Réseau sans fil : le IEEE 802.11g sera un standard fédérateur

Avant la récente approbation de l’ébauche du nouveau standard IEEE 802.11g des réseaux sans fil (WLAN) opérant jusqu’à 54 Mbps dans la bande des 2,4 GHz, le marché disposait de deux spécifications relativement similaires mais surtout non interopérables : la 802.11b (Wi-Fi) et la 802.11a (Wi-Fi-5). Avec la présence, maintenant affirmée, de la première et la disponibilité depuis fin 2001 de produits de la deuxième, la confusion de nombreux utilisateurs face à l’évolution technologique et l’incertitude de nombreux fabricants face au choix de la meilleure spécification étaient bien compréhensibles. Voyons donc l’histoire, les spécifications et les conséquences pour le marché des réseaux sans fil de ce nouveau standard qui promet, à juste titre, des vitesses supérieures, une couverture plus étendue et la compatibilité avec les dispositifs Wi-Fi déjà en place.

L’adoption du IEEE 802.11, le premier standard pour l’Ethernet sans fil, remonte à 1997. Celui-ci concernait les spécifications pour la couche physique (PHY): infrarouge, 1-2 Mbps frequency hopping spread spectrum (FHSS) et 1-2 Mbps direct sequence spread spectrum (DSSS) dans la bande ISM des 2,4 GHz. Les réseaux Ethernet câblés permettant à cette période une vitesse maximum de 10 Mbps et les premiers produits sans fil étant plutôt coûteux. Le standard 802.11 original ne connut qu’un succès limité sur le marché. Deux ans plus tard, le standard 802.11 évolue selon deux directions. La spécification 802.11b amenant la vitesse de transmission au-delà du seuil critique des 10 Mbps, tout en restant compatible avec le 802.11 DSSS original et en incorporant un schéma de codification plus efficace connu sous le nom de Complimentary Code Keying (CCK) pour obtenir une vitesse maximum de 11 Mbps. Un deuxième schéma de codification est alors inclus, le Packet Binary Convolutional Code (PBCC) qui permet une meilleure performance aux vitesses de 5,5 et 11 Mbps. La deuxième variante du 802.11 est baptisée 802.11a. Elle opère dans une bande de fréquence différente, celle des 5,2 GHz et est conçue pour atteindre des vitesses allant jusqu’à 54 Mbps. A la différence du 802.11b, un système à porteuse unique, le 802.11a utilise une technique de modulation de plusieurs porteuses appelée Orthogonal Frequency Division Multiplexing (OFDM). Exploitant la bande des 5,2 GHz, le 802.11a n’est interopérable ni avec le 802.11b ni avec le standard initial 802.11. Au cours de l’an 2000 – sur initiative de la IEEE – un premier groupe de recherche est constitué pour évaluer un développement du standard 802.11b afin de permettre des vitesses supérieures à 20 Mbps dans la bande des 2,4 GHz, après quoi est créé un groupe de travail spécialement dédié à la définition du prochain standard. Après plusieurs vicissitudes, mi-novembre 2001 un compromis établi entre les propositions de Texas Instruments et celles d’Intersil donne le jour à une ébauche du standard 802.11g.

La proposition de Texas Instruments, baptisée PBCC-22, prévoit une vitesse de 22 Mbps dans la bande des 2,4 GHz et une totale compatibilité avec les dispositifs Wi-Fi. Intersil, en revanche, propose avec son codage CCK-OFDM d’adopter un schéma de modulation semblable à l’OFDM utilisé par le 802.11a. L’ébauche du nouveau standard tient compte d’éléments présents dans les propositions originales des deux constructeurs. Il établit en effet que: - l’OFDM " 802.11a-like " est un mode indispensable pour obtenir une vitesse égale à celle du 802.11a dans la bande des 2,4 GHz - la mise en œuvre du mode 802.11b (Wi-Fi) est obligatoire - les modes CCK-OFDM et PBCC-22 sont optionnels. Ce compromis " équilibré " constitue un excellent alignement entre le 802.11a et le 802.11b et représente en outre un moyen d’envisager le développement de produits WLAN vraiment multimodaux. Le 802.11g atteint la vitesse de 54 Mbps dans la bande des 2,4 GHz, qui semblait devoir rester un privilège exclusif du 802.11a dans la bande des 5,2 GHz. La compatibilité avec le 802.11b déjà installé garantit la continuité et détermine un parcours de migration sans surprises.

