Le spectre Wi-Fi, expliqué de bout en bout

Le Wi-Fi n'est pas une seule technologie radio. C'est une famille de radios qui se partagent quatre portions de spectre très différentes, chacune avec sa propre physique, son propre bagage réglementaire et ses propres modes de défaillance. Choisir la mauvaise bande pour un usage donné est la cause la plus fréquente d'un réseau sans fil décevant.

Vous préférez cliquer plutôt que lire ? L'explorateur de spectre interactif couvre le même terrain bande par bande.

Les quatre bandes en un coup d'œil

2,4 GHz — la bande que vous ne pouvez pas éteindre

La bande 2,4 GHz couvre environ 2,400 à 2,4835 GHz. En pratique, vous disposez de trois canaux de 20 MHz sans recouvrement : 1, 6 et 11. C'est toute l'histoire. Quiconque utilise le canal 3 ou 9 ne fait pas preuve d'ingéniosité, il crée une interférence de canal adjacent pour deux voisins à la fois.

Elle est partagée avec les fours à micro-ondes, le Bluetooth, le Zigbee, les caméras sans fil, les téléphones sans fil, les émetteurs vidéo et tout émetteur bon marché non licencié jamais fabriqué. Sa grâce salvatrice est la propagation : le 2,4 GHz porte plus loin et pénètre mieux les murs que toute autre bande utilisée par le Wi-Fi.

Règle de conception : traitez le 2,4 GHz comme une bande IoT et de couverture de dernier recours. Désactivez la radio sur une fraction importante de vos points d'accès — dans un déploiement dense, souvent deux AP sur trois. N'utilisez jamais de canaux de 40 MHz ici.

5 GHz — là où se fait le vrai travail

Le 5 GHz vous donne les sous-bandes UNII : UNII-1 (5,150–5,250), UNII-2A (5,250–5,350), UNII-2C (5,470–5,725) et UNII-3 (5,725–5,850). UNII-2A et 2C sont des canaux DFS — Dynamic Frequency Selection — partagés avec les radars.

Le DFS n'est ni optionnel ni cosmétique. Un AP sur un canal DFS doit écouter la présence d'un radar avant d'émettre (une vérification de disponibilité de canal de 60 secondes, jusqu'à 10 minutes sur les canaux radar météo 120–128) et doit libérer le canal dans les 10 secondes suivant la détection d'un motif radar. Quand cela se produit, tous les clients de l'AP basculent vers un autre canal.

Utiliser le DFS ou non est une véritable question de jugement :

• Utilisez le DFS dans les bureaux denses, les campus et les stades éloignés des aéroports et des littoraux. Vous triplez à peu près vos canaux disponibles, et le gain de capacité l'emporte sur les événements radar occasionnels.
• Évitez le DFS près des aéroports, des installations militaires, des radars météo côtiers, et dans tout environnement où une coupure de dix secondes est un problème de sécurité ou de revenu — blocs opératoires, salles de marché, diffusion en direct.
• Excluez toujours les canaux 120–128 sauf si vous les avez mesurés pendant plusieurs semaines. Ce sont des canaux radar météo et ils causent les faux positifs les plus perturbateurs.

6 GHz — le territoire du Wi-Fi 6E et du Wi-Fi 7

La bande 6 GHz double ou triple environ le spectre disponible pour le Wi-Fi, selon votre domaine réglementaire. Les États-Unis ont ouvert 5,925–7,125 GHz (1200 MHz, 59 canaux de vingt mégahertz). L'UE, le Royaume-Uni et une grande partie du monde n'ont ouvert que la portion inférieure, 5,925–6,425 GHz (500 MHz, 24 canaux) — le fameux 6 GHz inférieur. Ne concevez pas une norme mondiale sur le nombre de canaux américains.

Trois éléments rendent le 6 GHz différent en nature, pas seulement en degré :

1. Aucun héritage. Seuls les appareils 802.11ax et ultérieurs sont autorisés. Il n'y a aucune surcharge de protection pour le 802.11b, aucun client vieux de 20 ans qui tire la cellule vers le bas. C'est la première bande véritablement propre que le Wi-Fi ait jamais eue.
2. Classes de puissance. Le mode Low Power Indoor (LPI) fonctionne à PIRE réduite sans coordination mais se limite à un usage intérieur et ne peut pas être utilisé avec des antennes externes. Le Standard Power nécessite une consultation AFC — Automated Frequency Coordination — où l'AP signale sa position à une base de données et se voit indiquer quels canaux il peut utiliser à quelle puissance, afin de protéger les liaisons hertziennes fixes existantes.
3. Propagation. L'affaiblissement en espace libre est de quelques dB pire qu'en 5 GHz et l'atténuation par les murs est nettement plus élevée. Attendez-vous à environ 20 à 30 % de couverture en moins par AP en 6 GHz qu'en 5 GHz. Une conception qui était limitée par le nombre d'AP en 5 GHz aura des trous en 6 GHz.

La découverte compte. Les clients 6 GHz ne scannent pas 59 canaux à la recherche de balises. Ils s'appuient sur les Reduced Neighbor Reports dans les balises 2,4/5 GHz, sur les trames de découverte FILS et sur les Unsolicited Broadcast Probe Responses. Si votre SSID 6 GHz est invisible pour les clients, le mécanisme de découverte en est presque toujours la cause, pas la radio.

60 GHz — le spécialiste

Le 802.11ad et le 802.11ay fonctionnent autour de 60 GHz avec des canaux de 2,16 GHz de large. L'absorption par l'oxygène est sévère et un corps humain constitue un mur efficace. C'est réellement utile pour les liaisons point à point fixes, l'accueil sans fil (docking), la RA/RV à l'échelle d'une pièce et la collecte courte distance. Ce n'est pas une technologie d'accès généraliste et vous devriez vous méfier de quiconque la vend comme telle.

Qu'en est-il du CBRS et de la 5G privée ?

Le CBRS aux États-Unis (3,55–3,70 GHz) et les schémas de spectre partagé équivalents ailleurs ne sont pas du Wi-Fi, mais ils figurent de plus en plus sur la même liste restreinte. Le CBRS utilise un modèle à trois niveaux contrôlé par un Spectrum Access System : les titulaires historiques d'abord, les Priority Access Licences ensuite, le General Authorized Access enfin.

Choisissez le CBRS ou le cellulaire privé plutôt que le Wi-Fi lorsque vous avez besoin d'un transfert intercellulaire déterministe sur une grande zone extérieure, d'une identité basée sur une carte SIM, ou de la couverture d'un port, d'une mine ou d'un campus où la densité d'AP serait absurde. Choisissez le Wi-Fi lorsque le support des appareils, le coût au mètre carré et la diversité des clients importent — ce qui est le cas la plupart du temps.

Plan de bandes pratique pour un site d'entreprise

• 6 GHz : bande principale pour les ordinateurs portables et les téléphones modernes. Canaux de 80 MHz ; 160 MHz uniquement dans les zones véritablement peu denses.
• 5 GHz : bande de couverture principale. Canaux de 40 MHz dans les zones denses, 80 MHz là où le budget de canaux le permet.
• 2,4 GHz : 20 MHz uniquement, activé sur une minorité d'AP, dédié à l'IoT et au matériel ancien.

Puis vérifiez-le. Un plan de bandes sur une diapositive est une hypothèse ; une enquête de validation est l'expérience.