Peter Macejko, spécialiste des réseaux sans fil, Anritsu Corporation
La version la plus récente du WLAN (Wireless Local Area Network) est le Wi-Fi 6, la sixième version commerciale réussie des normes IEEE 802.11. Bien qu'officiellement connu dans l'industrie par sa désignation IEEE, le terme Wi-Fi 6 est plus courant chez les consommateurs.
L'ancienne norme Wi-Fi 5 peut atteindre des vitesses de transmission de données plus élevées pour un utilisateur, mais uniquement dans des conditions de « laboratoire » idéales. Les nouvelles fonctionnalités ajoutées au Wi-Fi 6 en font une technologie plus robuste et plus proche des débits promis.
L'une des innovations les plus notables est l'utilisation de la technologie OFDMA (accès multiple par répartition en fréquence orthogonale). Semblable à la technologie cellulaire LTE, des créneaux horaires sont attribués aux utilisateurs sur certaines fréquences pour leur transmission radio. Ainsi, la communication entre un point d'accès et les stations est gérée beaucoup plus efficacement qu'avec la technique précédente, l'OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing).
L'OFDMA canalise également les fréquences disponibles d'une manière différente. Dans les normes ci-dessus, la largeur de canal minimale est de 20 MHz Dans certains cas, deux canaux adjacents peuvent être joints en faisant varier la fréquence porteuse au centre des deux canaux. Cela permet d'ajuster la largeur du canal
40 MHz, 80 MHz et 160 MHz, augmentant ainsi les vitesses de transmission au prix d'occuper plus de fréquence.
Dans le Wi-Fi 6, la plus petite unité disponible pour la transmission de données est appelée RU (Resource Unit). Le RU peut contenir 26, 52, 106, 242, 484 ou 997 tonalités (sous-porteuses). Étant donné que l'espacement entre les sous-porteuses dans le Wi-Fi 6 est de 78,125 kHz, l'espace minimum occupé par RU est d'environ 2 MHz de la gamme de fréquences, ce qui permet une meilleure adaptation des ressources spectrales que dans les normes précédentes.
Attribution des RU dans la bande passante du canal de 20 MHz.
En plus d'améliorer l'efficacité du spectre, plus de bits par symbole transmis sont également transmis grâce à la modulation de la sous-porteuse de données 1024QAM. Cette modulation alloue 10 bits de message à un symbole transmis (2^10=1024), fournissant ainsi des débits de données plus élevés pour le Wi-Fi 6 qu'avec les normes précédentes. La durée des symboles a également été multipliée par quatre en raison des intervalles plus denses de la sous-porteuse. En termes simples, plus le signal est petit dans le domaine fréquentiel, plus il est grand dans le domaine temporel, et vice versa. Cela améliore la robustesse, en particulier à l'extérieur.
Nouveau, le Wi-Fi 6 adresse les applications dans l'environnement IoT (Internet des objets), un monde où la faible consommation est primordiale. Les appareils IoT sont souvent livrés avec des batteries qui ne peuvent pas être remplacées, car leur remplacement nécessiterait la destruction de l'appareil. Par conséquent, il est important d'avoir des protocoles de communication qui intègrent des fonctions d'économie d'énergie.
L'une des caractéristiques du Wi-Fi 6 est la plus petite RU avec une largeur de 2 MHz. L'utilisation d'un spectre de fréquences plus petit pour envoyer un signal nécessite moins de puissance que des spectres de fréquences plus grands ; par exemple, le canal de la norme précédente avec une largeur de 20 MHz.Ainsi, l'énergie est économisée en raison du nombre réduit de fréquences de sous-porteuse utilisées.
Une autre fonction d'économie d'énergie intègre des horaires qui permettent à un appareil alimenté par Wi-Fi 6 de passer un certain temps "endormi". Cette fonction est appelée TWT (Target Wake Time). En mode veille, la consommation des appareils sans fil est minime. L'appareil est activé à un certain moment et envoie des informations ; par exemple, la température dans une pièce ou des informations sur le manque de produits médicaux. Une fois ces informations communiquées, un appareil WLAN peut retourner en mode veille.
La fonction TWT permet d'économiser de l'énergie en mettant la station en mode veille.
Malgré ces avantages, un grand nombre d'appareils WLAN communiquant peut générer des interférences électromagnétiques mutuelles qui réduisent les performances globales du WLAN. Ceux-ci peuvent être partiellement atténués dans le Wi-Fi 6 grâce à des techniques telles que l'OBSS-PD dynamique (OBSS Packet Detection), qui ajuste différentes valeurs de seuil de puissance pour détecter le signal d'entrée correct.
