Il est difficile de s’imaginer que le mot « Wi-Fi » a été ajouté au dictionnaire Merriam-Webster il y a moins de 10 ans. Depuis, la technologie a fait des progrès considérables, des versions 802.11b, 802.11bg jusqu’à la version 802.11abgn. De toutes les options de technologie sans fil qui existent à ce jour, le Wi-Fi est voué à jouer un rôle important dans l’évolution de l’Internet des objets (IoT, Internet of Things). C’est une certitude. Pourquoi ? Cette technologie établit une connexion directe vers les réseaux IP, est bien comprise de tous, universelle et octroie une flexibilité permettant d’appliquer de nombreux cas d’utilisation.
802.11 a évolué en plusieurs variantes pouvant être adaptées en fonction de besoins applicatifs spécifiques. Pour structurer efficacement cette discussion, nous allons nous intéresser à 3 attributs majeurs pour lesquels les normes ont évolué afin de répondre à des besoins spécifiques du marché : les réseaux hautes performances, les réseaux de capteurs sans fil et les réseaux pair à pair. Voici un aperçu de chacun d’entre eux et de leur évolution dans le contexte de la révolution de l’Internet des objets.
Réseaux hautes performances
Ces réseaux hébergent les applications renforçant la nécessité d’une vitesse supérieure. 802.11n a rompu la barrière de 100 Mbps lors du premier lancement des smartphones et des tablettes. Ensuite, cette année, nous avons observé la prolifération de la technologie 802.11ac, qui a permis le développement de la vitesse Gigabit.
802.11ac a ajouté des débits de données supérieurs, accru l’efficacité avec le 5 GHz (qui correspond généralement à un spectre plus propre et moins saturé que le 2,4 GHz) et a optimisé les performances du trafic multimédia. Dès lors, les appareils transmettent les données et se mettent en veille plus rapidement, améliorant ainsi les performances des batteries. Sur cette base, les smartphones et les tablettes récemment lancés prennent en charge la technologie 802.11ac, qui optimise l’expérience mobile. Les appareils branchés ou disposant d’une capacité de batterie supérieure valorisent un point d’accès 802.11n 2x2 et présentent 2 transmetteurs (2 Tx/2 Rx), pour des performances encore plus élevées. Les ordinateurs portables et les boîtiers décodeurs sont parfaitement compatibles avec les appareils 802.11ac 2x2.
En plus de 802.11ac, la Wi-Fi Alliance a récemment ratifié la technologie 802.11ad (également appelée WiGig). WiGig est la solution qui apporte la vitesse Gigabit au Wi-Fi. Cela permet la prise en charge du transfert de données à une vitesse incroyable de 7 Gbit/s. Contrairement à 802.11ac, la technologie 802.11ad fonctionne à une fréquence de 60 GHz. En raison de sa fréquence élevée, elle présente une très courte portée, mais prend en charge un débit élevé. Ainsi, elle est idéale pour la transmission instantanée de vidéos des appareils de poche sur les grands écrans (imaginez une expérience optimale dans votre propre salle à manger) ou pour la collaboration sans fil. Les technologies 802.11ad et 802.11ac/11n opérant à des fréquences différentes, elles peuvent toutes deux être intégrées sur une seule puce. 802.11ad prend également en charge la transmission de l’intégralité d’un film HD en quelques minutes, contre quelques heures avec les autres technologies. Elle est particulièrement adaptée aux secteurs du divertissement à domicile, du jeu, de l’automobile et aux marchés médicaux.
Réseaux de capteurs sans fil
Les réseaux de capteurs sans fil comportent de touts petits nœuds de capteurs transmettant divers débits de données faibles. Généralement, ils fonctionnent sur batterie et envoient des signaux à des débits très faibles sur le réseau IP, ce qui permet de surveiller leur état à distance partout dans le monde. Les réseaux de capteurs sans fil doivent impérativement valoriser des nœuds de faible puissance, dans la mesure où leur fonctionnement dépend des années durant de batteries de taille très réduite. Par ailleurs, l’utilisation d’une portée plus longue est préférable. Pourquoi ? Votre système peut ainsi fonctionner avec un nombre plus réduit de nœuds de communication. Les technologies 802.11b et 802.11g sont souhaitées, dans la mesure où elles fournissent une plus longue portée et une autonomie de batterie supérieure. Vous pouvez profiter de jeux de puces 802.11 conçus pour optimiser des consommations inférieures, mais également pour prendre en charge des débits très faibles, comme 1 Mbit/s.
