IEEE 802.11ax

Un article de Wikipédia, l'encyclopédie libre.

Wi-Fi 6

La IEEE 802.11ax, également appelée Wi-Fi 6, est une future norme utilisable dans les réseaux sans fil locaux ou Wi-Fi[1],[2],[3]. La normalisation est en cours à l'IEEE ; la publication de la version finale de cette norme est prévue pour fin 2020[4].

Le standard 802.11ax est conçu pour pouvoir fonctionner sur tout le spectre fréquentiel entre 1 et 7 GHz lorsque ces derniers deviendront disponibles en plus des bandes 2,4 et 5 GHz déjà utilisées. Les appareils présentés au CES 2018 atteignent une vitesse maximale de 11 Gbit/s. Cette norme optimise les performances pour des déploiements denses : les débits sont 4 fois plus élevés que ceux atteints avec la norme IEEE 802.11ac, même si le débit nominal n'est supérieur que de 37 % au plus. La latence est également 75 % plus faible.

Pour améliorer l'utilisation efficace du spectre, la nouvelle version introduit des méthodes telles que l'OFDMA, la modulation 1024-QAM et la prise en charge de la liaison montante en plus de la liaison descendante pour le MIMO et le MU-MIMO (en) afin d'augmenter encore le débit. Des améliorations de la consommation électrique et de nouveaux protocoles de sécurité sont également ajoutés par cette norme, tels que Target Wake Time et WPA3.

Présentation de la norme[modifier | modifier le code]

La norme 802.11ax a pour objectif de pousser plus loin les améliorations de la norme 802.11ac et d’optimiser la connexion Wi-Fi dans les zones très denses i.e gares, aéroports, centre commerciaux, etc. Pour ce faire, cette norme permet à plusieurs utilisateurs de se connecter simultanément au même point d'accès en utilisant une technologie déjà présente dans les réseaux mobiles 4G/LTE.

Cette amélioration est permise par l’utilisation de l’OFDMA (Orthogonal Frequency-Division Multiple Access). Dans le cas des versions Wi-Fi utilisant OFDM ou OFDMA, la bande de fréquence utilisée pour la transmission de données est composée de multiples canaux, des sous-porteuses. Dans les technologies précédant le 802.11ax, les groupes de sous-porteuses sont attribués à un instant donné, à un seul utilisateur qui utilise la totalité de la largeur de la bande. L’OFDMA permet d'attribuer chaque sous-porteuse à des utilisateurs différents. Pour augmenter le nombre de sous-porteuses, l'écart spectral radio entre sous-porteuses passe de 312,5 kHz (802.11ac) à 78,125 kHz[5]. On a donc la même largeur de bande en 802.11ax et 802.11ac mais quatre fois plus de sous-porteuses. Afin de servir ces multiples utilisateurs, 802.11ax approfondit le MU-MIMO (Multiple User Multiple Input Multiple Output) mise en place par la norme 802.11ac. On passe à 8 flux simultanés contre 4. Chaque utilisateur est connecté au point d'accès le plus performant en fonction de sa position physique.

L’Uplink Resource Scheduler du point d'accès s'appuie sur l’OFDMA. Celui-ci permet de définir des priorités entre utilisateurs et d'allouer les sous-porteuses en fonction de leurs usages et ainsi de limiter les engorgements. Le 802.11ax promet aussi une rétrocompatibilité avec les normes 802.11a/b/g/n/ac.

Quantena Communications fut le premier à se lancer dans cette norme, annonçant le premier chipset compatible avec le draft 1.0 de la norme en . Qualcomm suivit début 2017[6]. Asus fut le premier à présenter un routeur en avec un débit maximal de 1,1 Gbit/s sur 2,4 GHz et 4,8 Gbit/s sur 5 GHz[7]. L'adoption de la norme et une large utilisation commerciale ne sont prévues que pour fin 2020, même si certains adoptants précoces pourraient mettre en place leurs systèmes dès la fin 2019.

Débits en fonction de la configuration[modifier | modifier le code]

Schémas de modulation et de codage pour un flux spatial MIMO unique
Index MCS

[note 1]

