Le Wi-Fi

Wi-Fi « Wireless Fidelity » est un ensemble de protocoles de communication sans fil régis par les normes du groupe IEEE 802.11.

Les normes IEEE 802.11, qui sont utilisées internationalement, décrivent les caractéristiques d’un réseau local sans fil (WLAN) (Wireless LAN). Grâce aux normes Wi-Fi, il est possible de créer des réseaux locaux sans fil à haut débit. Dans la pratique, le Wi- Fi permet de relier des ordinateurs portables, des machines de bureau, des assistants personnels (PDA), des objets communicants ou même des périphériques à une liaison haut débit (de 11 Mbit/s théoriques ou 6 Mbit/s réels en 802.11 b à 54 Mbit/s théoriques en 802.11 g et 600 Mbit/s théoriques pour le 802.11n et 802.11ac sur un rayon de plusieurs dizaines de mètres en intérieur (généralement entre une vingtaine et une cinquantaine de mètres actuels).

Les fréquences autorisées sont autour de 2.4 et 5 GHz. La 2.4 GHz se divise en 14 canaux (1 à 11 partout, 12 et 13 Europe et Japon, 14 pour Japon seul).

Pour connaître le détail des réseaux voisins, vous pouvez utiliser l’application Istumbler et ainsi éviter de partager un canal.        

Ainsi, des fournisseurs d’accès à Internet peuvent établir un réseau Wi-Fi connecté à Internet dans une zone à forte concentration d’utilisateurs (gare, aéroport, hôtel, train…). Ces zones ou points d’accès sont appelés bornes Wi-Fi ou points d’accès Wi-Fi ou « hot spots ».

1-) Le Li-Fi (Light Fidelity) est un futur moyen de transmission entre le Wi-Fi et l’infrarouge, rapide et peu cher, mais par voie optique.

Il Li-Fi utilise la modulation d’amplitude de la lumière (les LED ) pour transmettre les données sans fil. À ce jour, l’équipe de recherche a réussi à transmettre des données à 800 Mbit/s.

Le Li-Fi a l’avantage de pouvoir être utilisé en zone sensible comme dans un avion ou un hôpital sans causer d’interférences. Cependant, le spectre de lumière ne peut pas traverser les murs.

Comment améliorer sa connexion.

•   –  Changer son type de wi-fi (passage au « n »)

•   –  choisir son canal (1 à 13, différent de ses voisins les plus forts)

•   –  Éloigner sa box des grands miroirs, vitres et micro-ondes.

•   –  Éviter d’avoir proche de chez soi une antenne-relai de téléphone ou de télévision un centre télécom voire une éolienne.

•   –  Sachez qu’une sauvegarde wi-fi comme Time Capsule utilise une partie de votre bande passante pendant les sauvegardes.

•   –  Utiliser un routeur en relais

•   –  Utiliser un expandeur de réseau historique : Les iBooks d’Apple furent, en 1999, les premiers ordinateurs à proposer un équipement Wi-Fi intégré (sous le nom d’AirPort), bientôt suivis par le reste de la gamme. Les autres ordinateurs commencent ensuite à être vendus avec des cartes Wi-Fi intégrées tandis que les autres doivent s’équiper d’une carte externe adaptée (PCMCIA, USB, CompactFlash, SD, PCI, MiniPCI, etc.). À partir de 2003, on voit aussi apparaître des ordinateurs portables intégrant la plateforme Centrino, qui permet une intégration simplifiée du Wi-Fi. Un point d’accès (PA) Wi-Fi extérieur

2-) Compléments

Sécuriser son réseau

On peut laisser son réseau libre d’accès, mais il est conseillé de le protéger des utilisations extérieures. Pour cela il existe la possibilité de lui mettre une clé d’accès en :

•   WEP, la moins difficile à casser, car codage faible, fixe et permanent.

•   WPA, meilleure résistance avec codage plus solide et variable dans le temps.

WPA2, WPA amélioré avec un cryptage renforcé et un délai de modification moins long par adresse MAC pour ne permettre l’accès, à un réseau, que des machines dont l’adresse MAC est connu du routeur. Modes de mise en réseau.

