LAN 101: Bases de la mise en réseau

Ethernet sans fil: 802.11n et Bluetooth 802.11n La dernière norme de réseau sans fil, 802.11n (également appelée Wireless-N), a été publiée en octobre 2009. Le matériel 802.11n utilise une technologie appelée MIMO (multiple input, multiple output) pour augmenter le débit et la portée. MIMO utilise plusieurs radios et antennes pour transmettre plusieurs flux de données (également appelés flux spatiaux) entre les stations. Contrairemen

Ethernet sans fil: 802.11n et Bluetooth

802.11n

La dernière norme de réseau sans fil, 802.11n (également appelée Wireless-N), a été publiée en octobre 2009. Le matériel 802.11n utilise une technologie appelée MIMO (multiple input, multiple output) pour augmenter le débit et la portée. MIMO utilise plusieurs radios et antennes pour transmettre plusieurs flux de données (également appelés flux spatiaux) entre les stations. Contrairement aux anciennes implémentations 802.11, dans lesquelles les signaux radio réfléchis ont ralenti le débit, les signaux radio réfléchis peuvent améliorer le débit et augmenter la portée utile.

Le 802.11n est le premier standard Ethernet sans fil à prendre en charge deux bandes de fréquences ou bandes:

  • 2, 4 GHz (identique à 802.11b / g)
  • 5 GHz (identique à 802.11a)


Ainsi, en fonction de l'implémentation spécifique de la norme 802.11n utilisée, un périphérique 802.11n à double bande peut se connecter aux périphériques 802.11b, 802.11g et 802.11a, tandis qu'un périphérique 802.11n à bande unique peut se connecter avec les périphériques 802.11b et 802.11g uniquement.

Les périphériques sans fil N peuvent contenir des radios dans différentes configurations supportées par la norme. Les radios sont définies ou classées selon le nombre d'antennes d'émission, d'antennes de réception et de flux de données (également appelés flux spatiaux) qu'ils peuvent prendre en charge. Une notation commune a été conçue pour décrire ces configurations, qui est écrite sous la forme axb: c, où a est le nombre maximal d’antennes émettrices, b le nombre maximal d’antennes de réception et c le nombre maximal de flux de données simultanés être utilisé.

La configuration de performance maximale prise en charge par la norme est 4 x 4: 4 (4 antennes de transmission / réception et 4 flux de données), qui prendrait en charge des largeurs de bande allant jusqu'à 600 Mb / s. . Les configurations courantes utilisées dans les périphériques sans fil N incluent 1 x 1: 1, 1 x 2: 1 et 2 x 2: 1, qui incluent des radios avec 1 ou 2 antennes ne prenant en charge qu'un seul flux de données pour un maximum de 150 Mo / s en bande passante. Les autres configurations courantes incluent 2 x 2: 2, 2 x 3: 2 et 3 x 3: 2, qui incluent des radios avec 2 ou 3 antennes prenant en charge jusqu'à deux flux de données pour une bande passante allant jusqu'à 300 Mb / s. Ceux qui utilisent plus d'antennes que de flux de données permettent d'augmenter la diversité et la portée du signal. Les périphériques sans fil N les plus performants actuellement disponibles sur le marché utilisent une configuration radio 3 x 3: 3, qui prend en charge trois flux de données pour une bande passante allant jusqu’à 450 Mb / s.

802.11n est nettement plus rapide que 802.11g, mais de combien? Cela dépend principalement du nombre de flux de données pris en charge, ainsi que du fait que deux autres fonctionnalités facultatives soient activées ou non. La configuration de base utilise des canaux larges de 20 MHz avec un intervalle de garde de 800 ns entre les signaux transmis. En utilisant la liaison de canal pour augmenter la largeur du canal à 40 MHz, plus de deux fois la bande passante peut être obtenue en théorie. Je dis "en théorie" car l'utilisation de canaux plus larges fonctionne bien dans des conditions de signal très fortes, mais peut se dégrader rapidement dans des circonstances normales. De plus, le canal le plus large occupe une plus grande partie de la bande, provoquant plus d'interférences avec les autres réseaux sans fil à portée. Dans le monde réel, j'ai vu le débit diminuer considérablement avec les canaux de 40 MHz, de sorte que l'utilisation de canaux de 40 MHz est désactivée par défaut sur la plupart des appareils.

