Normes IEEE 802.11

Amendements ratifiés dans IEEE 802.11-2007

Il existe, à ce jour, 22 amendements à la norme qui ont été ratifiés et publiés par les différents « Task Groups ». En 2007, l’IEEE a consolidé 8 amendements ratifiés avec la norme d’origine, pour former un document unique appelé « IEEE Std 802.11-2007 ».

Ce document incluait :

  • IEEE Std 802.11-1999 (R2003)
  • IEEE Std 802.11a-1999
  • IEEE Std 802.11b-1999
  • IEEE Std 802.11d-2001
  • IEEE Std 802.11g-2003
  • IEEE Std 802.11h-2003
  • IEEE Std 802.11i-2004
  • IEEE Std 802.11j-2004
  • IEEE Std 802.11e-2005

Cette révision intégrait également des corrections, des clarifications et des améliorations.

802.11b-1999

En 1999, le « Task Group b » (TGb) a plublié le « IEEE Std 802.11b-1999 » qui a été amendé et corrigé sous le nom de « IEEE Std 802.11-1999/Cor1-2001 ». Tous les aspects de l’amendement ratifié 802.11b peuvent être retrouvés, maintenant, dans la clause 17 de la norme 802.11-2012.

Le principal objectif était d’atteindre des vitesses supérieures dans la bande des 2,4 GHz ISM. Pour ce faire, les équipements radio 802.11 utilisaient une technique différente d’étalement et de codage appelée « Complementary Code Keying » (CCK) et des méthodes de modulation utilisant les propriétés de la phase du signal RF. Les équipements 802.11 utilisaient une technique d’étalement appelée « Barker Code ». Au final, les équipements radio supportent 1, 2, 5,5 et 11 Mbps. Les systèmes 802.11b sont rétrocompatibles avec les vitesses de 1 Mbps et 2 Mbps du 802.11 DSSS. Les vitesses de 5,5 Mbps et 11 Mbps sont appelées HR-DSSS. Une technologie optionnelle, appelée « Packet Binary Convolutional Code » (PBCC), est également définie dans la Clause 17.

802.11a-1999

L’amendement IEEE Std 802.11a-1999 a été ratifié et approuvé la même année que l’approbation de l’amendement 802.11b. Les ingénieurs du « Task Group a » (TGa) ont travaillé pour définir comment les technologies 802.11 pourraient opérer dans la bande des 5 GHz en utilisant une technologie RF appelée « Orthogonal Frequency Division Multiplexing » (OFDM). Initialement, les radios 802.11a étaient destinées à transmettre dans trois différentes bandes de fréquences de 100 MHz non soumises à licence dans les 5 GHz. Ces trois bandes s’appellent « Unlicensed National Information Infrastructure » (U-NII). Un total de 12 canaux sont disponibles dans la bande U-NII d’origine. Tous les aspects de l’amendement 802.11a se trouvent, maintenant, dans la clause 18 de la norme 802.11-2012.

La bande ISM 2,4 GHz est plus encombrée que la bande des 5 GHz U-NII. les matériels bluetooth, les fours à micro-ondes, les téléphones sans fil et de nombreux autres équipements opèrent dans la bande des 2,4 GHz ISM et sont des sources potentielles d’interférences. De plus, le grand nombre de déploiements WLAN 2,4 GHz a souvent été un problème dans les environnements tels que les immeubles de bureaux accolés.

Un gros avantage des équipements WLAN 802.11a, est qu’ils opèrent dans la bande 5 GHz U-NII moins encombrée. Plus le temps passait et plus la bande U-NII d’origine devenait encombrée. Des organismes de régulation, tel que le FCC, ouvrirent plus de fréquences dans la bande des 5 GHz et l’IEEE adressa ce sujet dans l’amendement 802.11h.

Les radios 802.11a pouvaient transmettre sur les 12 canaux U-NII-1, U-NII-2 et U-NII-3. Cependant, la bande de fréquence et les canaux disponibles dépendent des organismes de régulation de chaque pays. L’objectif de l’amendement était plus l’introduction de la technologie OFDM plutôt que de fournir des vitesses supérieures.

Les radios opérant dans les bandes U-NII 5 GHz sont qualifiés de « Clause 18 devices ». Ces équipements doivent supporter des vitesses de 6, 12 et 24 Mbps, avec un maximum de 54 Mbps. Avec l’utilisation de la technologie « Orthogonal Frequency Division Multiplexing » (OFDM), les vitesses de 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 et 54 Mbps sont supportées dans la majorité des radios des constructeurs.

Si le 802.11a peut coexister dans le même espace radio que les technologies 802.11, 802.11b et 802.11g, il ne peut y avoir aucune communication entre elles, du fait des différences de technologies et de bande de fréquences.