Le mode Infrastructure

Le mode Infrastructure est un mode de fonctionnement qui permet de connecter les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi entre eux via un ou plusieurs points d’accès (PA) qui agissent comme des concentrateurs (exemple : répéteur ou commutateur en réseau Ethernet). Autrefois, ce mode était essentiellement utilisé en entreprise. Dans ce cas la mise en place d’un tel réseau oblige de poser à intervalles réguliers des bornes « Point d’accès » (PA) dans la zone qui doit être couverte par le réseau. Les bornes, ainsi que les machines, doivent être configurées avec le même nom de réseau (SSID = Service Set IDentifier) afin de pouvoir communiquer. L’avantage de ce mode, en entreprise, est de garantir un passage obligé par le Point d’accès, il est donc possible de vérifier qui accède au réseau. Actuellement, les FAI, les boutiques spécialisées et les grandes surfaces fournissent aux particuliers des routeurs sans fil qui fonctionnent en mode Infrastructure, tout en étant très faciles à configurer.

Le mode « ad hoc »

Article détaillé : Réseau ad hoc. Le mode « Ad-Hoc » est un mode de fonctionnement qui permet de connecter directement les ordinateurs équipés d’une carte Wi-Fi, sans utiliser un matériel tiers tel qu’un point d’accès (en anglais : Access Point [AP]). Ce mode est idéal pour interconnecter rapidement des machines entre elles sans matériel supplémentaire (exemple : échange de fichiers entre portables dans un train, dans la rue, au café…). La mise en place d’un tel réseau se borne à configurer les machines en mode ad hoc (au lieu du mode Infrastructure), la sélection d’un canal (fréquence), d’un nom de réseau (SSID) commun à tous et si nécessaire d’une clé de chiffrement. L’avantage de ce mode est de s’affranchir de matériels tiers, c’est-à-dire de pouvoir fonctionner en l’absence de point d’accès. Des protocoles de routage dynamique (exemples : OLSR, AODV…) rendent envisageable l’utilisation de réseaux maillés autonomes dans lesquels la portée ne se limite pas à ses voisins (tous les participants jouent le rôle du routeur). Le mode Pont « Bridge ». Un point d’accès en mode pont sert à connecter un ou plusieurs points d’accès entre eux pour étendre un réseau filaire, par exemple entre deux bâtiments. La connexion se fait au niveau de la couche 2 OSI. Un point d’accès doit fonctionner en mode racine « root bridge » (généralement celui qui distribue l’accès Internet) et les autres s’y connectent en mode « bridge » pour ensuite retransmettre la connexion sur leur interface Ethernet. Chacun de ces points d’accès peut éventuellement être configuré en mode pont avec connexion de clients. Ce mode permet de faire un pont tout en accueillant des clients comme le mode infrastructure.

Le mode Répéteur « range-extender »

Un point d’accès en mode « Répéteur » permet de répéter un signal Wi-Fi plus loin (par exemple pour atteindre un fond de couloir en L). Contrairement au mode pont, l’interface Ethernet reste inactive. Chaque « saut » supplémentaire augmente cependant le temps de latence de la connexion. Un répéteur a également une tendance à diminuer le débit de la connexion. En effet, son antenne doit recevoir un signal et le retransmettre par la même interface ce qui en théorie divise le débit par deux.

Les différentes normes Wi-Fi

La norme IEEE 802.11 est en réalité la norme initiale offrant des débits de 1 ou 2 Mbit/s (Wi-Fi est un nom commercial, et c’est par abus de langage que l’on parle de « normes » Wi-Fi). Des révisions ont été apportées à la norme originale afin d’améliorer le débit (c’est le cas des normes 802.11a, 802.11 b, 802.11 g et 802.11n, appelées normes 802.11 physiques) ou de spécifier des détails de sécurité ou d’interopérabilité. Voici un tableau présentant les différentes révisions de la norme 802.11 et leur signification :