Type de modulation Taux de codage Débit de données (en Mb/s)
Canaux de 20 MHz Canaux de 40 MHz Canaux de 80 MHz Canaux de 160 MHz
GI de 1600 ns [note 2] GI de 800 ns GI de 1600 ns GI de 800 ns GI de 1600 ns GI de 800 ns GI de 1600 ns GI de 800 ns
0 BPSK 1/2 4(?) 8.6 8(?) 17.2 17(?) 36.0 34(?) 36(?)
1 QPSK 1/2 16 17.2 33 34.4 68 72.1 136 144
2 QPSK 3/4 24 25.8 49 51.6 102 108.1 204 216
3 16-QAM 1/2 33 34.4 65 68.8 136 144.1 272 282
4 16-QAM 3/4 49 51.6 98 103.2 204 216.2 408 432
5 64-QAM 2/3 65 68.8 130 137.6 272 288.2 544 576
6 64-QAM 3/4 73 77.4 146 154.9 306 324.4 613 649
7 64-QAM 5/6 81 86.0 163 172.1 340 360.3 681 721
8 256-QAM 3/4 98 103.2 195 206.5 408 432.4 817 865
9 256-QAM 5/6 108 114.7 217 229.4 453 480.4 907 961
10 1024-QAM 3/4 122 129.0 244 258.1 510 540.4 1021 1081
11 1024-QAM 5/6 135 143.4 271 286.8 567 600.5 1134 1201

Notes

  1. MCS 9 n'est pas applicable à toutes les combinaisons de flux spatiaux.
  2. GI signifie Guard Interval (en).


Comparaison avec les autres normes IEEE 802.11[modifier | modifier le code]

v · d · m
Réseaux locaux 802.11 : standards physiques
Protocole
802.11
date[8] Fréquence largeur
de bande
Débit binaire[9] Nombre
maximum
de flux
MIMO
Codage / Modulation Portée
Intérieur Extérieur
(GHz) (MHz), (GHz) (Mbit/s), (Gbit/s) (mètres) (mètres)
802.11-1997 (d'origine) juin 1997 2,4 79 ou 22[10] MHz 1, 2 Mbit/s NC FHSS, DSSS 20 m 100 m
802.11a sept 1999 5 20 MHz 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbit/s 1 OFDM 35 m 120 m
3,7[A] 5 000 m[A]
802.11b sept 1999 2,4 22 MHz 1, 2, 5,5, 11 Mbit/s 1 DSSS 35 m 140 m
802.11g juin 2003 2,4 20 MHz 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48, 54 Mbit/s 1 OFDM 38 m 140 m
802.11n oct 2009 2,4 / 5 20 MHz 7,2 à 72,2 Mbit/s[B]
(6,5 à 65)[C]
4 OFDM 70 m (2,4 GHz)
12-35 m (5 GHz)
250 m[11]
40 MHz 15 à 150 Mbit/s[B]
(13,5 à 135)[C]
802.11ac déc 2013 5 20 MHz 6,5 à 346,8 Mbit/s[D] 8 OFDM 12-35 m 300 m
40 MHz 13,5 à 800 Mbit/s[D]
80 MHz 19,3 Mbit/s à 1,7 Gbit/s[D]
160 MHz 58,5 Mbit/s à 3,4 Gbit/s[D]
802.11ad déc 2012 57 à 71 1,7 à 2,16 GHz jusqu’à 6,75 Gbit/s[12] NC OFDM ou
porteuse unique
10 m[13]
802.11af février 2014 0,054 à 0,79 6 à 8 MHz 1,8 à 568,9 Mbit/s 1, 2, 4 OFDM 100 m 1000 m
802.11ah mai 2017[8] 0,9 1 à 8 MHz 0,6 à 8,6 Mbit/s[14] 4 OFDM 100 m
802.11ax novembre 2020 2,4 / 5 20 MHz 8 Mbit/s à 1,1 Gbit/s[D] 8 OFDM, OFDMA 12-35 m 300 m
40 MHz 16 Mbit/s à 2,3 Gbit/s[D]
80 MHz 34 Mbit/s à 4,8 Gbit/s[D]
160 MHz 68 Mbit/s à 10,5 Gbit/s[D]
802.11ay décembre 2020[15] 58,3 à 70,2 2,16 à 8,64 GHz 20 à 176 Gbit/s 4[16] OFDM ou single carrier 100 m 500
  • A1 A2  IEEE 802.11y est équivalent à la norme 802.11a mais utilise la bande de fréquence des 3,7 GHz. Elle n’est autorisée qu’aux États-Unis par la FCC.
  • B  par flux MIMO, avec intervalle de garde court (SGI).
  • C  par flux MIMO, avec intervalle de garde long.
  • D  en mode "single user" et débit maximum pour 8 flux MIMO.


