Qualcomm ne veut pas être en retard sur WiFi 7, ci-dessus sa puce FastConnect 7800 compatible avec ce futur standard. (Crédit : Qualcomm)
Alors que l'équipementier chinois H3C vient de présenter un premier point d'accès WiFi 7, le Magic BE18000, les questionnements autour de cette dernière se multiplient : comment fonctionne-t-elle ? Est-elle plus rapide que les précédentes ? Et surtout, va-t-elle remplacer l'Ethernet filaire ?
Les normes WiFi apparaissent si rapidement qu'il est souvent difficile de distinguer les différences entre WiFi 5, WiFi 6 et WiFi 6E. À celles-ci, s'ajoute désormais l'interface WiFi 7 (en cours de normalisation), pour laquelle le fournisseur chinois d'équipements réseau, H3C, vient de dévoiler son routeur Magic BE18000. Cette norme ne devrait cependant pas être finalisée avant 2024.
Le WiFi 7 ou 802.11be est la technologie sur laquelle travaille actuellement l'Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE). Elle promet des vitesses de 46 Gbps, soit une rapidité cinq fois supérieure à celle de la WiFi 6, ainsi qu'une latence réduite. Également connue sous le nom de « extremely high throughput », elle devrait offrir une meilleure efficacité spectrale et énergétique, une plus grande densité de capacité, un meilleur rapport coût-efficacité et atténuer les interférences. Alors que les ingénieurs de l'IEEE semblaient être à court de moyens pour améliorer le WiFi, ils ont apporté plusieurs améliorations et combinaisons de techniques afin d'offrir, non seulement une augmentation progressive, mais aussi un bond significatif des performances et une réduction de la latence.
Comment fonctionne le WiFi 7 ?
La proposition WiFi 7 double la taille maximale des canaux de 160 MHz à 320 MHz, ce qui a pour effet de multiplier par deux le débit. Elle offre également une certaine souplesse, de sorte qu'un réseau peut fonctionner soit avec deux ensembles de canaux de 160 MHz, soit avec un seul canal de 320 MHz, en fonction des besoins de l'application. Le WiFi 7 fait, en outre, passer le nombre de flux spatiaux de huit à 16, ce qui double également le débit. La technologie MU-MIMO (multiple-user, multiple-input, multiple-output) divise la bande passante disponible en flux séparés qui se partagent la connexion de manière égale. Elle réduit ainsi la congestion lorsque plusieurs points d'extrémité tentent d'accéder au réseau sans fil en même temps. Parallèlement, le MU-MIMO prend en charge la fonctionnalité bidirectionnelle, de sorte que le routeur accepte et envoie des données simultanément. (Pour le WiFi 5, MU-MIMO était limité aux transmissions en liaison descendante).
Fonctionnement multi-link (MLO) et multi-AP
L'augmentation de la modulation d'amplitude quadratique (QAM) de 1024-QAM à 4096-QAM devrait augmenter de 20 % le débit. C'est ainsi que l'on passe de 9,6 Mbps en WiFi 6 à 46 Mbps en WiFi 7.
Avec le MLO (fonctionnement multi-link) les appareils émettent et reçoivent simultanément sur toutes les bandes (2,4 GHz, 5 GHz et 6 GHz) et tous les canaux disponibles. Ce qui améliore les performances, réduit la latence et renforce la fiabilité. Les flux de données sont pré-affectés à des canaux spécifiques en fonction des exigences des applications ou des appareils, notamment dans les environnements IoT ou IIoT. De même, le réseau peut être configuré pour sélectionner dynamiquement la bande de fréquences qui présente la plus faible congestion en temps réel et envoyer les données sur ce canal.
Dans les normes WiFi antérieures, chaque point d'accès agissait indépendamment en acceptant les demandes de connexion des points d'extrémité et en acheminant le trafic vers ces derniers. Le fonctionnement multi-AP crée une configuration de type maillé dans laquelle les routeurs sans fil voisins travaillent en coordination pour améliorer l'utilisation du spectre et des ressources. Il peut être programmé de sorte qu'un ensemble de points d'accès forme un sous-système dans lequel l'accès aux canaux et les programmes de transmission sont étroitement coordonnés.