Certains observateurs qualifiés se demandaient, avant aujourd’hui, s’il était encore judicieux de poursuivre les activités de développement dans la bande des 2,4 GHz: l’argument le plus souvent avancé était la surcharge de fréquentation que ce spectre subissait, contre une fréquentation plutôt faible observée dans la bande des 5,2 GHz utilisés par la 802.11a. Certes les réseaux 802.11b déjà en place depuis quelque temps prouvent que la bande des 2,4 GHz est adaptée au réseau sans fil et que les dispositifs associés ont démontré un excellent comportement en présence d’une possibilité permanente d’interférences. En outre, la bande ISM 2,4 GHz est disponible et libre pratiquement dans le monde entier, et présente peu de restrictions. Par contre, la bande des 5,2 GHz est utilisée par des applications militaires, comme les radars à puissance élevée, raison pour laquelle plusieurs marchés globaux, parmi lesquels l’Europe occidentale et le Japon ont pour l’instant imposé des restrictions à l’utilisation commerciale de cette bande. Aux Etats-Unis également, une préoccupation sur les risques possibles pour la sécurité des opérations militaires causés par l’utilisation de la 802.11a dans la bande des 5,2 GHz a été exprimée. L’utilisation de la bande des 2,4 GHz est une garantie pour que les réseaux sans fil 802.11g évitent les restrictions d’utilisation qui seront vraisemblablement imposées, en offrant en même temps une compatibilité avec les actuels systèmes 802.11b. Enfin, tout aussi importante, reste la question des coûts: selon une analyse attentive, il semble que le coût de dispositifs conformes au standard proposé est très proche du coût courant de ceux conformes au 802.11b. De plus, l’utilisation hypothétique de systèmes double bande compatibles avec les spécifications 802.11b, 802.11g et 802.11a devrait avoir des coûts comparables à ceux des systèmes 802.11a: en d’autres termes, il sera possible d’installer un WLAN multimodal pour le même prix qu’un WLAN 802.11a actuel. Des avantages décisifs donc pour cette nouvelle spécification sur ce point également: non seulement le 802.11g représente un signal fort d’unification entre ce qui jusqu’aujourd’hui étaient deux directions techniquement dissemblables et incompatibles prises hier, mais il encouragera également la croissance continue du marché des WLAN. Le 802.11g unit les fonctions fondamentales des deux spécifications dont il tire son origine. Du coup, le développement de systèmes pouvant dialoguer avec des technologies basées sur les deux versions précédentes de la spécification devient pratiquement implicite. Ceci résout notamment les problèmes de migration des utilisateurs qui ont déjà installé des WLAN 802.11b et qui souhaitent travailler à des vitesses plus élevées, pour lesquelles le 802.11a ne peut être la solution puisque incompatible avec les réseaux en place. Une situation pratiquement identique s’est vérifiée pour l’évolution des réseaux câblés lorsque les dispositifs Ethernet commencèrent à supporter tant 10 que 100 Mbps en double mode garantissant le fonctionnement dans les deux modes sans interruptions ni interventions de la part de l’utilisateur.

Avant que l’ébauche ne devienne un standard formellement adopté, de nombreux aspects concernant son application devront être réglés, il est donc raisonnable de s’attendre à une ratification du IEEE 802.11g début 2003. Entre temps, Texas Instruments et Intersil ne restent pas pour autant les bras croisés. TI dispose déjà d’un produit, dénommé ACX100 qui, grâce à la fonction PBCC-22 (prise en compte dans l’ébauche du nouveau standard) permet d’opérer à 22 Mbps. Intersil, à son tour, a annoncé fin janvier la sortie de PRISM GT, le premier jeu de circuits destiné à supporter l’ébauche de l’IEEE 802.11g : les premiers prototypes seront disponibles avant l’été et la production est programmée pour le troisième trimestre de l'année.