Norme Nom

1.           802.11a  Wi-Fi 5

2.           802.11 b  Wi-FiPontage 802.11 vers

3.           802.11c  802.1d

4.           802.11 d  Internationalisation. Amélioration de la

5.           802.11e  qualité de service

6.           802.11f  Itinérance ((en)roaming)

Description

La norme 802.11a (baptisée Wi-Fi 5) permet d’obtenir un haut débit (dans un rayon de 10 mètres : 54 Mbit/s théoriques, 27 Mbit/s réels). La norme 802.11a spécifie 52 canaux de sous-porteuses radio dans la bande de fréquences des 5 GHz (bande U-NII = Unlicensed ‘- National Information Infrastructure), huit combinaisons, non superposées, sont utilisables pour le canal principal. La modulation utilisable est, au choix : 16QAM, 64QAM, QPSK ou BPSK.

La norme 802.11 b est la norme la plus répandue en base installée actuellement. Elle propose un débit théorique de 11 Mbit/s (6 Mbit/s réels) avec une portée pouvant aller jusqu’à 300 mètres (en théorie) dans un environnement dégagé. La plage de fréquences utilisée est la bande des
2,4 GHz (Bande ISM = Industrial Scientific Medical) avec, en France, 13 canaux radio disponibles, dont 3 au maximum non superposés (1 – 6 – 11, 2 – 7 – 12, …). La modulation utilisable est, au choix : CCK, DBPSK ou DQPSK.

La norme 802.11c n’a pas d’intérêt pour le grand public. Il s’agit uniquement d’une modification de la norme 802.1d afin de pouvoir établir un pont avec les trames 802.11 (niveau liaison de données).

La norme 802.11d est un supplément à la norme 802.11 dont le but est de permettre une utilisation internationale des réseaux locaux 802.11. Elle consiste à permettre aux différents équipements d’échanger des informations sur les plages de fréquences et les puissances autorisées dans le pays d’origine du matériel.

La norme 802.11e vise à donner des possibilités en matière de qualité de service au niveau de la couche « liaison de données ». Ainsi, cette norme a pour but de définir les besoins des différents paquets en termes de bande passante et de délai de transmission de manière à permettre, notamment, une meilleure transmission de la voix et de la vidéo.

La norme 802.11f est une recommandation à l’intention des vendeurs de points d’accès pour une meilleure interopérabilité des produits.

Elle propose le protocole Inter-Access point roaming protocol permettant à un utilisateur itinérant de changer de point d’accès de façon transparente lors d’un déplacement, quelles que soient les marques des points d’accès présentes dans l’infrastructure réseau. Cette possibilité est appelée itinérance ((en)roaming).

La norme 802.11g est la plus répandue dans le commerce actuellement. Elle offre un haut débit (54 Mbit/s théoriques, 25 Mbit/s réels) sur la bande de fréquences des 2,4 GHz. La norme 802.11g a une compatibilité ascendante avec la norme 802.11b, ce qui signifie que des matériels conformes à la norme 802.11g peuvent fonctionner en 802,11 b. Cette aptitude permet aux nouveaux équipements de proposer le 802.11 g tout en restant compatibles avec les réseaux existants qui sont souvent encore en 802.11 b. Le principe est le même que celui de la norme 802.11a puisqu’on utilise ici 52 canaux de sous-porteuses radio, mais cette fois dans la bande de fréquences des 2,4 GHz. Ces sous-porteuses permettent une modulation OFDM autorisant de plus hauts débits que les modulations classiques BPSk, QPSK ou QAM utilisées par la norme 802.11a.

Cette modulation OFDM étant interne à l’une des 14 bandes 20 MHz possibles, il est donc toujours possible d’utiliser au maximum 3 de ces canaux non superposés (1 – 6 – 11, 2 – 7 – 12, …) et ce, par exemple, pour des réseaux différents.

La norme 802.11h vise à rapprocher la norme 802.11 du standard Européen (Hiperlan 2, d’où le « h » de 802.11 h) et être en conformité avec la réglementation européenne en matière de fréquences et d’économie d’énergie.

