10 Mai 2008    

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Transmissions sans fils, Wi-Fi, WiMax, Bluetooth, ZigBee, UMTS

Réseaux et communications

 
 
 
 
 

Une dizaine de technologies permettent la transmission sans fils des informations.
Chacune correspond à un usage différent, fonction de ses caractéristiques :

  • vitesse de transmission,
  • débit maximum,
  • coût de l'infrastructure,
  • coût de l'équipement connecté,
  • sécurité,
  • souplesse d'installation et d'usage,
  • consommation électrique et autonomie.

Wi-Fi, IEEE 802.11

Wi-Fi permet des transmissions à moyenne distance (quelques mètres) à un débit suffisant pour connecter un ordinateur individuel.
Il existe maintenant deux niveaux de transmission :

  • 802.11b : 11 Mbit/s,
  • 802.11g : 54 Mbit/s,

Dans la théorie, 54 Mbit/s c'est la moitié de la vitesse d'une liaison Ethernet filaire classique (100 Mbit/s), dans la pratique, la vitesse de transmission est dégradée par la distance à parcourir, la disposition des lieux et la présence éventuelle d'autres émetteurs.
Le débit constaté, généralement 2 à 4 fois plus faible, reste toutefois très supérieur aux liaisons avec Internet (512 kBit/s à 2 Mbit/s) et est suffisant pour transmettre des données de volume moyen sans problème.
L'utilisation du Wi-Fi se justifie partout où l'on ne souhaite pas installer de câbles : salles de réunion, lieux publics, locaux temporaires, domiciles... Le Wi-Fi entre désormais souvent en concurrence avec le CPL (Courant Porteur en Ligne).

IEEE 802.11a

Proche parente de Wi-Fi, 802.11a, maintenant assez ancienne, utilise des technologies différentes de 802.11b et g. Elle est performante, fiable, sûre, mais plus chère.
L'utilisation du 802.11a est souvent industrielle.

WiMax (Worldwide Interoperability for Microwave Access), IEEE 802.16

WiMax est une des technologies de BLR (Boucle Locale Radio). C'est une norme de transmission à plus grande distance que Wi-Fi (10 km) et à bonne pénétration dans les locaux. Elle nécessite toutefois une infrastructure assez lourde.
Elle n'est pas vraiment concurrente :

  • de Wi-Fi, dont les équipements sont beaucoup moins coûteux,
  • ni des liaisons de type filaire ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line), également beaucoup moins coûteuses lorsqu'il existe une ligne téléphonique de bonne qualité.

L'utilisation du Wi-Max se justifie pour connecter des locaux situés dans des régions à faible densité de population.

WiBro (Wireless Broadband)

WiBro est l'implémentation coréenne de la norme IEEE 802.16e et est donc très voisine de WiMax. Elle dipose d'une longueur d'avance quand aux équipements déjà en place.

Bluetooth, IEEE 802.15.1

La technologie Bluetooth est intégrée dans une puce de moins d'1 cm2. Elle est donc peu encombrante et peu consommatrice d'énergie.
Sa portée est faible (au plus, quelques mètres) et le débit modéré (57 kbit/s à 1 Mbit/s). Elle correspond à la norme IEEE 802.15.1.
La norme prévoit que 2 à 8 machines peuvent se connecter entre elles dans un micro réseau, le piconet, contrôlé par l'une d'entre elles qui devient le maître. Les piconet peuvent s'interconnecter dans un scatternet.
Ses utilisations sont déjà nombreuses :

  • - téléphones portables,
  • - oreillettes sans fils,
  • - PDA,
  • - clavier et souris sans fils,
  • - imprimante individuelle.

L'utilisation du Bluetooth se trouve dans la connexion d'appareils bureautiques ou domestiques situés les uns près des autres.

ZigBee, IEEE 802.15.4

ZigBee est une norme de communication de machine à machine, à faible portée (10 mètres). Elle se caractérise par un débit limité (20 à 250 kbit/s) et, surtout, par une très faible consommation.
Cette consommation est tellement faible qu'elle peut être assurée dans certains cas par une pile installée à vie.
L'utilisation de ZigBee se trouve dans la connexion d'appareils industriels, bureautiques ou domestiques (domotique) situés les uns près des autres et peu bavards (thermostats, alarmes...).