Une autre fonctionnalité optionnelle consiste à utiliser un intervalle de garde plus court (GI), qui correspond au temps (en nanosecondes) que le système attend entre la transmission des symboles OFDM (multiplexage par répartition en fréquence orthogonale) dans un flux de données. En réduisant l'intervalle de garde des 800 ns standard à 400 ns en option, la bande passante maximale augmente d'environ 10%. Tout comme pour la liaison de canal (largeur de canal de 40 MHz), cela peut poser des problèmes en cas d'interférences excessives ou de faible intensité du signal, ce qui entraîne une diminution du débit global due aux erreurs de signal et aux nouvelles tentatives. Cependant, dans le monde réel, l'intervalle de garde plus court ne pose généralement pas de problème. Il est donc activé par la configuration par défaut de la plupart des périphériques.

En combinant l'utilisation de trois flux de données utilisant des canaux standard de 20 MHz et l'intervalle de garde standard de 800 ns, le débit maximal d'une connexion sans fil N serait de 195 Mb / s. L'utilisation de l'intervalle de garde 400 ns plus court augmenterait cette valeur jusqu'à 216, 7 Mb / s. Comme avec les autres membres de la famille de normes 802.11, la norme 802.11n prend en charge les taux de repli lorsqu'une connexion ne peut pas être établie au débit maximal.

Le tableau suivant compare les vitesses standard et facultatives prises en charge par 802.11n à celles prises en charge par 802.11b, 802.11a et 802.11g.

Vitesses du réseau sans fil
Type sans filB: et
Largeur de canal
GI
(Intervalle de Garde)
Max. La vitesse
(1 flux)
Max. La vitesse
(2 flux)
Max. La vitesse
(3 flux)
Max. La vitesse
(4 flux)
802.11a5 GHz20 MHz800 ns54 Mb / s


802.11b2, 4 GHz20 MHz800 ns11 Mb / s


802.11g2, 4 GHz20 MHz800 ns54 Mb / s


802.11n2, 4 / 5 GHz20 MHz800 ns65 Mb / s130 Mb / s195 Mb / s 260 Mb / s
802.11n2, 4 / 5 GHz20 MHz400 ns72, 2 Mb / s144.4 Mb / s216, 7 Mb / s 288.9 Mb / s
802.11n2, 4 / 5 GHz40 MHz800 ns135 Mb / s270 Mb / s405 Mb / s 540 Mb / s
802.11n2, 4 / 5 GHz40 MHz400 ns150 Mb / s300 Mb / s
450 Mb / s 600 Mb / s


Comme vous pouvez le voir sur la table, les périphériques sans fil N prenant en charge quatre flux de données pourront prendre en charge un débit allant jusqu’à 600 Mb / s, mais la réalité actuelle est bien moindre. Étant donné qu’il n’existe sur le marché aucun appareil prenant en charge quatre flux, le débit maximal annoncé par les périphériques sans fil N aujourd’hui est de 300 Mbits / s (deux flux) ou 450 Mbits / s (trois flux). à la fois l’utilisation de canaux de 40 MHz (normalement pas recommandés) et un court intervalle de garde.

La Wi-Fi Alliance a commencé à certifier les produits prenant en charge la norme 802.11n dans son formulaire Draft 2 en juin 2007. La norme 802.11n a finalement été publiée en octobre 2009 et les produits 802.11n Draft 2 ou ultérieurs sont considérés comme conformes à la norme 802.11. n standard. Dans certains cas, des mises à jour du pilote ou du micrologiciel peuvent être nécessaires pour garantir une conformité totale. Comme pour les certifications Wi-Fi précédentes, la certification Wi-Fi 802.11n exige que le matériel de différents fabricants interagisse correctement les uns avec les autres. Le matériel 802.11n utilise des puces de fabricants tels qu'Atheros, Broadcom, Cisco, Intel, Marvell et Ralink.