Réseau sensible au temps (TSN) et faible latence
Le WiFi 7 prend en charge le TSN, une norme IEEE qui fournit une faible latence et une fiabilité accrue. Cette technologie, conçue à l'origine pour réduire la mise en mémoire tampon, la latence et la gigue dans les réseaux Ethernet, utilise la programmation temporelle pour garantir la livraison fiable des paquets dans les applications en temps réel, à l'instar de l'IdO ou l'IIOT.
Grâce à l'accès multiple par répartition en fréquence orthogonale (OFDMA) les points d'accès communiquent simultanément avec plusieurs clients en attribuant des unités de ressources à chacun d'entre eux. Le Multi-RU augmente l'efficacité du spectre en veillant à ce que le trafic évite les interférences sur les canaux encombrés. La combinaison des technologies citées précédemment diminuera la latence de sorte que le WiFi 7 prendra en charge des usages nécessitant du temps réel tels que l'AR/VR et l'IoT. La latence sera également plus déterministe, ce qui signifie qu'elle ne connaîtra pas de pics au-delà d'une certaine limite. Une obligation pour certaines applications d'automatisation industrielle qui ne peuvent tolérer de grandes variations de latence.
Avantages du WiFi 7
Si le WiFi 5 suffit pour toutes les applications, sauf les plus gourmandes en bande passante, les charges de trafic sans fil risquent de continuer à augmenter au fil du temps, notamment à mesure que les organisations enclenchent leur transformation numérique. Les processus d'entreprise, autrefois exécutés manuellement, s'automatisent, notamment grâce au cloud. De même, la quantité de données à déplacer sur le réseau sans fil augmente de façon exponentielle. Par ailleurs, la transformation numérique induit des processus métier de plus en plus complexes et interconnectés. Les données circulent dans des environnements de cloud hybrides, une fonction métier spécifique couvre plusieurs applications, les analyses de données sont de plus en plus répandues dans l'entreprise et les plateformes de collaboration vidéo deviennent la norme.
Finalement, le WiFi 7 est conçu pour s'adapter à l'augmentation du trafic engendré par la transformation numérique ainsi que pour prendre en charge des applications spécifiques qui nécessitent une latence déterministe, des niveaux élevés de fiabilité et de qualité de service. À l'instar d'applications d'automatisation industrielle, de surveillance, de contrôle à distance, de réalité augmentée et virtuelle ou de vidéo. En outre, la norme WiFi 7 et la 5G fonctionneront ensemble dans les scénarios de déploiement en Edge computing, les infrastructures cloud et les réseaux sans fil privés.
Remplacera-t-il Ethernet ?
Dans certaines situations spécifiques, le WiFi 7 pourrait remplacer l'Ethernet filaire. Par exemple dans le cas d'un bureau entièrement sans fil et complètement débranché. En outre, si sa vitesse théorique maximale est de 46 Gbps, d'autres estimations font état de vitesses réelles beaucoup plus faibles (environ 6 Gbps), ce qui reste cependant nettement plus rapide que le Gigabit Ethernet, même sur le 10 GbE commence à se répandre sur les postes de travail.
