En complément à ce que nous avons étudié dans la partie qui concerne les réseaux de communication sans fils, nous allons tenter de détailler un peu plus l’un de ces réseaux : le WiFi[1]. En effet pour comprendre l’intérêt et l’existence de tels réseaux dans le monde technologique tel que nous le connaissons aujourd’hui, il nous a paru évident d’étendre notre recherche à ceux-là ; qui plus est, le principe fondamental de la transmission des données au sein de ce genre de réseau est le même que celui des télécommandes.

Le WiFi pour Wireless Fidelity ou littéralement « fidélité du sans-fil » est apparu concrètement aux abords des années 1990. C’est une technologie standard d'accès sans fil à des réseaux locaux. Le principe est d'établir des liaisons radio, comme dans le cas de la télécommande, mais cette fois la rapidité entre des terminaux et des bornes reliées aux réseaux Haut Débit est fondamentale : c’est la vitesse de transmission des données qui fait de ce réseau sans fil le plus performant au monde. L'utilisateur peut se connecter à Internet ou au système d'informations de son entreprise et accède à de nombreuses applications reposant sur le transfert de données. Cette technologie a donc une réelle complémentarité avec les réseaux ADSL, autrement dit les réseaux filaires Haut Débit, les réseaux d'entreprise ou encore les réseaux mobiles comme GPRS/UMTS. Ci-dessous on pourra visualiser les deux différents modes d’utilisation du WiFi : infrastructure ou BSS ( Basic Service Set ) et point à point ou ad hoc ou encore IBSS ( Independent Basic Service Set ).

A l'origine, le WiFi a été conçu pour étendre les réseaux Ethernet des entreprises. Actuellement, cette utilisation reste majoritaire parce que les cartes WiFi sont de plus en plus souvent intégrées dans les ordinateurs portables dont les entreprises s'équipent en grand nombre. Le WiFi est utilisé pour éviter l'installation de câblage dans les immeubles et réduire ainsi les coûts d'infrastructure. Il permet aussi d'étendre le réseau filaire existant pour couvrir des salles de réunion, des bureaux, des entrepôts… avec des performances équivalentes au réseau câblé. Enfin, il autorise la connexion d’utilisateurs de passage. De cette idée de nomadisme au sein d'un bâtiment, est venue assez naturellement l'idée d'étendre l'accès à l'intranet aux personnes se trouvant en dehors de l'entreprise. Bien sûr, le WiFi ne répond pas aux besoins de mobilité complète comme les réseaux mobiles GPRS/UMTS. Mais avec le WiFi, la connexion n'est possible qu'à proximité d'une borne. Ceci dit, une borne WiFi dispose d'une portée de 100 à 150 mètres et donne accès aux données dans un périmètre assez vaste. Malgré tout au bout d’une certaine distance le débit chute brutalement comme le montre le schéma ci-dessous :

Hôtels, gares, aéroports, cafés, centres de conférences, galeries marchandes… sont autant de lieux à très forte fréquentation, appelés Hot Spots. Ils accueillent des utilisateurs (commerciaux, cadres en déplacement ou encore touristes à la recherche d'informations), dont les besoins d'accès Haut Débit sont de plus en plus importants. Avec l'installation de bornes WiFi dans ces lieux de passage, ces nouveaux nomades peuvent accéder depuis leur PC portable ou leur PDA, à leur messagerie, à des sites Internet ou à l'ensemble des applications partagées de leur entreprise avec la même ergonomie qu'au bureau. D’ici à la fin de l’année 2003, plus de 1000 Hots Spots seront installé en France. De plus la norme WiFi étant universelle, aucun problème de compatibilité sera à prévoir.

Le WiFi utilise la norme internationale 802.11 qui s'attache à définir une liaison sans fil utilisant des ondes électromagnétiques, c'est-à-dire :

La couche physique définit la modulation des ondes radioélectriques et les caractéristiques de la signalisation pour la transmission de données, tandis que la couche liaison de données définit l'interface entre le bus de la machine et la couche physique, notamment une méthode d'accès proche de celle utilisée dans le standard Ethernet et les règles de communication entre les différentes stations. Il est notamment possible d'utiliser n'importe quel protocole de communication sur un réseau sans fil WiFi au même titre que sur un réseau Ethernet. On voit ainsi que le WiFi dérive directement des télécommandes, ou plus largement des transmission de données par ondes électromagnétiques.