Bluetooth

Bluetooth est un standard basse vitesse à faible consommation conçu à l'origine pour interconnecter les ordinateurs portables, les PDA, les téléphones portables et les pagers pour la synchronisation des données et l'authentification des utilisateurs dans les aéroports, les hôtels, les voitures de location et les événements sportifs. Bluetooth est également utilisé pour une variété de périphériques sans fil sur PC, y compris les adaptateurs, les claviers, les souris, les casques, les caméscopes DV, les projecteurs de données et bien d'autres. Une liste des produits et annonces Bluetooth est disponible sur le site Web officiel d’information sans fil Bluetooth.

Les appareils Bluetooth utilisent également la même plage de fréquences de 2, 4 GHz que la plupart des appareils Wi-Fi utilisent. Cependant, pour éviter les interférences avec le Wi-Fi, Bluetooth utilise une méthode de signalisation appelée spectre étalé par sauts de fréquence (FHSS) qui change la fréquence exacte utilisée lors d'une session Bluetooth 1600 fois par seconde sur les 79 canaux utilisés par Bluetooth. Contrairement au Wi-Fi, qui est conçu pour permettre à un périphérique de faire partie d’un réseau à tout moment, Bluetooth est conçu pour les réseaux temporaires ad hoc (appelés piconets ) dans lesquels deux périphériques se connectent suffisamment longtemps pour transférer des données. connexion. Le débit de base pris en charge par Bluetooth est actuellement de 1 Mb / s (contre 700 Kb / s dans les versions précédentes), mais les appareils prenant en charge le débit de données amélioré (EDR) peuvent atteindre un débit de 2, 1 Mb / s.

La version actuelle de Bluetooth est la version 4.0, mais les versions 2.1 et ultérieures prennent en charge des connexions plus faciles entre des appareils tels que des téléphones et des casques (processus appelé appariement), une autonomie plus longue et une sécurité améliorée. La version 3.0 ajoute un mode haut débit basé sur le Wi-Fi, tandis que 4.0 ajoute des protocoles à faible consommation d’énergie pour les appareils utilisant une consommation électrique extrêmement faible.

Problèmes d'interférence entre Bluetooth et 802.11b / g / n sans fil

Malgré le caractère de saut de fréquence de Bluetooth, des études ont montré que les périphériques Bluetooth 802.11b / g / n peuvent interférer, en particulier à courte distance (moins de 2 mètres) ou lorsque les utilisateurs tentent d'utiliser les deux types de réseaux sans fil. temps (comme avec une connexion réseau sans fil sur un ordinateur utilisant également un clavier et / ou une souris sans fil Bluetooth). Les interférences réduisent le débit et, dans certaines circonstances, peuvent entraîner une perte de données.

La version Bluetooth 1.2 ajoute des sauts de fréquence adaptatifs pour résoudre les problèmes d'interférence lorsque les périphériques sont distants de plus d'un mètre. Cependant, des interférences à courte distance (moins de 1 mètre) peuvent toujours avoir lieu. IEEE a développé 802.15.2, une spécification permettant la coexistence entre 802.11b / g / n et Bluetooth. Il peut utiliser différentes méthodes de partage du temps ou de répartition dans le temps pour permettre la coexistence. La version Bluetooth 2.1 est conçue pour minimiser les interférences en utilisant une méthode de saut adaptatif améliorée, tandis que la version 3.0 et ultérieure ajoute la possibilité d'utiliser des radios 802.11 pour les transferts à grande vitesse. Les entreprises qui créent des jeux de puces Bluetooth et de la famille 802.11, tels que Atheros et Texas Instruments (TI), ont développé des méthodes pour éviter les interférences particulièrement efficaces lorsque des produits de même fournisseur sont associés.

Top