Les spécifications 802.11 évoluent, dans l’objectif d’optimiser davantage la collaboration avec les réseaux de capteurs sans fil. 802.11ah est en cours de définition, afin d’assurer la prise en charge du Wi-Fi à une fréquence de 900 MHz. En utilisant un spectre de fréquence inférieure, les produits peuvent communiquer sur une plus longue portée. Actuellement, le Wi-Fi peut être pris en charge sur des fréquences de 2,4, 5 et 60 GHz. En prenant en charge du Wi-Fi sur une fréquence de 900 MHz, vous établissez des communications de très longue portée et évitez de solliciter la totalité des nœuds du réseau. Dans ce contexte, vous réduisez les coûts. À l’heure actuelle, de nombreux réseaux de capteurs sans fil valorisent une fréquence de 900 MHz, mais il s’agit de protocoles de communications propriétaires. La prise en charge du Wi-Fi dans cette bande de fréquence constitue une chance unique de connecter plus rapidement les appareils sur les réseaux IP.
Réseau pair à pair
Les spécifications 802.11 actuelles prennent en charge le Wi-Fi Direct, qui permet aux appareils Wi-Fi d’interagir sans point d’accès. Cette fonctionnalité est utilisée à grande échelle dans de nombreuses applications grand public, comme les imprimantes. Parmi les applications majeures réseaux pair à pair, citons les communications de voiture à voiture. 802.11p est un amendement approuvé à la norme IEEE 802.11, encadrant l’ajout de l’accès sans fil au sein des environnements véhiculaires (WAVE, système de communication véhiculaire). Les Communications dédiées à courte portée (DSRC, Dedicated Short Range Communications) et les protocoles WAVE de 802.11p ont été spécifiquement développés pour les protocoles de communications V2V et V2I (respectivement véhicule à véhicule et véhicule à infrastructure). Ces solutions sont optimisées pour l’envoi de messages de sécurité et de contrôle, notamment relatifs à l’évitement des collisions. Ces protocoles ont été conçus pour de faibles temps de latence et une capacité de connexion/déconnexion rapide, dans la mesure où ils peuvent évaluer la distance séparant différents véhicules. Si cette norme a été ratifiée des années de cela, la commercialisation à grande échelle de ce protocole n’a été amorcée que récemment.
En août 2014, le département du Transport des États-Unis a publié un préavis relatif à de nouvelles normes stipulant l’équipement des communications V2V dans les nouveaux véhicules, dans l’objectif d’assurer la prise en charge des systèmes anti-collision. Si aucune date n’a été définie pour l’officialisation de cette obligation, des essais 802.11p/DSRC sont effectués depuis plusieurs années par les constructeurs automobiles. Aujourd’hui, la norme 802.11p fournit les résultats escomptés. A priori, la technologie V2V semble promise à un bel avenir au cours des prochaines années.
Avec la multiplication des applications au sein de nombreux secteurs valorisant la technologie 802.11, nous prévoyons une forte augmentation du nombre d’entités connectées, notamment des appliances, des machines, des équipements, des automobiles et même des individus. Ce contexte va stimuler la révolution de l’Internet des objets. Cela représente une opportunité incroyable pour l’ensemble des membres de l’écosystème des fournisseurs de matériels, de logiciels et de solutions système.
À propos de Murata
Murata est le chef de file mondial de la conception de modules de variante 802.11. L’entreprise, c’est ici un avantage unique, est en position de commercialiser les nombreuses variantes Wi-Fi nécessaires à la prise en charge des marchés verticaux majeurs décrits plus haut. Murata équipe d’ores et déjà nombre de ces marchés à l’aide d’une large gamme de modules, dont 802.11bgn, 802.11abgn, 802.11ac, 802.11ac 2x2, le Wi-Fi intégré (avec pile intégrée), 802.11ad/WiGig et 802.11p. Ces modules sont disponibles en tant que solutions grand public, industrielles ou dédiées au secteur automobile, selon les besoins spécifiques du marché.