Bien entendu, dans les réseaux sans fil, la bande passante est partagée entre les points d'extrémité, alors que l'Ethernet peut fournir des circuits dédiés de l'ordre du gigabit à chaque point d'extrémité. Mais là encore, les réseaux sans fil utilisent de multiples antennes et flux, et le WiFi 7 est conçu pour permettre le maillage de plusieurs points d'accès, de sorte qu'au minimum, l'analyse de ses performances réelles est à la fois nécessaire et extrêmement complexe. Selon Alan Hsu, vice-président et directeur général du fabricant de puces taïwanais MediaTek, « C'est la première fois que le WiFi fait figure de véritable substitut au câble Ethernet pour les applications à très haut débit. »
MediaTek a réalisé une démonstration du WiFi 7 en janvier 2022 et la société a prédit que des puces spécifiques seraient livrées dès l'année prochaine, avant même que la norme ne soit ratifiée. D'autres grands fabricants de semi-conducteurs, comme Qualcomm sont également dans la course au WiFi 7. La société fournit en effet le composant réseau du routeur d'H3C. Mario Morales, vice-président du groupe IDC, déclare : « Les avancées de cette norme en termes de largeur de canal, de QAM et de fonctionnalités telles que l'opération multi-link (MLO) la rendront très attrayante pour les terminaux. Notamment les smartphones, les PC, les équipements grand public et les secteurs tels que le commerce de détail et l'industrie ».
WiFi 7 et Ethernet : coexister est-il possible ?
Il est encore trop tôt pour savoir si le WiFi 7 remplacera effectivement Ethernet comme norme de connectivité des réseaux locaux d'entreprise. Si sur le papier, il semble remplir toutes les conditions, l'inertie est une force puissante et les équipes informatiques ont des priorités plus pressantes que de remplacer l'Ethernet. Toutefois, il existe des cas d'utilisation spécifiques, tels que l'IoT, l'automatisation industrielle, les scénarios d'implantation de succursales/grands bureaux ou de vente au détail/industrielle, où le WiFi 7 pourrait permettre un déploiement plus rapide et plus facile.
Étant donné que de nombreux services informatiques ont déjà ajouté un réseau sans fil au réseau local préexistant afin d'assurer la mobilité des employés, les deux technologies pourraient en revanche coexister dans un scénario où le WiFi serait le réseau principal et l'Ethernet le réseau de secours. Par ailleurs, selon le groupe Dell'Oro, en dépit de la rapidité de la norme WiFi 7, les livraisons de matériel Ethernet 400 Gigabit (câbles, commutateurs) ont doublé en 2021. Cette technologie devrait en outre atteindre des vitesses de 800 G, voire de 1 Téraoctet d'ici à 2030. Ainsi, bien que le WiFi concurrence l'Ethernet au niveau de la couche d'accès, ce dernier reste fermement ancré dans les centres de données des entreprises et des hyperscalers.
Quels choix pour les entreprises ?
Alors que la standardisation du WiFi 7 devrait arriver trois ans après celle du WiFi 6E, les entreprises examinent de près leurs cycles de rafraîchissement afin de déterminer leur stratégie. À noter, que selon IDC, le WiFi 6 représentait 60 % du total des unités livrées en 2021, tandis que les ventes de WiFi 5 représentaient la majeure partie du reste. Cela implique que de nombreuses entreprises se sont engagées dans le WiFi 6, et que beaucoup d'autres sont encore en train de construire leurs réseaux WiFi 5.
La route vers le WiFi 7
Cette norme n'est que la dernière d'une longue série de standards WiFi qui ont progressivement permis la mise en place de réseaux sans fil plus rapides, plus sûrs et plus fiables. Voici une brève description des dernières en date :
Le WiFi 5, sorti en 2014, plafonne à 3,5 Gbps, suffisant pour les réseaux domestiques, les succursales et de nombreux scénarios d'entreprise.
Certifié par la WiFi Alliance en 2019, le WiFi 6 offre une vitesse de débit théorique maximale de 9,6 Gbps et est conçu pour les environnements denses comme les stades, les centres commerciaux et les grands bureaux. Il peut également être déployé dans les environnements IoT.
Extension WiFi 6 en 2021, la norme WiFi 6E offre la même vitesse, mais tire parti d'un spectre sans fil précédemment indisponible dans la bande 6 afin d'offrir de meilleures performances, car il n'y a pas d'interférence des applications préexistantes qui se disputent la même bande passante. Le 6E est destiné aux applications émergentes comme la réalité virtuelle ou augmentée et la vidéo 4K/8K.
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