La norme 802.11i a pour but d’améliorer la sécurité des transmissions (gestion et distribution des clés, chiffrement et authentification). Cette norme s’appuie sur l’AES (Advanced Encryption Standard) et propose un chiffrement des communications pour les transmissions utilisant les standards 802.11a, 802.11 b et 802.11 g.

La norme 802.11IR a été élaborée de manière à utiliser des signaux infra- rouges. Cette norme est désormais dépassée techniquement.

La norme 802.11j est à la réglementation japonaise ce que le 802.11h est à la réglementation européenne.

La norme 802.11n est disponible depuis le 11 septembre 2009. Le débit théorique atteint les 300 Mbit/s (débit réel de 100 Mbit/s dans un rayon de 100 mètres) grâce aux technologies MIMO (Multiple-Input Multiple- Output) et OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing). En
avril 2006, des périphériques à la norme 802.11n commencent à apparaître basés sur le Draft 1.0 (brouillon 1.0) ; le Draft 2.0 est sorti en mars 2007, les périphériques basés sur ce brouillon seraient compatibles avec la version finale du standard. Des équipements qualifiés de « pré-N » sont disponibles depuis 2006 : ce sont des équipements qui mettent en œuvre une technique MIMO d’une façon propriétaire, sans rapport avec la norme 802.11n.

Le 802.11n a été conçu pour pouvoir utiliser les fréquences 2,4 GHz ou
5 GHz. Les premiers adaptateurs 802.11n actuellement disponibles sont généralement simple-bande à 2,4 GHz, mais des adaptateurs double-bande (2,4 GHz ou 5 GHz, au choix) ou même double-radio (2,4 GHz et 5 GHz simultanément) sont également disponibles. Le 802.11n saura combiner jusqu’à 8 canaux non superposés, ce qui permettra en théorie d’atteindre une capacité totale effective de presque un gigabit par seconde.

La norme 802.11s est actuellement en cours d’élaboration. Le débit théorique atteint aujourd’hui 10 à 20 Mbit/s. Elle vise à implémenter la mobilité sur les réseaux de type Ad-Hoc. Tout point qui reçoit le signal est capable de le retransmettre. Elle constitue ainsi une toile au-dessus du réseau existant. Un des protocoles utilisé pour mettre en œuvre son routage est OLSR.

La norme 802.11u a été adoptée le 25 février 2011. Elle vise à faciliter la reconnaissance et la sélection de réseaux, le transfert d’informations en provenance de réseaux externes, en vue de permettre l’interopérabilité entre différents fournisseurs de services payants ou avec des hot-spots 2.0. Elle définit aussi des normes en termes d’accès à des services d’urgence. À terme, elle doit entre autres faciliter le délestage des réseaux 3G de téléphonie mobile.

La norme 802.11v a été adoptée le 2 février 2011. Elle décrit des normes de 802.11 v gestion des terminaux en réseau : reportings, gestion des canaux, gestion des conflits et interférences, service de filtrage du trafic…

Linksys, la division grand public de Cisco Systems, a développé la technologie SRX pour « Speed and Range Expansion » (« Vitesse et Portée Étendue »). Celle-ci superpose le signal de deux signaux 802.11g pour doubler le taux de transfert des données. Le taux maximum de transfert des données via un réseau sans fil SRX400 dépasse donc les capacités d’un réseau filaire Ethernet 10/100 que l’on trouve dans la plupart des réseaux.

Controverses, risques et limites Confidentialité

L’accès sans-fil aux réseaux locaux rend nécessaire l’élaboration d’une politique de sécurité dans les entreprises et chez les particuliers.

Il est notamment possible de choisir une méthode de codage de la communication sur l’interface radio. La plus commune est l’utilisation d’une clé dite Wired Equivalent Privacy (WEP), communiquée uniquement aux utilisateurs autorisés du réseau.

Toutefois, il a été démontré que cette prétendue sécurité était facile à violer, avec l’aide de programmes tels que Aircrack.

En attente d’un standard sérieux de nouvelles méthodes ont été avancées, comme Wi-Fi Protected Access (WPA) ou plus récemment WPA2.

