Chaque nouvelle norme Wi-Fi a apporté des améliorations significatives en termes de performances, la plus récente, 802.11ac, offrant un débit maximal théorique impressionnant de 1,3 Gbit/s. Malheureusement, ces gains n'ont pas été suffisants pour suivre le rythme de la demande, ce qui a conduit à ce cri d'exaspération entendu dans les aéroports, les centres commerciaux, les hôtels, les stades, les maisons et les bureaux : « Pourquoi le sans fil est-il si lent ? »
L'IEEE tente une nouvelle fois d'améliorer les performances Wi-Fi avec une nouvelle norme appelée 802.11ax ou High-Efficiency Wireless, qui promet une multiplication par quatre du débit moyen par utilisateur.
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Le 802.11ax, connu sous le nom de Wi-Fi 6 selon une nouvelle convention de dénomination, est conçu spécifiquement pour les environnements publics à haute densité, tels que les trains, les stades et les aéroports. Mais cela sera également bénéfique dans les déploiements de l'Internet des objets (IoT), dans les maisons à usage intensif, dans les immeubles d'appartements et dans les bureaux qui utilisent des applications gourmandes en bande passante comme la vidéoconférence.
802.11ax est également conçu pour le déchargement de données cellulaires. Dans ce scénario, le réseau cellulaire décharge le trafic sans fil vers un réseau Wi-Fi complémentaire dans les cas où la réception cellulaire locale est médiocre ou dans les situations où le réseau cellulaire est taxé.
L'enthousiasme entourant la nouvelle norme est élevé. Même si le 802.11ax ne devrait pas être finalisé avant le début de 2019, la communauté des vendeurs s'impatiente. Les chipsets pré-standard sont commercialisés depuis l'année dernière et les premiers routeurs 802.11ax arrivent actuellement sur le marché. Dans un scénario de déploiement Wi-Fi typique, les premiers utilisateurs sont à l'aise avec les produits pré-standard, qui obtiennent facilement la certification de la Wi-Fi Alliance une fois qu'ils se conforment pleinement à la norme avec une mise à niveau du micrologiciel.
Quel problème le 802.11ax essaie-t-il de résoudre ?
Les problèmes fondamentaux du Wi-Fi sont que la bande passante est partagée entre les terminaux, que les points d'accès peuvent avoir des zones de couverture qui se chevauchent, en particulier dans les déploiements denses, et que les utilisateurs finaux peuvent se déplacer entre les points d'accès.
La solution actuelle, basée sur une technologie de l'ancien temps Ethernet partagé appelée Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance (CSMA/CA), nécessite que les points de terminaison écoutent un signal clair avant de transmettre. En cas d'interférence, d'encombrement ou de collision, le point d'extrémité entre dans une procédure d'attente, attend le feu vert, puis transmet.
Dans un stade bondé, un aéroport très fréquenté ou un train bondé avec des centaines, voire des milliers d'utilisateurs finaux essayant de diffuser de la vidéo en même temps, le système perd en efficacité et les performances en pâtissent.
La bonne nouvelle est que le 802.11ax promet des performances améliorées, une couverture étendue et une durée de vie de la batterie plus longue. Le 802.11ax peut fournir un flux unique à 3,5 Gbit/s et, grâce à la nouvelle technologie de multiplexage empruntée au monde cellulaire LTE, peut fournir quatre flux simultanés à un seul point de terminaison pour une bande passante théorique totale de 14 Gbit/s.
Comment fonctionne le 802.11ax ?
La norme 802.11ax utilise une variété de techniques sans fil bien comprises et les combine de manière à réaliser une avancée significative par rapport aux normes précédentes, tout en conservant une compatibilité descendante avec 802.11ac et 802.11n.
802.11ax offre une augmentation de près de 40 % du débit pur grâce à une modulation QAM d'ordre supérieur, qui permet de transmettre plus de données par paquet. Il permet également une utilisation plus efficace du spectre. Par exemple, 802.11ax crée des canaux plus larges et divise ces canaux en sous-canaux plus étroits. Cela augmente le nombre total de canaux disponibles, ce qui permet aux points de terminaison de trouver plus facilement un chemin clair vers le point d'accès.
En ce qui concerne les téléchargements du point d'accès à l'utilisateur final, les premières normes Wi-Fi n'autorisaient qu'une seule transmission à la fois par point d'accès. La version Wave 2 de 802.11ac a commencé à utiliser Multi-User, Multi-Input, Multiple Output (MU-MIMO), qui a permis aux points d'accès d'envoyer jusqu'à quatre flux simultanément. 802.11ax permet huit flux simultanés et utilise une technologie de formation de faisceau explicite pour diriger ces flux avec plus de précision vers l'antenne du récepteur.