Les avantages en transmission qu’il possède par rapport aux télécommandes sont nombreux puisqu’ils résident essentiellement dans la bande passante ou débit et la portée. C’est le mode de transmission qui crée ces différences : il est largement amélioré dans plusieurs étapes et surtout dans l’utilisation du découpage de la bande de fréquence appelé technique FHSS, mais la démarche reste la même que lors de l’envoi d’information dans une télécommande. Cette technique FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum, en français étalement de spectre par saut de fréquence ou étalement de spectre par évasion de fréquence) consiste à découper la large bande de fréquence en un minimum de 75 canaux (hops ou sauts d'une largeur de 1MHz), puis de transmettre en utilisant une combinaison de canaux connue de tous les ordinateurs du groupe de travail. Dans la norme 802.11, la bande de fréquence 2.4 - 2.4835 GHz permet de créer 79 canaux de 1 MHz. La transmission se fait ainsi en émettant successivement sur un canal puis sur un autre pendant une courte période de temps (d'environ 400 ms), ce qui permet à un instant donné de transmettre un signal plus facilement reconnaissable sur une fréquence donnée.

L’étalement de spectre par saut de fréquence a originalement été conçu dans un but militaire afin d'empêcher l'écoute des transmissions radio. En effet, un ordinateur ne connaissant pas la combinaison de fréquence à utiliser ne pouvait pas écouter la communication car il lui était impossible dans le temps imparti de localiser la fréquence sur laquelle le signal était émis puis de chercher la nouvelle fréquence.

Aujourd'hui les réseaux locaux utilisant cette technologie sont standards ce qui signifie que la séquence de fréquences utilisées est connue de tous, l'étalement de spectre par saut de fréquence n'assure donc plus cette fonction de sécurisation des échanges. En contrepartie, le FHSS est désormais utilisé dans le standard 802.11 de telle manière à réduire les interférences entre les transmissions des diverses stations d'une cellule. Il existe de plus une autre technique qui réside dans la modulation : L’OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) qui permet d’avoir des débits réels très importants mais que nous ne détaillerons pas ici.

Finalement, on remarquera dans ces quelques lignes concernant le WiFi que pour faire évoluer un système de transmission de données il suffit juste d’améliorer les principales étapes présente dans les circuits électroniques d’une télécommande : modulation, utilisation de la plage de fréquence, amplification…

Les signaux à étudier au départ son exactement les mêmes que ceux utilisés dans la modulation de fréquence.

Le signal à transmettre, S_t(t), en modulation d’amplitude est alors obtenu en utilisant un multiplieur électronique qui a pour coefficient k :

L’amplitude de ce signal est U (1 + m cos(2πft)), avec U= k a₀A. Elle varie entre U_max = (1+ m) et U_min = (1 –m). De ce fait :

C’est ce type de modulation qui était très souvent utilisé pour émettre et recevoir la radio, et c’est encore le cas aujourd’hui avec par exemple pour France Inter qui émet sur la fréquence 162 KHz. C’est la radio AM (Amplitude Modulation) ou GO (Grandes Ondes).

Gamme*	Nom	Fréquence	Longueur d'onde
		0,03 Hz à 0,3 Hz	10 000 000 km à 1 000 000 km
		0,3 Hz à 3 Hz	1 000 000 km à 100 000 km
		3 Hz à 30 Hz	100 000 km à 10 000 km
ELF		30 Hz à 300 Hz	10 000 km à 1 000 km
		300 Hz à 3 kHz	1 000 km à 100 km
VLF	radio (GO)	3 kHz à 30 kHz	100 km à 10 km
LF	radio (GO)	30 kHz à 300 kHz	10 km à 1 km
MF	radio (OM)	300 kHz à 3 MHz	1 km à 100 m
HF	radio (OC), radiotéléphone, CB	3 MHz à 30 MHz	100 m à 10 m
VHF	TV, FM	30 MHz à 300 MHz	10 m à 1 m
UHF	TV, radar & micro-ondes (bandes L, S)	300 MHz à 3 GHz	1 m à 10 cm
SHF	radar & micro-ondes (bandes C, X, K)	3 GHz à 30 GHz	10 cm à 1 cm
EHF	radar & micro-ondes	30 GHz à 300 GHz	1 cm à 1 mm
	infrarouge	300 GHz à 385 000 GHz	1 mm à 0,78 millième de mm
	lumière visible	385 000 GHz à 750 000 GHz	0,78 millième de mm à 0,4 millième de mm
	ultraviolet	750 000 GHz à 6 millions de GHz	0,4 millième de mm à 0,05 millième de mm
	rayons X	6 millions de GHz à 300 milliards de GHz	0,05 millième de mm à 1 milliardième de mm
	rayons gamma	Au-delà de 300 milliards de GHz	En dessous de 1 milliardième de mm

C’est un circuit à N entrées dont une seulement est active et qui délivre sur n sorties (en code binaire ou autre) le numéro de l’entrée.