Depuis l’adoption du standard 802.11i, on peut raisonnablement parler d’accès réseau sans fil sécurisé.

En l’absence de 802.11i, on peut utiliser un tunnel chiffré (VPN) pour se raccorder au réseau de son entreprise sans risque d’écoute ou de modification.

Il existe encore de nombreux points d’accès non sécurisés chez les particuliers. Il se pose le problème de la responsabilité du détenteur de la connexion Wi-Fi lorsque l’intrus réalise des actions illégales sur Internet (par exemple, en diffusant grâce à cette connexion des copies illégales d’œuvres protégées par le droit d’auteur).

Risque sanitaire

Article détaillé : Risques sanitaires des télécommunications.

Le Wi-Fi apparaît au moment où se développent des interrogations quant à l’impact des radiofréquences sur la santé de l’homme. Des débats scientifiques se sont multipliés autour du téléphone mobile, et le débat s’est étendu à l’ensemble des technologies radio reposant sur les micro-ondes, notamment les technologies GSM, Wimax, UMTS (la 3G), ou encore HSDPA (la 3G+), DECT, et le Wi-Fi.

Les ondes émises par les équipements Wi-Fi se diffusent dans l’ensemble de l’environnement. Toutefois, la fréquence de ces ondes est relativement élevée (2,4 GHz) et de ce fait elles traversent mal les murs. En outre, la puissance émise par les équipements Wi-Fi (~30 mW) est vingt fois moindre que celle émise par les téléphones mobiles (~600 mW). De plus, le téléphone est généralement tenu à proximité immédiate du cerveau, ce qui n’est pas le cas des équipements Wi-Fi (à l’exception des téléphones Wi-Fi), or, à une dizaine de centimètres, la densité de puissance du signal est déjà fortement atténuée (pour une antenne isotrope, elle est inversement proportionnelle au carré de la distance : , avec PIRE[W] = Puissance Isotrope Rayonnée Equivalente). Malgré la permanence d’exposition, les effets thermiques des ondes Wi-Fi sont donc unanimement reconnus comme étant négligeables.

Cependant, certains scientifiques font remarquer que les ondes Wi-Fi sont des ondes impulsives et les risques encourus ne devraient pas être évalués uniquement selon leurs effets thermiques (proportionnés à la densité de puissance), mais également selon leurs effets non thermiques à moyen et long terme (comme les effets génotoxiques).

Par ailleurs, il a été noté que les sujets souffrant d’électro-hypersensibilité sont tout aussi incommodés, voire plus, par les ondes Wi-Fi, malgré les faibles puissances des radiations reçues. Toutefois, il n’a pas été démontré à ce jour que les symptômes des sujets dits « électro-hypersensibles » soient effectivement dus aux ondes radio : suite à des expériences en double-aveugle, l’Organisation mondiale de la santé (OMS) a d’ailleurs conclu qu’il n’y avait aucune corrélation entre la présence ou non des ondes et les symptômes observés. Ces derniers sont donc dus à d’autres facteurs (mauvaise qualité de l’air, mauvais éclairage, stress…).

Plusieurs organismes ont réalisé des études au sujet de l’effet sur la santé du Wi-Fi, et ont, dans un premier temps, majoritairement conclu qu’il n’y avait aucune raison de craindre que la Wi-Fi soit dangereux pour la santé dans le cadre d’une utilisation normale. Parmi ces organismes, on peut citer :

•   Selon l’OMS, l’exposition prolongée aux ondes du Wi-Fi ne présente aucun risque pour la santé. Elle conclut que « compte tenu des très faibles niveaux d’exposition et des résultats des travaux de recherche obtenus à ce jour, il n’existe aucun élément scientifique probant confirmant d’éventuels effets nocifs des stations de base et des réseaux sans fil pour la santé ».

•   Le Journal of Health Physics a effectué de nombreuses mesures en France, en Allemagne, en Suède, et aux États-Unis. Dans tous les cas, le niveau du signal Wi-Fi détecté reste bien plus bas que les limites d’exposition internationale (ICNIRP et IEEE C95.1-2005), mais aussi bien plus faible que les autres champs électromagnétiques présents aux mêmes endroits.

