Wi-Fi du futur : très haut débit et maisons entièrement connectées

7 Gb/s, fiabilité et portée améliorées... Le Wi-Fi du futur se prépare, et ouvrira ces prochaines années à de nouveaux usages. Récapitulons !

4G, réseaux basses fréquences, transmission lumineuse (Li-Fi), recharge... De nombreuses nouvelles technologies de transmission sans fil monopolisent l'actualité depuis quelque temps. Le bon vieux Wi-Fi, âgé de près de 20 ans, ne serait plus un sujet. Et pourtant, de multiples évolutions majeures se préparent.

Débits impressionnants, grande capacité, longue portée... Le Wi-Fi du futur s'est exposé la semaine dernière au salon international de la mobilité, le Mobile World Congress (MWC). L'occasion de faire le point sur ce qui attend les consommateurs, cette année et au-delà.

Du très très haut débit à courte portée

Les débits du Wi-Fi seront décuplés ces prochaines années, avec le passage à la norme 802.11ad.

Cette évolution majeure exploitera pour ce faire une troisième bande de fréquences, nettement plus élevée, de 60 GHz. À ce niveau, le spectre n'est pas saturé et on peut exploiter une bande passante de 2160 MHz, 25 à 100 fois plus large que celle utilisée à ce jour par nos routeurs (20 à 80 MHz sur la bande des 2,4 ou des 5 GHz).

Sans même recourir à des ruses telles que le multi-utilisateur ou le multi-flux, sur lesquelles nous revenons plus loin, cette approche simpliste permettra d'offrir dans un premier temps un débit maximal de 4,6 Gb/s, et même dans un second temps, de 6,8 Gb/s, en recourant au multiplexage.


Le 802.11ad ouvrira ainsi à de nouveaux usages.

Il permettra naturellement de transférer rapidement de gros fichiers. Certains imaginent d'ailleurs de nouveaux services de location de films, pour l'avion par exemple, avec lesquels on chargerait au sol, en quelques secondes, des fichiers de plusieurs gigaoctets.

Et dès aujourd'hui, sous l'appellation WiGig, il sert à concevoir des stations d'accueil sans fil pour ordinateurs portables. Au MWC, Qualcomm exposait quant à lui un smartphone auquel on reliait un écran, un clavier et une souris, sans fil. Diffuser de la vidéo sans fil n'est plus un sujet, mais on parle ici d'un déport d'écran en définition Ultra HD, avec un faible niveau de compression, donc avec une latence et une perte de qualité minimes.

La norme est standardisée par l'IEEE, un organisme international établissant des normes, mais pas encore par l'alliance Wi-Fi. Routeurs, ordinateurs, téléphones, les grandes marques sont dans les starting blocks. Les premiers produits 802.11ad verront le jour dès 2016, mais il faudra attendre quelques années avant que la norme ne se démocratise.

Des maisons entièrement connectées avec du Wi-Fi basse fréquence

En raison de sa fréquence élevée ainsi que d'une puissance d'émission abaissée à 10 mW (contre 100 à 160 mW pour les normes existantes), la portée du 802.11ad sera limitée. Il ne traversera probablement pas les murs et pourra même être perturbé par un corps humain.

L'industrie prépare ainsi une autre norme, répondant aux besoins diamétralement opposés des objets connectés, qui sont amenés à se multiplier ces prochaines années. La maison connectée n'a pas besoin de très hauts débits, mais au contraire d'une couverture totale.

Le 802.11ah exploitera ainsi de basses fréquences, dans les 700, 800 ou 900 MHz selon les pays, par bandes de 2 MHz. Il s'en tiendra ainsi à 7,8 Mb/s par appareil. Mais il offrira en contrepartie une portée de 1000 m en champ libre, ou pourra traverser plusieurs murs et couvrir un appartement entier à partir d'un seul point d'accès.

Cette norme Wi-Fi sera une alternative et un compromis au Wi-Fi conventionnel et aux technologies existantes de réseaux cellulaires LoRa (long range) et Sigfox. Contrairement à ces dernières, exploitées par des opérateurs de télécommunications et destinées à des objets connectés nomades, le 802.11ah sera mis en œuvre à domicile par les consommateurs. Il répond parfaitement aux besoins de la maison connectée.

Débits doublés dès cette année

Dans un futur tout proche, la prochaine innovation du Wi-Fi est la moins impressionnante, mais c'est en contrepartie la plus concrète. Le marché est effectivement sur le point d'accueillir l'IEEE 802.11ac Wave 2. Cette nouvelle révision de la dernière norme en date apporte trois améliorations complémentaires avec lesquelles les débits, mais aussi la portée et la fiabilité, seront sensiblement améliorés.

Pour commencer, la seconde vague du Wi-Fi AC ajoute un quatrième flux à la technologie multi-flux MIMO, avec laquelle on multiplie les entrées et sorties pour multiplier d'autant les débits. Cet apport donne donc lieu à une hausse de débit de 33 %.

La nouvelle vague double aussi et surtout la bande passante maximale, c'est-à-dire la largeur de la bande de fréquences, qui passe plus précisément de 80 à 160 MHz. Cet apport double le débit à lui seul.

Concrètement, le débit théorique maximal passera ainsi de 1,3 à 3,5 Gb/s. Il faudra à la fois des appareils et un routeur ou un point d'accès exploitant ces nouveautés. Les technophiles pourront en acquérir dans quelques mois, puis ces évolutions s'étendront à l'ensemble de la population par la force des choses, notamment en équipant tôt ou tard les box des fournisseurs d'accès à internet.

Et fiabilité renforcée

L'un des principaux inconvénients du Wi-Fi, c'est sa portée et sa fiabilité insuffisante dans de nombreux cas. Le 802.11ac Wave 2 répondra à cette problématique. Il apportera effectivement le MU-MIMO, c'est-à-dire qu'il ajoutera le multi-utilisateurs au multi-flux. Cette technologie a vocation à améliorer les débits, en permettant au routeur ou au point d'accès Wi-Fi de communiquer simultanément avec plusieurs appareils. Jusqu'à présent ils communiquaient avec les appareils tour à tour, certes, à haute fréquence, mais ce qui ralentissait néanmoins les transferts.

Or, pour permettre des transmissions simultanées, le MU-MIMO doit émettre plusieurs faisceaux directifs distincts. Il rend ainsi obligatoire ce qu'on appelle le beamforming, une technologie avec laquelle un point d'accès exploite ses multiples antennes afin d'orienter ses faisceaux en direction des appareils, plutôt que dans toutes les directions. De quoi résoudre des soucis de couverture et de fiabilité.

Conclusion

À moins d'être électro-sensible ou d'appliquer le principe de précaution, le Wi-Fi n'aura bientôt plus rien à envier à l'Ethernet. Ces prochaines années, il deviendra au moins aussi rapide, sa fiabilité sera presque garantie et il sera naturellement plus pratique. D'autant que le 10 Gigabit Ethernet n'est pas encore prêt de se démocratiser.