Fondamentaux RF : dBm, SNR, MCS et pourquoi la puissance du signal ment

On peut aller loin en Wi-Fi avec quatre chiffres et une règle empirique. Cette page, ce sont ces quatre chiffres.

Le décibel, rapidement

Le dB est un rapport. Le dBm est une puissance référencée à un milliwatt. La seule arithmétique dont vous avez besoin :

+3 dB = doubler la puissance. -3 dB = la diviser par deux.
+10 dB = dix fois la puissance. -10 dB = un dixième.
0 dBm = 1 mW. 20 dBm = 100 mW. 30 dBm = 1 W.

Ainsi, un AP à 17 dBm émet à la moitié de la puissance de l'un à 20 dBm, et un client signalant -70 dBm reçoit un dixième de la puissance de l'un à -60 dBm.

Signal, bruit et le chiffre qui compte

Le RSSI indique la force du signal au niveau du récepteur. Le plancher de bruit est tout le reste : bruit thermique plus toute l'énergie que le récepteur ne peut pas décoder. Les planchers de bruit typiques se situent autour de -95 à -92 dBm dans un spectre propre, pires dans les environnements encombrés et les canaux larges.

SNR = RSSI - plancher de bruit. C'est ce chiffre qui détermine votre débit. Un client à -65 dBm avec un plancher de bruit à -95 dBm a un SNR de 30 dB et se comportera très bien. Le même -65 dBm avec un plancher de bruit à -75 dBm a un SNR de 10 dB et rampera.

C'est pourquoi la seule puissance du signal ment. Une carte thermique de relevé montrant -60 dBm partout ne vous dit presque rien si vous n'avez pas aussi mesuré le bruit.

La largeur de canal relève le plancher de bruit

Élargir le canal capte davantage de bruit thermique :

Largeur de canal	Pénalité sur le plancher de bruit
20 MHz	référence
40 MHz	+3 dB
80 MHz	+6 dB
160 MHz	+9 dB
320 MHz	+12 dB

Un canal de 160 MHz a besoin de 9 dB de signal en plus qu'un canal de 20 MHz pour atteindre le même SNR. C'est la vraie raison pour laquelle les canaux larges réduisent la couverture — et la raison pour laquelle « utilisez simplement le 160 MHz » est généralement un mauvais conseil dans un bureau.

L'échelle MCS

Les index Modulation and Coding Scheme progressent du robuste-et-lent au rapide-et-fragile. Approximativement, pour le 802.11ax :

MCS	Modulation	SNR approx. requis	Caractère
0	BPSK	~5 dB	Survit à presque tout
4	16-QAM	~15 dB	Confortable
7	64-QAM	~22 dB	Bonne connexion
9	256-QAM	~28 dB	Très bonne
11	1024-QAM	~35 dB	Près de l'AP, air propre
13 (be)	4096-QAM	~40+ dB	Conditions marketing

Notez ce que cela signifie : le 4096-QAM nécessite environ 40 dB de SNR, ce qui correspond à environ -55 dBm dans un environnement propre. Cela existe à quelques mètres de l'AP et nulle part ailleurs. Les débits de pointe des fiches techniques sont annoncés à ce barreau de l'échelle.

Cibles de conception à utiliser

-67 dBm — la cible standard de couverture primaire pour la voix et la vidéo, sur la bande pour laquelle vous concevez.
-70 dBm — acceptable pour une couverture données uniquement.
-75 dBm et en dessous — à traiter comme un trou, quoi que dise le client sur « toujours connecté ».
SNR de 25 dB ou mieux en couverture primaire ; en dessous de 20 dB, les utilisateurs se plaindront même avec un signal fort.
Un recouvrement de cellule de 15 à 20 % au seuil de conception, afin que le roaming ait un endroit où aller.

La règle empirique

L'affaiblissement en espace libre est d'environ 6 dB par doublement de distance. Chaque 6 dB perdu divise votre portée par deux. C'est pourquoi un changement de gain d'antenne de 3 dB ou un changement de puissance de 3 dB compte bien plus qu'il n'y paraît, et pourquoi un AP derrière une cloison vitrée à cadre métallique peut être effectivement invisible à trois mètres.

La puissance d'émission et le piège de l'asymétrie

Augmenter la puissance de l'AP ne corrige pas un trou de couverture. L'AP peut « crier » plus loin ; le client — un téléphone avec une petite antenne et une batterie à préserver — ne peut toujours pas crier en retour. Vous créez une zone où les clients s'associent avec un bon signal, puis échouent sur la liaison montante.

Faites correspondre la puissance d'émission de l'AP à la classe de client la plus faible que vous devez prendre en charge, typiquement 11 à 17 dBm en intérieur, et non le maximum de 23 dBm. Si la couverture est insuffisante à cette puissance, il vous faut un autre AP, pas plus de puissance.