•   La Fondation Santé et Radiofréquences a organisé une rencontre scientifique en octobre 2007 pour faire le point sur l’état des connaissances concernant l’effet des radiofréquences sur la santé, notamment pour la Wi-Fi. Une conclusion est que « Les études menées jusqu’à aujourd’hui n’ont permis d’identifier aucun impact des radiofréquences sur la santé en deçà [des limites de puissance légales] ». Pour ceux que la Wi-Fi inquièterait tout de même, il est précisé que « Pour minimiser l’exposition aux radiofréquences émise par ces systèmes, il suffit de les éloigner des lieux où une personne se tient pendant de longues périodes. Quelques dizaines de centimètres suffisent à diminuer nettement le niveau d’exposition. »

•   L’Agence française de sécurité sanitaire de l’environnement et du travail (AFSSET) synthétise les connaissances scientifiques actuelles sur son site Web. On y lit notamment : « Malgré un très grand nombre d’études réalisées aussi bien sur des cultures cellulaires in vitro que sur des animaux in vivo depuis plusieurs années, les chercheurs n’ont pu prouver l’existence de manière sûre et reproductible d’effets qui ne seraient pas dus à un échauffement créé par l’absorption des micro-ondes, et qui posséderaient un réel impact sanitaire. Il convient donc de poursuivre les recherches afin de mieux comprendre les mécanismes d’interaction entre les rayonnements hyperfréquences et les tissus biologiques. ». Toutefois, le rapport définitif de l’Affset n’est pas encore disponible (prévu pour fin 2009).

•   L’école Supélec a publié en décembre 2006 une étude sur les champs électromagnétiques produits par des équipements Wi-Fi, en mesurant notamment l’effet cumulatif de nombreux équipements Wi-Fi situés à proximité les uns des autres : leur conclusion est que les limites légales sont très loin d’être atteintes.

•   L’Agence de protection de la santé au Royaume-Uni (Health Protection Agency (en) (HPA)) indique qu’elle n’a connaissance d’aucune preuve cohérente permettant de penser que les ondes Wi-Fi ont un effet sur la santé. Le Dr Michael Clarka de l’HPA a souligné qu’une personne assise à proximité d’un hotspot Wi-Fi pendant un an reçoit la même dose d’ondes qu’une personne qui utilise son téléphone portable pendant vingt minutes. Toutefois, l’agence déclare opportun de mener de nouvelles études sur ce sujet.

Malgré ces conclusions globalement rassurantes, le Wi-Fi a été officiellement déconseillé, voire interdit dans des

écoles en Angleterre, en Allemagne et en Autriche. Au Canada, deux universités (Université de LakeHead et

Université de L’Ontario) en ont interdit l’installation (référence nécessaire : en avril 2012 le site de l’Université

d’Ontario décrit l’installation du wi-fi dans ses bâtiments !). En France, cinq bibliothèques parisiennes ont

débranché leurs installations Wi-Fi après que plusieurs membres du personnel se sont déclarés incommodés (fin

2008, ces bornes ont été rebranchées après audit technique des sites). La Bibliothèque nationale de France, qui a

décidé d’appliquer le principe de précaution, a déclaré choisir l’alternative filaire par le biais d’une liaison Ethernet,

mais n’a à ce jour pas équipé ses salles de lecture accessibles au public de prises RJ-45.

• Le Bioinitiative Working Group, un groupe de quatorze chercheurs internationaux, a publié en août 2007 le rapport Bioinitiative, globalement très pessimiste vis-à-vis des télécommunications sans fil au vu des enquêtes épidémiologiques dont il rend compte. En ce qui concerne le Wi-Fi, le rapport estime qu’il ne faut pas limiter le développement de la technologie Wi-FI si les seuils de puissance EMF préconisés par l’ICNIRP sont respectés, et compte tenu de la très faible puissance d’émission de cette technologie, préconise dans le doute, selon le principe de précaution, l’utilisation d’alternatives filaires à cette technologie dans les écoles et les bibliothèques avec de jeunes enfants.