Le développement du Wifi

EXPERTISE, CERTIFICATION et AUDIT

Même si la plupart des utilisateurs ne remarquent que les changements majeurs destinés à améliorer la performance du Wi-Fi, les spécifications de la norme 802.11 font l’objet d’un développement continu. Pour chaque changement « public», il y a cinq changements de fond, dont certains sont significatifs.

Avec plus de 20 spécifications 802.11 déjà ratifiées, et beaucoup plus encore en développement, il est logique de “faire un état de l’art“ sur les changements de temps en temps. Bon nombre de ces protocoles, après tout, peuvent provoquer des incompatibilités fonctionnelles et ont besoin d’une attention particulière pour les rendre interopérables. La norme 802.11-2012 intègre 10 amendements qui ont été récemment ratifiés, ce qui permet aux ingénieurs travaillant avec la 802.11 de trouver plus facilement ce dont ils ont besoin, sans parler du fait que cela aide aussi à limiter les problèmes d’interopérabilité entre les protocoles.

Voici les 10 spécifications qui font partie de cet état des lieux, incluant l’année où elles ont été ratifiées et une brève description de chacune d’entre elles:

* 802.11k: Amélioration de la Mesure des Ressources Radio (2008).

Principalement utilisé par les fabricants de bornes Wi-Fi, cet amendement apporte des informations supplémentaires pour les parties réseau et radio des périphériques WLAN. Ces informations sont utilisées pour prendre des décisions en temps-réel concernant la gestion du WLAN, généralement pour le load balancing.
Le cahier des charges prévoit des mécanismes pour les bornes Wi-Fi ou le contrôleur central du WLAN afin de « décharger » les utilisateurs sur un autre point d’accès même si le nouveau point d’accès a une force de signal plus faible que celui impacté. Cela peut engendrer des problèmes de force de signal et de connectivité pour les utilisateurs du réseau et cela doit donc être pris en compte lors de la réalisation d’analyses WLAN des systèmes utilisant la norme 802.11k.
Les Systèmes WLAN conçus pour les stades, les salles de spectacle et les amphithéâtres feront appel à cette spécification. L’utilisation, dans ce type de configuration, est généralement très dense, ce qui demande une gestion rigoureuse des utilisateurs et de la bande passante du WLAN et la .11k permettra de gérer de façon optimale les équipements WLAN afin de faire face à ces environnements denses de manière sporadique.

* 802.11n: Améliorations pour Débits Elevés en Utilisant MIMO (septembre 2009).

Presque tout le monde connaît bien la norme 802.11n. La technologie-clé introduite dans cette spec est MIMO (entrées multiples, sorties multiples), ce qui permet la transmission simultanée des plusieurs flux de données pour augmenter significativement le débit global.
La 802.11n est en train de devenir la norme de facto pour les équipements WLAN disponibles sur le marché. Les nouvelles technologies qu’elle a introduites sont très avancées, et il est peu probable que le plein potentiel qu’offre la 11n sera délivré sur le marché en raison de limitations pratiques. Cependant, les leçons tirées de ces limitations sont rapidement assimilées avec les nouvelles spécifications 802.11, tout particulièrement la 802.11ac.

* 802.11p: WAVE –Accès Sans-Fil pour Environnement Embarqué (juillet 2010).

La 802.11p concerne l’échange de données entre des véhicules à grande vitesse, et entre les véhicules et une infrastructure routière WLAN qui n’existe pas encore et qui est basée sur les fréquences autorisées se trouvant sur la bande 5.85-5.925GHz. L’activité dans ce domaine a été assez limitée à ce jour, étant donnés la complexité de la mise en œuvre globale, son coût et le fait qu’elle nécessite un business model adapté si jamais le projet voit le jour.
Cette spécification est un bon exemple de la façon dont les différentes spécifications travaillent de concert. Imaginez votre client conduire sur la 4 voies à 110 km/h. Compte tenu du fait que le point d’accès a habituellement une portée d’une cinquantaine de mètres, votre client aura besoin de passer d’un point d’accès à un autre toutes les 5 secondes environ. L’application spécifique de la 11p peut bénéficier de certaines techniques telles que le beamforming (formation de faisceau) et l’augmentation de puissance afin d’étendre la portée de chaque point d’accès, mais la quantité de temps passé à se connecter à chaque point d’accès sera toujours de l’ordre de quelques dizaines de secondes.
Si un utilisateur ne va être sur un Point d’Accès que pendant environ 15 secondes avant d’être transféré sur un autre, le temps de transfert doit être très court afin d’offrir une expérience utilisateur sans interruption. Le transfert est spécifiquement adressé en 802.11r, faisant également partie du développement de la 802.11-2012, il est donc impératif que les fonctionnalités définies dans les deux spécifications soient cohérentes et interopérables.

* 802.11r: Fast BSS Transition (2008).

Comme beaucoup d’amendements ont été ajoutés à 802.11, le temps de “transition” ou de “transfert” lors du passage d’un Point d’Accès à un autre s’est considérablement dégradé, provoquant des problèmes pour des services tels que la voice over Wi-Fi (VoFi). Cet amendement répond à cette dégradation, avec un retour au simple échange de 4 messages lors du processus de transfert comme cela avait été conçu à l’origine.
La Technologie basée sur la .11r est déjà activement utilisée et le sera encore plus pour les équipements WLAN en entreprise. Même si la majorité des clients n’utilisent pas encore leur WLAN pour la voix ou la vidéo, ce sera de plus en plus le cas à l’avenir dans la mesure où les nouveaux équipements (smartphones et tablettes) livrés sont compatibles avec le transfert des réseaux cellulaires vers les WLANs.
* 802.11s: Mesh Networking, Extended Service Set (juillet 2011). Le Mesh networking (réseau maillé) définit une architecture et un protocole destinés à la création de réseaux sans-fil avec sauts multiples et configuration automatique. Ces derniers sont généralement très performants, évolutifs & ad hoc, sans accès filaire du tout. La technologie brevetée de maillage a été utilisé pendant des années, principalement dans des configurations de service public/de secours où les réseaux locaux ad hoc doivent être mis en place dans une zone avec peu ou pas d’infrastructure filaire – En gros, les réseaux temporaires de type 802.11s aideront énormément à la standardisation de cette technologie, la rendant plus interopérable et plus accessible aux applications en entreprise.