Produits[modifier | modifier le code]

Puces[modifier | modifier le code]

  • Le , Quantenna annonça le premier silicium compatible 802.11ax, la QSR10G-AX. La puce était conforme au Draft 1.0 de la norme 802.11ax et supporte jusque huit flux 5 GHz et quatre flux 2,4 GHz. En , Quantenna ajouta la QSR5G-AX à leur gamme de produit, avec jusque 4 flux supporté sur les deux bandes[17]. Ces deux produits visent le marché des routeurs et points d'accès.
  • Le , Qualcomm annonça leur premier silicium compatible 802.11ax[18],[19],[20].
    • La puce IPQ8074 est un SoC complet avec quatre cœurs Cortex-A53.
Supportant jusque huit flux 5 GHz et quatre flux 2,4 GHz.
  • La puce QCA6290 supportant deux flux sur les deux bandes visent le marché des appareils mobiles.
  • Le , Broadcom annonça leur 6e génération de produits Wi-Fi avec compatibilité 802.11ax[21],[22].
    • Les BCM43684 et BCM43694 sont des puces 4 × 4 MIMO compatible pleinement avec la norme 802.11ax,
alors que la puce BCM4375 supporte 2 × 2 MIMO 802.11ax ainsi que le Bluetooth 5.0.
  • Le , Marvell annonça ses puces 802.11ax, les 88W9068, 88W9064 et 88W9064S.[23],[24]
  • Le , Intel annonça des puces 802.11ax Chipsets pour une Wi-Fi rapide basé sur le Draft 2.0 de la norme 802.11ax [25]
  • Le , Qualcomm annonça la puce WCN3998, une puce 802.11ax 2x2 pour smartphones et appareils mobiles[26].
  • Depuis , Intel travaille sur une puce 802.11ax pour appareils mobiles, Wireless-AX 22560 surnommé Harrison Peak[27],[28].
  • Le , Broadcom annonça deux nouvelles puce 802.11x SOCs 2x2: les BCM6752 et BCM6755.
Toutes deux fournissant des CPUs multi-cœur et une compatibilité Gigabit Ethernet[29].
  • Le , MediaTek annonça leurs puces 802.11ax, avec des puces 2x2 et 4x4[30].
  • Le , Qualcomm annonça la QCA6390, une puce 2x2 802.11ax/Bluetooth 5.1 combinée pour appareils mobile et informatique[31].
  • Intel Ice Lake : Puce d'ordinateur commercialisée en 2019 permettant l'utilisation du Wi-Fi 6.
  • Qualcomm Snapdragon 855 : Nouvelle puce haut de gamme qui sera disponible dans les smartphones de 2019 permettant l'utilisation du Wi-Fi 6.

Appareils[modifier | modifier le code]

Terminaux[modifier | modifier le code]


Points d’accès[modifier | modifier le code]

  • Le , Huawei annonça le premier point d’accès anticipant la future norme 802.11ax ː l’AP7060DN basé sur du matériel Qualcomm 8×8 MIMO[33],[34].
  • Le , Aerohive Networks[35] annonça la première famille de point d’accès 802.11ax. L’AP630, AP650, et AP650X sont basés sur des puces Broadcom[36].
  • Le , Ruckus Networks annonça un point d’accès 802.11ax (Wi-Fi 6) IoT et LTE-ready, le R730. Le R730 a été mis en vente en [37].

Routeurs[modifier | modifier le code]

  • Le , Asus annonça le premier routeur 802.11ax[38],[39]. Le RT-AX88U utilise une puce Broadcom, 4×4 MIMO sur les deux bandes et atteint jusqu’à un maximum de 1148 Mbit/s en 2,4 GHz et 4804 Mbit/s en 5 GHz.
  • TP-Link Archer AX11000, AX6000, AX1800 et RE705X : 4,8 Gb/s pour la bande 5 GHz dédiée aux joueurs, 4,8 Gb/s pour une seconde bande 5 GHz, et 1,1 Gb/s pour la bande 2,4 GHz
  • Netgear Orbi RBK50 : vitesse supérieur à 1 Gb/s
  • Netgear Nighthawk AX8 WiFi 6 (RAX80)
  • ASUS RT-AX88U – routeur Wi-Fi 6 double bande

Notes et références[modifier | modifier le code]