HomeRF

Norme domestique d'une portée d'une cinquantaine de mètres et permettant de relier des appareils bureautiques (ordinateurs), mais aussi des téléphones de type DECT.
Ses performances théoriques sont semblables à celles de Wi-Fi (débit de 11 Mbits/s).
Comme le DECT, il utilise un signal de type TDMA (Time Division Multiple Access), qui lui permet d'assurer des transmissions synchrones, donc performantes pour la voix.
Fondé en 1988, malgré la compatibilité intéressante de la norme avec DECT, le consortium a été dissous lors du départ d'Intel en 2003.

Hiperlan (High Performance Local Area Network)

C'est la norme de l'ETSI (European Telecommunications Standards Institute), concurrente du 802.11a (de l'IEEE qui est américain).
Comme elle, elle permet un débit de 54 Mbit/s sur 50 à 100 m.
Les différences résident notamment dans la possibilité d'utiliser certaines bandes de fréquences en Europe et ailleurs.

DECT (Digital Enhanced Cordless Telecommunications)

Norme européenne de transmission numérique à courte distance utilisée pour les postes téléphoniques sans-fil domestiques.
Il existe deux générations de téléphones DECT, la dernière ayant une portée de 300 m et permettant de relier jusqu’à 9 postes dans un mini-réseau intérieur.
Le DECT est une technologie économique et éprouvée qui ne concerne que les communications téléphoniques et n'inclue aucun service supplémentaire.

UMTS (Universal Mobile Telecomunications System)

L'UMTS est la norme de télécommunication cellulaire sans fil à haut débit, appelée aussi W-CDMA ou 3G (terme plus général).
En plus des conversations elle peut transmettre également des données. Si des vitesses de plusieurs Mbit/s devraient théoriquement être atteintes, le débit pratique dans un réseau chargé est estimé à 50 Kbit/s, sans limite de distance, du fait de la couverture très complète du territoire.
En fonction de leurs options, les téléphones portables 3G, mais aussi les PDA et les ordinateurs portables peuvent être connectés.
L'utilisation de l'UMTS pour le transfert de données restera coûteuse et peu performante, son intérêt réside dans la disponibilité du réseau pour les nomades, ainsi, et peut-être surtout, de l'existence de solutions commerciales réellement simples et opérationnelles.

UWB (Ultra Wide Band), IEEE 802.15.3

Norme de transmission à très haut débit (54 à 480 Mbit/s) et à très courte distance (1 à 10 mètres). L'émission s'effectue sur une très large bande de fréquence, mais à une puissance très faible, normalement sans interaction avec les autres communications. Son débit se situe entre 54 Mbit/s et 480 Mbit/s, en fonction des options utilisées et des perturbations éventuelles.
En cours de développement, elle devrait être employée pour connecter les appareils domestiques ou bureautiques réclamant un bon débit (vidéo, accès disque).

WUSB (Wireless USB)

C'est une norme de connexion sans fils pour les périphériques, destinée à remplacer USB 2.
Elle se base sur la future norme de transmission UWB (Ultra Wide Band) dont le débit est fixé à 480 Mbit/s.
L'utilisation du WUSB, en remplacement de l'USB, concerne donc essentiellement les appareils bureautiques et industriels.

Comparatif rapide

Le tableau ci-dessous dresse le panorama des performances des principales technologies.
Toutefois, si pour des liaisons filaires, le débit théorique et le débit réel sont généralement identiques, il en va tout autrement des liaisons sans fils. Les performances peuvent être divisées par 2 ou 4, voire par 10, en fonction des éléments suivants :

  • allongement des distances,
  • obstacles à la propagation,
  • nombre important de clients partageant le même réseau local,
  • présence d'émissions parasites.

Il en va de même pour les portées théoriques et réelles, dégradées principalement par la disposition des lieux (obstacles, réverbération des signaux).
 

 

Pour aller plus loin


Les réseaux - édition 2005

 Le "Pujolle", la référence qui nous a permis de compléter et vérifier les informations de cette fiche.
Cet énorme livre de plus de 1000 pages présente les technologies, les protocoles et les normes en matière de réseau et de transmission (Ethernet, Internet, ADSL, Wi-FI...). Il devrait se trouver dans tous les services informatiques.
Les réseaux - édition 2005 Eyrolles - Septembre 2004

 

 
 
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