Plus important encore, le 802.11ax s'appuie sur MU-MIMO avec une technologie de station de base cellulaire LTE appelée Orthogonal Frequency Division Multiple Access (OFDMA). Cela permet à chaque flux MU-MIMO d'être divisé en quatre flux supplémentaires, multipliant par quatre la bande passante effective par utilisateur.
La façon dont le chroniqueur de Network World, Zeus Kerrevala, explique
802.11ax
, au début, le Wi-Fi était comme une longue file de clients dans une banque attendant un caissier. MU-MIMO signifiait quatre guichets au service de quatre lignes de clients. OFDMA signifie que chaque caissier peut servir simultanément quatre clients.
En quoi le 802.11ax est-il différent du 802.11ac ?
Le 802.11ac fonctionne uniquement dans la gamme 5Ghz, tandis que le 802.11ax fonctionne à la fois dans les gammes 2,4Ghz et 5Ghz, créant ainsi plus de canaux disponibles. Par exemple, les premiers chipsets prennent en charge un total de 12 canaux, huit dans la gamme 5 GHz et quatre dans la gamme 2,4 GHz.
Avec 802.11ac, MU-MIMO est limité aux transmissions descendantes uniquement. 802.11ax crée des connexions MU-MIMO de sorte qu'avec la liaison descendante MU-MIMO, un point d'accès puisse transmettre simultanément à plusieurs récepteurs et avec la liaison montante MU-MIMO, un point d'extrémité puisse recevoir simultanément de plusieurs émetteurs.
Le 802.11ax prend en charge jusqu'à huit transmissions MU-MIMO à la fois, contre quatre avec le 802.11ac. OFDMA est une nouveauté avec le 802.11ax, tout comme plusieurs autres technologies, comme l'accès aléatoire basé sur le déclencheur, la fragmentation dynamique et la réutilisation des fréquences spatiales, toutes visant à améliorer l'efficacité.
Enfin, 802.11ax introduit une technologie appelée « temps de réveil cible » pour améliorer l'efficacité du réveil et du sommeil sur les smartphones et autres appareils mobiles. Cette technologie devrait permettre une amélioration significative de la durée de vie de la batterie.
Quand verrons-nous les produits et l'adoption du 802.11ax ?
Quantenna Communications a été le premier à sortir de la porte, annonçant le premier silicium 802.11ax en octobre 2016. Le chipset prend en charge huit flux 5 GHz et quatre flux 2,4 GHz. En janvier 2017, Quantenna a ajouté un deuxième chipset à son portefeuille avec la prise en charge de quatre flux dans les deux bandes.
D'autres fournisseurs de chipsets Wi-Fi ont emboîté le pas. Qualcomm a annoncé son premier silicium 802.11ax début 2017, suivi de Broadcom et Marvell.
Le premier routeur 802.11ax a été introduit par Asus en août dernier. Utilisant le silicium Broadcom, le routeur Asus dispose de 4 × 4 MIMO dans les deux bandes et atteint un débit maximal de 1,1 Gbps sur 2,4 GHz et de 4,8 Gbps sur 5 GHz.
Huawei a annoncé un point d'accès 802.11ax qui utilise 8 × 8 MIMO et est basé sur le matériel Qualcomm. Et en janvier, Aerohive Networks a annoncé sa première famille de points d'accès 802.11ax basés sur les chipsets Broadcom. Ceux-ci devraient commencer à être expédiés mi-2018.
L'IEEE a approuvé 802.11n en 2007 et 802.11ac en 2013, ils s'en tiennent donc à l'intervalle de six ans en ce qui concerne le 802.11ax. Un projet de norme 802.11ax devrait être publié au premier trimestre 2018, et la norme finale devrait être finalisée au premier trimestre 2019.
La certification Wi-Fi provisoire des équipements 802.11ax par la Wi-Fi Alliance débutera au quatrième trimestre de cette année, la production en volume de produits 802.11ax devant s'intensifier l'année prochaine.
En termes d'adoption massive, nous parlons probablement de 2020, mais les responsables informatiques avant-gardistes, en particulier ceux qui exploitent des réseaux Wi-Fi haute densité, devraient lancer des projets pilotes 802.11ax cette année.
(Neal Weinberg est rédacteur et éditeur de technologie indépendant. Vous pouvez le joindre à
neal@misterwrite.net
.)
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