  1. « Présentation du 802.11ax, la future norme sans fil haut débit », sur http://www.ni.com (consulté le 3 mars 2018)
  2. « Comment la norme 802.11ax va révolutionner nos connexions Wi-Fi », sur http://www.01net.com, (consulté le 3 mars 2018)
  3. « Wi-Fi 802.11ax : tout ce qu'il faut savoir sur le futur Wi-Fi « intelligent » », sur https://www.futura-sciences.com (consulté le 3 mars 2018)
  4. (en) Official IEEE 802.11 Working Group Project Timelines ieee.org, le 22 janvier 2018.
  5. (en) IEEE 802.11ax - Wi-Fi 6 radio-electronics.com, consulté en avril 2020
  6. (en) « 802.11ax », sur https://www.qualcomm.com/date= (consulté le 18 mars 2019)
  7. (en) « Asus RT-AX88U », sur https://www.asus.com/ (consulté le 18 mars 2019)
  8. a et b (en) « Official IEEE 802.11 working group project timelines », IEEE, (consulté le 28 juin 2017)
  9. (en) « Wi-Fi CERTIFIED n: Longer-Range, Faster-Throughput, Multimedia-Grade Wi-Fi® Networks », Wi-Fi Alliance, [PDF]
  10. WiFi, le standard 802.11 - Couche physique et couche MAC, page 8 - Easytp.cnam.fr, mars 2007 [PDF]
  11. (en) Phil Belanger, « 802.11n Delivers Better Range », Wi-Fi Planet,
  12. (en) « WiGig and IEEE 802.11ad For Multi-Gigabyte-Per-Second WPAN and WLAN », Tensorcom Inc. [PDF]
  13. (en) White paper WLAN 802.11ad, page 3 rohde-schwarz.com, consulté en avril 2015 [PDF]
  14. (en) IEEE 802.11ah - low power, sub GHz Wi-Fi radio-electronics.com, consulté en février 2020
  15. (en) IEEE 802.11 Working Group Project Timelines ieee.org, le 4 février 2020.
  16. (en) 802.11ay wireless technology: Next-gen 60GHz WiFi cablefree.net, consulté en avril 2020
  17. (en) « Quantenna Announces QSR5G-AX, an 802.11ax Dual 4×4 Wi-Fi Access Point Solution targeting the Mainstream Wi-Fi Segment », Qualcomm,‎ (lire en ligne, consulté le 26 mars 2017)
  18. « Qualcomm and 802.11ax Wi-Fi tech: Game-changing breakthrough for dense networks | Qualcomm », Qualcomm,‎ (lire en ligne, consulté le 26 mars 2017)
  19. « Qualcomm Announces First End-to-End 802.11ax Wi-Fi Portfolio | Qualcomm », Qualcomm,‎ (lire en ligne, consulté le 26 mars 2017)
  20. « Qualcomm made a new Wi-Fi chip for the next generation of Wi-Fi », The Verge,‎ (lire en ligne, consulté le 4 octobre 2018)
  21. (en) « Broadcom Announces Availability of Industry’s First Complete Ecosystem of 802.11ax Solutions », sur www.broadcom.com (consulté le 16 août 2017)
  22. « Broadcom unveils MAX, better Wi-Fi based on 802.11ax | FierceWireless », sur www.fiercewireless.com (consulté le 2 mai 2018)
  23. « Wireless - 802.11AX - Marvell », sur www.marvell.com (consulté le 2 mai 2018)
  24. « Marvell 88W9068 Product Brief »
  25. (en-US) « Intel Announces 802.11ax Chipsets for Faster Wi-Fi », sur IT Peer Network, (consulté le 11 février 2019)
  26. « Qualcomm Introduces the Industry’s First Integrated 802.11ax-ready Solution for Smartphones and Computing Devices | Qualcomm », Qualcomm,‎ (lire en ligne, consulté le 2 mai 2018)
  27. « Intel® Wireless Products: Documents and Datasheets », sur Intel (consulté le 2 mai 2018)
  28. (en) « r/intel - Intel mentions Wireless-AX 22560 network adapter », sur reddit (consulté le 2 mai 2018)
  29. (en) « Broadcom Expands Family of Wi-Fi 6 Solutions with New Mesh Networking Platforms », sur www.broadcom.com (consulté le 1er mars 2019)
  30. (en) « MediaTek Launches Newest Combo Chip with Wi-Fi 6 and AP+Bluetooth », sur www.mediatek.com (consulté le 8 février 2019)
  31. (en) « Qualcomm Revolutionizes Smartphones and Computing Devices with Game-Changing Wi-Fi 6 and Bluetooth 5.1 Connectivity SoC », sur www.qualcomm.com (consulté le 1er mars 2019)
  32. « Voici la nouvelle génération de Mac », sur www.apple.com (consulté le 12 novembre 2020)
  33. « X-Gen Wi-Fi », sur e.huawei.com (consulté le 27 septembre 2017)
  34. « Huawei Launches X-Gen Wi-Fi to Redefine the Agile Campus Network Era », sur huawei (consulté le 27 septembre 2017)
  35. « Aerohive Networks », sur www.aerohive.com (consulté le 2 février 2018)
  36. (en-US) « Aerohive Networks », sur www.aerohive.com (consulté le 2 février 2018)
  37. Richard Chirgwin, « The crowd roars and Ruckus joins in with 802.11ax kit », The Register, Situation Publishing,‎ (lire en ligne, consulté le 15 janvier 2019)
  38. Larry Dignan, « D-Link, Asus tout 802.11ax Wi-Fi routers, but you'll have to wait until later in 2018 », zdnet,‎ (lire en ligne, consulté le 14 avril 2018)
  39. (en) « ASUS Press Room », sur press.asus.com (consulté le 3 septembre 2017)

Articles connexes[modifier | modifier le code]