Airport : Technologie d'Apple permettant de relier des appareils domestiques sans câbles.

Bluetooth : Consortium industriel créé par Nokia, Ericsson, Intel, IBM et Toshiba visant à définir une norme de connexion inter appareils sans câble pour remplacer port irDa infra-rouge et pour faciliter la communication entre téléphones mobiles, appareils photos, ordinateurs portables, communicators et autre produits électroniques.

Bruit : signal perturbateur provoqué par l’environnement capable d’engendrer des erreurs d’interprétation du signal.

Fibres optiques : Guide de lumière très fin constitué de couches cylindriques concentriques. Les couches sont en matériaux diélectriques d’indices de réfraction différents. La couche centrale est appelée cœur et est recouverte par une gaine optique appelée manteau qu’il faut distinguer de la gaine de protection métallique extérieure. Les fibres optiques peuvent transporter de l’informations à très haut débit et supportent les milieux à fortes perturbations électromagnétique.

GSM : (Anglais : Global System Mobiles).
Norme de transmission téléphonique et numérique très répandue en Europe pour les téléphones sans fil. Depuis peu, avec une interface PCMCIA qui permet aux portables de se connecter aux téléphones GSM, il est possible d'envoyer des données. Comme avec un modem, mais en se passant du réseau téléphonique habituel (RTC).

Infrarouge : L’infrarouge est un rayonnement électromagnétique; il possède toutes les propriétés fondamentales de la lumière: propagation, réflexion, réfraction, interférences, diffraction, diffusion, polarisation, etc. Il est situé dans une région spectrale invisible à l’œil humain, entre la lumière et les micro-ondes; ses longueurs d’onde sont supérieures à celles des radiations rouges (l<0,72 mm) et on peut leur fixer une limite supérieure qui est voisine de 0,1 cm. Le domaine de l’infrarouge est divisé en infrarouge proche (0,7 mm<l<3 mm), en infrarouge moyen (3 mm < l<25 mmm) et en infrarouge lointain (au-delà de 25 mm). Cette division très arbitraire est liée au développement des types de détecteurs utilisables et à la nature des matériaux utilisés.

LED : les diodes émettrices de lumière, ou électroluminescentes (D.E.L., en anglais L.E.D.). Ce sont des diodes à base d’arséniure ou de phosphure de gallium (d’autres compositions existent) qui ont une durée de vie pouvant atteindre 40 000 heures et ont une consommation de l’ordre de 10 à 20 mA sous une tension d’une dizaine de volts. La lumière émise par ces composants est très pure (quasi monochromatique).

PDA : Personnal Digital Assistant ou "assistant personnel". Ces petits ordinateurs de poche comme le Palm Pilot sont capables de traiter des fonctions de type agenda, calculatrice, bloc note.... Leur prochain couplage à la téléphonie fera d'eux les outils communiquants du futur.

Rlan : (radio local area network) : réseaux locaux radioélectriques (RLR).

UMTS : (Anglais : Universal Mobile Telecomunications System)
Futur standard pour les télécommunications mobiles.

AGATI, Pierre, Electricité, électronique de commande, de puissance, électrotechnique, Dunod, 2000.

BATTU, Daniel, Télécommunication, Principes, infrastructures et services, Dunod,

GUEULLE, Patrick, Télécommandes, technique et réalisation , Editions techniques et scientifiques françaises, 1999.

KNOERR, R, « Une télécommande 3 canaux par fibres optiques », Electronique pratique n°271, p46 à p54.

REBOUX, A, « Télécommande infrarouge à pic », Electronique pratique n°261, p60 à p68.

TAVERNIER, Cédric, « Télécommande HF universelle », Electronique pratique n°256, p58 à p63.

Les notations en étoile représentent uniquement notre avis personnel sur l’intérêt du sujet, et ne tiennent compte, en aucun cas, du travail réalisé.

http://www.essi.fr/~leroux/transmission/node2.html : cours complet sur les différentes étapes de la transmission. Beaucoup d’informations sur le bruit et la déformation du signal. Site très fourni mais malheureusement encore en construction. (

)

http://www.ac-nice.fr/physique/modulation/modamfm.htm : notions qui sont essentielles à la compréhension de la modulation d’amplitude et de fréquence. Ce site permet de comprendre simplement la démarche de la modulation. (

)

Touche	Octet 1	Octet 2	Octet 3	Octet 4
On /Off	00001010	11110101	11101000	00010111
Son Off	00001010	11110101	11011000	00100111
1	00001010	11110101	10110000	01001111
2	00001010	11110101	01110000	10001111