificateur.

La norme HomeRF a été abandonnée en Janvier 2003, car les fondeurs de processeurs (Intel en tête) misent désormais sur les technologies Wi-Fi embarquée (via la technologie Centrino, embarquant au sein d’un même composant un microprocesseur à faible consommation et un adaptateur Wi-Fi).

 

L’autre étant bien sur le Wi-Fi (ou 802.11).

On parle enfin de réseau métropolitain sans fils (WMAN pour Wireless Metropolitan Area Network) plus connu sous le nom de Boucle Locale Radio (BLR).

- Les Normes :

IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802-11) est une norme définissant le standard international qui décrit les caractéristiques d’un réseau local sans fil (WLAN).

Le nom WiFi (contraction de Wireless Fidelity, encore noté Wi-Fi) correspond initialement au nom donné à la certification délivrée par la WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), l’organisme chargé de maintenir l’interopérabilité entre les matériels répondant à la norme 802.11.

Au fil du temps et par abus de langage, ainsi que des raisons purement marketing, le nom de la norme s’est confondu avec le nom de la certification.

Un réseau Wifi est en réalité un réseau répondant à la norme 802.11b.

Wi-Fi permet donc de créer des réseaux locaux sans fil à haut débit pour peu que la station à connecter ne soit pas trop distante par rapport au point d’accès.

Dans la pratique le Wi-Fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des assistants personnels (PDA) ou même des périphériques à une liaison haut débit (11 Mbps) sur un rayon de plusieurs dizaines (entre 10 et 30 mètres en intérieur) et plusieurs centaines de mètres en terrain découvert.

Il est donc possible pour des opérateurs de commencer à "arroser" des zones à forte concentration d’utilisateurs (gares, aéroports, hôtels, trains, ...) avec des réseaux sans fil.

Ces zones sont communément définies sous le vocable de "hot spots".

La norme 802.11 définit en fait les couches basses du modèle OSI pour une liaison sans fil utilisant des ondes électromagnétiques, c-à-d : la couche physique (notée couche PHY).

La couche physique définit la modulation des ondes radio-électriques 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.

De ce fait il est possible d’utiliser n’importe quel protocole sur un réseau sans fil WiFi au même titre que sur un réseau ethernet.

La norme à la base, soit IEEE 802.11, offrait des débits de 1 ou 2 Mbps,mais des révisions ont été apportées à la norme originale afin d’optimiser le débit.

C’est notamment le cas des normes 802.11a, 802.11b et 802.11g (appelées normes 802.11 physiques).

D’autres comme la norme 802.11i a été édictée afin de préciser des éléments permettant d’assurer une meilleure sécurité ou la 802.11e une meilleure interopérabilité.

Nous allons aborder ci-après un rapide aperçu des différentes normes existantes ou en développement. On retrouve ainsi la norme 802.11a (baptisé WiFi 5) qui permet d’obtenir un haut débit (54 Mbps théoriques, 30 Mbps réels).

La norme 802.11a spécifie 8 canaux radio dans la bande de fréquence des 5 GHz.

La norme 802.11b qui est la norme la plus répandue actuellement propose un débit théorique de 11 Mbps (6 Mbps réels) avec une portée pouvant aller jusqu’à 300 mètres dans un environnement dégagé.

La plage de fréquence utilisée est la bande des 2.4 GHz, avec 3 canaux radio disponibles.

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).

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 fréquence et les puissances autorisées dans le pays d’origine du matériel.

La norme 802.11e vise elle à donner des possibilités en matière de qualité de service au niveau de la couche liaison de données en définissant les besoins des différents paquets en terme de bande passante et de délai de transmission de manière à permettre une meilleure transmission de la voix et de la vidéo.

En proposant le protocole Inter-Access point roaming protocol, elle permet à un utilisateur itinérant de changer de point d’accès de façon transparente lors d’un déplacement, et cela quels que soient les modèles ou marques des points d’accès présents au sein du réseau.

C’est ce que l’on appelle l’itinérance (ou roaming en anglais), possibilité intéressant le plus les opérateurs télécoms.

La norme 802.11g offrira quant à elle un haut débit (54 Mbps théoriques, 30 Mbps réels) sur la bande de fréquence des 2.4 GHz.

Cette norme n’a pas encore été validée, le matériel disponible avant la finalisation de la norme risque ainsi de devenir obsolète si celle-ci est modifiée ou amendée.

La norme 802.11g a une compatibilité ascendante avec la norme 802.11b, ce qui signifie que des matériels conformes à la norme 802.11g pourront fonctionner en 802.11b 802.11h La norme 802.11h vise à rapprocher la norme 802.11 du standard Européen (HiperLAN 2, doù le h de 802.11h) et être en conformité avec la réglementation européenne en matière de fréquence et d’économie d’énergie.

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 un chiffrement des communications pour les transmissions utilisant les technologies 802.11a, 802.11b et 802.11g.

La norme 802.11IR a été élaborée de telle manière à utiliser des signaux infrarouges.

La norme 802.11j est à la réglementation japonaise ce que le 802.11h est à la réglementation européenne.