Quand la technologie 802.11a a été ratifiée, il a fallu attendre deux ans avant d’avoir les premiers équipements 802.11a disponibles. Les chipsets qui utilisaient OFDM étaient assez chers. Du fait des délais et des coûts, la diffusion des WLANs 5 GHz en entreprise était rare. La plupart des fabriquants construisent, maintenant, des bornes avec des radios couvrant les deux bandes de fréquences. La majorité des PCs portables fabriqués depuis 2007 utilisent des radios 802.11a/b/g ou 802.11a/b/g/n, ce qui les rend compatibles avec les deux bandes de fréquences. La majorité des réseaux d’entreprises déployés, le sont sur les deux bandes de fréquences simultanément.

802.11g-2003

Les radios 802.11g utilisaient une nouvelle technologie appelée « Extended Rate Physical » (ERP), qui était toujours amenée à transmettre dans la bande ISM de 2,4 GHz à 2,4835 GHz. Tous les aspects de l’amendement 802.11g ayant été ratifiés, sont maintenant disponibles dans la clause 19 de la norme 802.11-2012. Le principal objectif du « Task Group g » (TGg) était d’améliorer la couche physique du 802.11b pour atteindre des débits supérieurs tout en restant compatible avec la couche MAC 802.11. Deux couches physiques ERP (PHYs) obligatoires et deux optionnelles ont été définies dans l’amendement 802.11g.

Les PHYs obligatoires sont ERP-OFDM et ERP-DSSS/CCK. La technologie « Extended Rate Physical OFDM » (ERP-OFDM) permet les vitesses de 6, 9, 12, 18, 24, 36, 48 et 54 Mbps, avec seulement les vitesses de 6, 12 et 24 Mbps requises par l’IEEE. Pour maintenir la compatibilité avec les réseaux 802.11 (DSSS seulement) et 802.11b, une technologie PHY appelée « Extended Rate Physical DSSS » (ERP-DSSS/CCK) est utilisée avec les vitesses de 1, 2, 5,5 et 11 Mbps.

D’un point de vue technique, il n’y a pas de différence entre ERP-DSSS/CCK, DSSS et HR-DSSS. ERP-DSSS/CCK est effectivement la même technologie que DSSS qui est utilisé par les équipements « 802.11 Prime » (clause 16) et que HR-DSSS qui est utilisé par les équipements 802.11b (clause 17). D’un point de vue technique, il n’y a pas de différence, non plus, entre OFDM et ERP-OFDM. La seule différence est la fréquence de transmission. OFDM fait référence aux équipement 802.11a (clause 18) qui transmettent dans la bande des 5 GHz U-NII. ERP-OFDM fait référence aux équipements 802.11g (clause 19) qui transmettent dans la bande des 2,4 GHz ISM.

L’amendement 802.11g définit également deux PHYs optionnels appelés ERP-PBCC et DSSS-OFDM.

Alors que l’amendement 802.11g supporte à la fois ERP-DSSS/CCK et ERP-OFDM, les fabriquants de matériels permettent de configurer les bornes 802.11g dans l’un des trois modes suivants :

  • « B-Only Mode », avec seulement les technologies DSSS, HR-DSSS et ERP-DSSS/CCK activées.
  • « G-Only Mode », avec seulement la technologie ERP-OFDM activée. Le débit agrégé d’une borne avec une vitesse de 54 Mbps, est de 19 à 20 Mbps. Un WLAN « G-Only » est parfois appelé un réseau « Pure G ».
  • « B/G Mode », souvent appelé « Mixed Mode », avec ERP-DSSS/CCK et ERP-OFDM activés. Par conséquent, les client 802.11 DSSS, 802.11b et 802.11g peuvent communiquer avec le point d’accès. Cependant, dès qu’une station 802.11 DSSS ou 802.11b HR-DSSS tente de s’associer, le point d’accès signale à toute sles stations 802.11g d’activer le mode de protection. Bien que le mécanisme de « Protection » permet aux clients 802.11 DSSS, 802.11b et 802.11g de coexister et transmettre des données à leurs vitesses natives, le résultat cumulé est une dégradation significative immédiate du débit. Un point d’accès 802.11b/g avec une vitesse de 54 Mbps verra une baisse du débit agrégé à 20 Mbps, voire 8 Mbps au moment où le mécanisme de protection est activé.

Les technologies ERP-OFDM et ERP-DSSS/CCK peuvent coexister, mais elles ne peuvent pas communiquer ensemble. C’est le mécanisme de protection qui permet aux deux technologies de coexister. Ce mécanisme empêche les radios 802.11b HR-DSSS et 802.11 DSSS de transmettre en même temps que les radios 802.11g (ERP).