* 802.11u: Interfonctionnement avec les Réseaux Non-802 (Février 2011).

C’est un sujet extrêmement important dans l’informatique mobile et qui continuera à être suivi de près. Cela requiert également des solutions à certains problèmes en pratique, comme la découverte, l’authentification, et la compatibilité entre les différentes technologies et les différents FAI, d’où la fourniture plus lente que prévu de produits compatibles.
La transition lors de la fourniture de données se fait plus facilement et est déjà assez répandue. La plupart des smartphones effectuent la transition de façon automatique du réseau de données cellulaires vers un réseau 802.11 une fois que les utilisateurs sont à portée d’un réseau déjà configuré. La transition des appels téléphoniques actifs est beaucoup plus compliquée et beaucoup moins fréquente, mais le besoin et la volonté que les produits le fassent sont évidents et c’est juste une question de temps.
La 802.11u fournit également une technologie-clé dans le cadre du programme de Wi-Fi Alliance Passpoint certification (a.k.a. Hotspot 2.0). Ce programme permet la transition sans coupure des clients Wi-Fi à n’importe quel point d’accès hot spot qui est certifié conforme à la norme Passpoint, supprimant la plupart des complexités existantes dans la découverte et la connexion aux hots spots publics et opérateurs. Le matériel conforme aux normes 802.11u et Passpoint .sortira très prochainement sur le marché.

* 802.11v: Gestion du Réseau Sans-fil (février 2011).

La 802.11v offre un mécanisme pour les clients sans-fil permettant de partager les informations entre environnement WLAN et points d’accès pour améliorer les performances du réseau en temps réel. Cette spécification est relativement nouvelle et les fabricants commencent tout juste à exploiter ses caractéristiques. Comme les WLANs sont de plus en plus utilisés, les atouts de la 802.11v deviendront certainement évidents.

* 802.11w: Trames de Gestion Protégées (septembre 2009).

La 802.11w définit des méthodes pour accroitre la sécurité des trames de gestions 802.11. Les trames de gestion sont des paquets 802.11 qui contrôlent les communications, mais que ne contiennent pas de données. A l’heure actuelle, les trames de gestions sont envoyées « en clair ». Cela les rend potentiellement vulnérables à une manipulation malveillante et peut engendrer différentes attaques du WLAN, du client spoofing (un usurpateur se faisant passer pour un utilisateur autorisé) au détournement de toutes les données destinées à un ou plusieurs points d’accès. La 802.11w permettra de réduire considérablement ces risques.

* 802.11y: Fonctionnement 3650-3700MHz aux USA (2008).

La 802.11y définit un programme de “light-licensing” donnant aux utilisateurs américains l’autorisation d’utiliser la bande de fréquence 3650-3700MHz, à des niveaux de puissance qui sont significativement plus élevés que ceux utilisés dans les bandes 2.4GHz ou 5GHz. Le cas d’utilisation de cette technologie sera généralement des communications longue distance, point à point et backhaul en utilisant la 802.11, comme par exemple des liaisons mobiles qui peuvent être nécessaires pour un réseau sans-fil temporaire à grande échelle (situation d’urgence), une interconnectivité sans-fil entre les bâtiments d’un campus ou des liaisons entre hots spots 802.11 dans un environnement municipal.

* 802.11z: Extensions Direct Link Setup (septembre 2010).

La DLS autorise les périphériques du WLAN à se connecter directement les uns aux autres, sans avoir à passer par le lien habituel d’un point d’accès de l’infrastructure. Les avantages sont nombreux : une vitesse de transfert de données supérieure (entre les clients), une augmentation du débit du réseau (pour tous les utilisateurs) et une meilleure qualité du service global, en particulier pour le multimédia (comme la connexion d’un ordinateur à un DVR ou d’un PC portable à un vidéoprojecteur).
La Wi-Fi Alliance (WFA) a déjà un programme en place, appelé Wi-Fi Direct qui intègre cette fonctionnalité et la plupart des matériels vendus dans le commerce sont certifiés selon ce programme. La 802.11z normalise cette fonctionnalité dans le but de faciliter la conception de matériel compatible avec le Wi-Fi Direct.
La spécification 802.11-2012 récemment ratifiée couvre un large spectre du Wi-Fi. De la technologie générique et déjà prolifique qu’est la 802.11n à une technologie hautement spécifique qu’est la 802.11y, cette nouvelle spécification intègre toutes les technologies Wi-Fi actuelles dans une seule et même spécification, ce qui permet aux développeurs et aux testeurs de trouver toutes les informations dont ils ont besoin dans un seul et même document. Et bien que la ratification d’une telle spécification puisse sembler banale aux utilisateurs finaux de cette technologie, ils bénéficieront eux aussi d’une meilleure intégration des différentes fonctionnalités du WiFi et d’une mise sur le marché plus rapide des appareils 802.11 interopérables.