Cependant, la principale source de brouillage est l'occupation des bandes de fréquences. Jusqu'au Wi-Fi 6, seules deux bandes étaient définies : 2,4 GHz et 5,0 GHz.
Ces deux bandes étaient suffisantes pour gérer le nombre d'utilisateurs et les débits de données requis. Pour répondre à la demande de débits de données et de fiabilité plus élevés, une nouvelle bande de fréquences de 6 GHz a été proposée.La bande commence à 5,925 GHz et monte jusqu'à 7,125 GHz, ajoutant ainsi 1200 MHz supplémentaires de spectre.
Les sites Wi-Fi peuvent avoir diverses propriétés de transmission du signal, et de nombreuses variables affectent les performances Wi-Fi. Il est important de choisir le meilleur emplacement pour votre ou vos antennes Wi-Fi tout en tenant compte des matériaux qui pourraient bloquer ou absorber les signaux sans fil.
Les performances Wi-Fi 6 peuvent être mesurées avec le testeur WLAN MT8862A d'Anritsu. Cet instrument offre une large plage dynamique qui permet aux tests OTA (Over-The-Air) de mesurer les propriétés physiques d'un canal radio. Il est également possible d'effectuer des tests de connectivité de données IP jusqu'au Wi-Fi 5. Avec cet instrument, les performances Wi-Fi peuvent être optimisées afin que les utilisateurs bénéficient d'une expérience de haute qualité (Quality of Experience, QoE).
Testeur Wi-Fi Anritsu MT8862A.
Les entreprises peuvent également tester l'interopérabilité de nombreux appareils connectés sans fil en testant plusieurs technologies en parallèle pour voir comment la qualité des signaux WLAN est affectée. Alternativement, ils peuvent vérifier le fonctionnement du récepteur (test de sensibilité), qui consiste à diminuer progressivement la puissance de sortie de l'instrument MT8862A. L'augmentation des taux d'erreur PER (Packer Error Rate) et FER (Frame Error Rate) peut en dire long sur le Device Under Test (DUT) dans un environnement donné. La connexion à un DUT peut être davantage dégradée par une source de bruit, puis analysée.
La prise en charge Wi-Fi 6E du MT8862A permet de tester la bande 6 GHz, qui apporte avec elle ses sources potentielles d'interférences électromagnétiques. En plus de mesurer la sensibilité globale dans cette bande, il est également possible d'effectuer des tests sur l'émetteur. Les mesures de puissance, de masque spectral et de précision de modulation sont clairement affichées dans la fenêtre principale de l'interface graphique distante, avec des informations de mesure plus détaillées disponibles dans la fenêtre de sortie numérique.
Interface utilisateur graphique à distance (GUI) MT8862A.
L'interface graphique distante peut également afficher plus d'informations sur un DUT connecté, telles que son adresse MAC, les normes et valeurs MCS prises en charge, entre autres. Dans l'interface graphique, il est également possible de choisir le type de cryptage : WEP, WPA/WPA2-Personal/WPA3-Personal. Une adresse IP d'un DUT peut être attribuée de manière statique ou dynamique grâce à un serveur DHCP intégré. De nombreux autres paramètres de réseau WLAN typiques peuvent également être sélectionnés dans l'interface graphique, tels qu'un nom SSID et un mot de passe (si le cryptage est appliqué).
Toutes les étapes de l'interface graphique peuvent être encore automatisées grâce à l'interface de contrôle à distance, très pratique pour automatiser les mesures. Pour effectuer cette automatisation, un utilisateur peut acheter des outils d'automatisation tels que Gestionnaire de studio intelligent (MSS) ou Logiciel de test d'automatisation (ATS). Les utilisateurs les plus aventureux peuvent aller plus loin et faire leur propre automatisation en utilisant des langages comme Python. Les utilisateurs doivent trouver le bon ensemble d'instructions et de requêtes pour communiquer avec le MT8862A. Toutes ces possibilités font du testeur WLAN MT8862a d'Anritsu un compagnon idéal en laboratoire.
Pour les tests de production de masse d'appareils connectés au WLAN, il existe un meilleur choix : le kit de test universel sans fil MT8870A, qui offre un moyen simple et rapide de vérifier les propriétés RF des appareils connectés sans fil. Outre la technologie Wi-Fi 6, elle en couvre d'autres telles que GSM, WCDMA, LTE, 5G NR et bien d'autres. Vous n'avez qu'à contrôler le jeu du circuit. Grâce à son grand nombre de ports RF pour les connexions, c'est un compagnon idéal dans les usines de fabrication.
