Le fonctionnement et les normes du wi‑fi¶

1. Objectif du cours¶

Comprendre les normes IEEE 802.11 (Wi‑Fi), leurs impacts sur débit et portée, et connaître le matériel et les modes de connexion utilisés pour déployer un réseau Wi‑Fi. Acquérir les points pratiques à surveiller pour un bon fonctionnement et une exploitation correcte.

2. Notions et définitions essentielles¶

Wi‑Fi / IEEE 802.11 / WLAN : normes définissant la communication sans fil sur réseau local via ondes radio.
Couches du modèle OSI concernées : couche 1 (Physique) et couche 2 (Liaison de données : MAC + LLC).
Bandes de fréquence : 2,4 GHz (portée ↑, spectre restreint, plus d’interférences) et 5 GHz (portée ↓, spectre large, moins d’interférences).
Dual band : utilisation conjointe des deux bandes.
Canaux : unités de largeur (20 à 160 MHz) pouvant être agrégées pour monter en débit.
MIMO / SU‑MIMO / MU‑MIMO : utilisation de plusieurs antennes pour multiplier les flux (MU‑MIMO : plusieurs utilisateurs simultanés).
Beamforming : focalisation du signal vers un appareil pour augmenter son débit effectif.
Band Steering (Smart Connect) : choix automatique de la bande la mieux adaptée (2,4 vs 5 GHz).
OFDMA, QAM : techniques de multiplexage et modulation citées pour Wi‑Fi 6 (ex. 1024‑QAM).
SSID : nom du réseau Wi‑Fi.
Modes de connexion : infrastructure, pont, ad hoc, Wi‑Fi Direct (GO/GC).
Matériel courant : routeur, répéteur, antennes (omnidirectionnelles, directionnelles, sectorielles), cartes PCIe, clés USB Wi‑Fi.

3. Fonctionnement et principes¶

Le Wi‑Fi utilise des ondes radio pour relier des périphériques sur un même réseau local. Les normes agissent sur la couche physique (fréquences, modulation, partage de la bande) et sur la couche liaison (MAC, contrôle d’erreurs/flux). Le choix de bande (2,4 vs 5 GHz) implique un compromis portée/debit : plus basse = meilleure pénétration et portée, plus haute = plus de canaux et potentiel de débit plus élevé. Pour augmenter le débit on peut agréger des canaux et multiplier les flux avec MIMO ; MU‑MIMO et OFDMA permettent de servir plusieurs clients simultanément, réduisant latence et surcharge. Le routeur organise les accès (SSID, clés d’accès) ; en environnement hétérogène, la rétrocompatibilité fait que l’ensemble s’aligne souvent sur la norme la plus ancienne présente. Des perturbations proviennent d’autres appareils utilisant des fréquences proches (micro‑ondes, Bluetooth, etc.), d’où l’importance du positionnement du matériel.

4. Commandes et manipulations¶

Non abordé dans ce cours.

5. Sécurité et bonnes pratiques¶

Contrôle d’accès : utiliser une clé d’accès (chiffrement) et surveiller l’historique des connexions via l’interface d’administration du routeur (mentionnée).
WPA3 : intégré à la norme Wi‑Fi 6 pour renforcer la sécurité (mention).
Positionnement du routeur : le placer hors d’un meuble, à au moins 1 mètre du sol et éloigné d’appareils électroniques susceptibles de créer des interférences.
Déploiement en grand volume : utiliser répéteurs ou antennes adaptés, et, pour couvrir des zones étendues, des configurations maillées avec un seul SSID.
Vigilance marketing : se méfier des débits théoriques cumulés sur plusieurs bandes ; ils ne reflètent pas toujours le débit réel.

6. Points essentiels à retenir pour le TSSR¶

Wi‑Fi = norme IEEE 802.11 (WLAN) ; intervient sur couches 1 et 2 du modèle OSI.
2,4 GHz = portée et pénétration supérieures ; 5 GHz = plus de canaux et meilleur débit mais portée réduite.
MIMO (jusqu’à 8 antennes), MU‑MIMO et Beamforming améliorent débit et qualité de service.
Wi‑Fi 6 (802.11ax) : OFDMA, 1024‑QAM, MU‑MIMO sur 8 flux, débit maximal annoncé 10,5 Gbits/s et intégration de WPA3 ; Wi‑Fi 6E étend l’accès à la bande 6 GHz.
Modes de connexion à connaître : infrastructure (point d’accès central), pont (répétition + RJ45), ad hoc (peer‑to‑peer), Wi‑Fi Direct (GO/GC avec hiérarchie).
Les répéteurs peuvent être placés en bout de portée et disposent souvent d’un indicateur lumineux pour optimiser leur positionnement.
Dans un réseau mixte, la norme la plus ancienne impose souvent la cadence effective ; être prudent face aux débits théoriques annoncés.
Le routeur offre des fonctions supplémentaires : QoS, contrôle parental, VPN, surveillance des connexions.

7. Tableau récapitulatif¶

Élément	Avantage principal	Inconvénient principal
2,4 GHz	Portée et pénétration élevées	Spectre restreint, plus d'interférences
5 GHz	Plus de canaux et meilleur débit	Portée réduite, traversée des obstacles difficile
Wi‑Fi 6 (802.11ax)	OFDMA, MU‑MIMO, WPA3, débit élevé	Nécessite équipements compatibles pour en profiter
Mode infrastructure	Contrôle centralisé et historique	Tout passe par le point d'accès (point unique de défaillance)
Répéteur	Étend la couverture, souvent mode pont possible	Doit être placé correctement (indicateur lumineux)

8. Vérifications pratiques¶

Vérifier que les points d’accès et appareils partagent le même SSID pour un réseau étendu.
Utiliser l’indicateur lumineux du répéteur pour choisir son emplacement optimal (meilleur signal reçu).
Contrôler via l’interface d’administration du routeur la liste des connexions et l’application de contrôles (QoS, clés d’accès).
Confirmer que un appareil se connecte sur la bande attendue (2,4 ou 5 GHz) quand le Band Steering est utilisé.
En Wi‑Fi Direct, vérifier la présence du Group Owner (GO) : si le GO disparaît, le groupe est dissout.

9. Flashcards Anki¶

Quel autre nom porte le Wi‑Fi ? :: WLAN
Sur quelles couches du modèle OSI intervient le Wi‑Fi ? :: 1 et 2
Quelle bande a une portée plus importante : 2,4 GHz ou 5 GHz ? :: 2,4 GHz
Quelle technologie permet d'utiliser plusieurs antennes pour multiplier le signal ? :: MIMO
Quelle version du Wi‑Fi est définie par la norme 802.11ax ? :: Wi‑Fi 6
Quelle technologie permet de focaliser le signal sur un appareil particulier ? :: Beamforming
Qu'apporte le Wi‑Fi 6 en matière de sécurité intégrée ? :: WPA3
Que fait le Band Steering (Smart Connect) ? :: Choisit la bande (2,4 ou 5 GHz) la plus adaptée
Quel mode Wi‑Fi permet aux machines de communiquer directement sans point d'accès ? :: Mode ad hoc (peer to peer)
Que se passe-t-il si le Group Owner (GO) se déconnecte en Wi‑Fi Direct ? :: Le groupe est dissout