Solutions Wi-Fi

Le Wi-Fi a débuté en 1997 avec des vitesses de données de 2  Mb/s dans les bandes de 2,4 GHz et 5 GHz sans licence. À cette époque, le comité 802.11 de l'IEEE a été créé pour définir les normes des réseaux locaux sans fil (WLAN). La plupart des appareils utilisaient la bande de 2,4 GHz pour minimiser la complexité des circuits et maximiser la portée du WLAN.

À mesure qu'un nombre croissant d'utilisateurs et de dispositifs utilisaient les réseaux locaux sans fil, des progrès en matière de Wi-Fi étaient nécessaires. Au départ, il était nécessaire d'ajouter des fonctionnalités et une couverture de distance pour prendre en charge des vitesses plus élevées et de nouveaux schémas de modulation (comme le multiplexage par répartition en fréquence orthogonale [OFDM]).

Avec l'utilisation croissante de la bande sans licence, le débit est devenu plus lent, d'où la nécessité d'améliorer l'efficacité des communications entre émetteurs-récepteurs (entrées multiples, sorties multiples [MIMO]) et d'utiliser davantage la bande de 5 GHz. L'évolution est particulièrement visible dans la conception des routeurs sans fil ; la liste des technologies prises en charge a commencé avec les technologies 802.11a et 802. 11b de l'IEEE et prend maintenant en charge les technologies 802.11g, 802.11n, 802.11ac et 802.11ax de l'IEEE. La convention de dénomination de la Wi-Fi Alliance utilise les termes Wi-Fi 4, Wi-Fi 5 et Wi-Fi 6 pour identifier les équipements et dispositifs compatibles avec ces technologies.

Récemment, aux États-Unis, un nouveau spectre sans licence s'est ouvert dans la bande de 6 GHz. Cette bande est quatre fois plus large que celles de 2, 4 et 5 GHz combinées. L'objectif de cette nouvelle bande est de permettre à la 802.11ax de l'IEEE de prospérer dans une bande de fréquences non encombrée sans avoir à être rétrocompatible avec les technologies précédentes.  La norme qui intègre les 6 GHz sera appelée « Wi-Fi 6E » (le « E » signifiant « étendu »).

Les nouvelles normes Wi-Fi seront déterminantes, car les connexions sans fil et les besoins en matière de largeur de bande ne cessent de croître. Aujourd'hui, l'utilisateur moyen emporte jusqu'à trois appareils avec lui partout où il va : un smartphone, une tablette et une smartwatch, par exemple. Tous ces appareils se connectent à un réseau dès que cette personne franchit les portes d'un bâtiment (ou même à l'extérieur). Ces appareils téléchargent en permanence des mises à jour, reçoivent des e-mails et des mises à jour de médias sociaux, et se synchronisent avec le stockage en cloud. En conséquence, selon M. Dell'Oro, les utilisateurs actifs de réseaux LAN sans fil dépassent les utilisateurs de réseaux LAN câblés.

De plus en plus d'appareils se connectent également aux réseaux d'entreprise grâce à l'Internet des objets (IoT). Les téléphones VoIP, les caméras de surveillance IP, les systèmes d'éclairage et les commandes de bâtiments se connectent tous aux réseaux pour transférer des données, recevoir des données et ajuster les performances en temps réel.

Cette augmentation du nombre d'utilisateurs du réseau et de dispositifs sans fil nécessite également un plus grand nombre de points d'accès sans fil (WAP). (Ces appareils se connectent également aux réseaux d'entreprise).

Autres technologies Wi-Fi

Au fil du temps, d'autres technologies Wi-Fi ont été ajoutées pour répondre aux besoins liés aux réseaux locaux sans fil et prendre en charge les applications nécessitant des débits de données faibles sur de longues distances et des débits de données élevés sur de courtes distances.

En 2014, la connectivité longue distance dans la bande sous-1 GHz a été ajoutée. Le 802.11af (White-Fi) de l'IEEE utilise le spectre inutilisé de la bande de télévision UHF, suivi du 802.11ah (HaLow) de l'IEEE dans la bande sans licence de 915 MHz. Ces deux technologies offrent une connectivité WLAN avec un débit de plusieurs centaines de mégabits à des distances allant jusqu'à 1 km.

En 2016, la connectivité à haut débit et à courte distance a été ajoutée dans la plage de 60 GHz. Le 802.11ad (WiGig) de l'EEE offrait un débit de 6,7 Gb/s. Des améliorations ont été apportées à cette technologie dans la version 802.11ay de l'IEEE (Nouvelle génération ou NG), offrant jusqu'à plus de 20 Gb/s de débit et remplaçant la technologie 802.11ad.

L'avenir du Wi-Fi continuera de faire progresser l'utilisation des WLAN dans les bandes de fréquences de 2,4 GHz et 5 GHz pour un débit extrêmement élevé (EHT) autour de 25 Gb/s et jouer un rôle en tant que solution possible pour le déchargement 5G à l'intérieur des bâtiments. La technologie contenue dans les 802.11ay, 802.11ad et 802.11ax de l'IEE est conforme aux initiatives 2020 de l'UIT. Le commutateur PoE peut être situé dans un emplacement central à chaque étage dans une salle de télécommunication (TR) et est décrit comme un répartiteur intermédiaire (IDF) qui raccorde le câble à chaque salle de télécommunication.

 

Le commutateur PoE peut être situé dans un emplacement central à chaque étage dans une salle de télécommunication (TR) et est décrit comme un répartiteur intermédiaire (IDF) qui raccorde le câble à chaque salle de télécommunication.

 

Câbles Belden de catégorie 6A Prises REVConnect de catégorie 6A 

 

Pour faciliter le déploiement d'un câblage structuré dans le plafond, des boîtiers de zone peuvent être utilisés pour le raccordement des câbles de l'infrastructure du plafond. Le raccordement des câbles de l'infrastructure du plafond se compose de câblages horizontaux étirés vers des boîtiers de zone. Dans ces boîtiers de zone se trouvent des panneaux équipés de prises REVConnect ou des coupleurs.

 

Les assemblages sont déployés à partir des panneaux des boîtiers de zone vers les points d’accès sans fil. Le déploiement initial peut être rendu encore plus rapide à l’aide de câbles pré-brochés. Sachant qu'un bâtiment intelligent requiert souvent des modifications, des déplacements et des ajouts, en raison de l'évolution de ses besoins, dans ce cas, seul l’assemblage allant du boîtier de zone vers le nouvel emplacement WAP devrait être modifié.

Un commutateur agrégé (également connu sous le nom de commutateur de distribution) est un lien important entre le commutateur PoE et le cloud. Le commutateur de couche agrégée garantit que les paquets sont correctement acheminés entre les WAP au sein de l'entreprise et vers les adresses externes. Les connexions entre le commutateur PoE et le commutateur agrégé ont un débit de données supérieur à celui que peut fournir le câblage en cuivre (y compris sur de plus longues distances), ce qui nécessite un câblage en fibre multimode.

Le déploiement sans fil est confronté à plusieurs défis. Les interférences peuvent nuire à la vitesse et entraîner des temps d'arrêt, ce qui a un impact sur les performances des appareils connectés. Si les interférences peuvent être causées par des facteurs externes, elles peuvent également être dues à une infrastructure de câblage mal conçue et/ou fabriquée. Le Wi-Fi est une technologie sans fil, mais l’infrastructure câblée joue un rôle crucial dans le déploiement réussi du réseau sans fil. Si l'infrastructure de câblage ne fonctionne pas correctement, les performances du Wi-Fi peuvent être irrégulières, se connecter ou se déconnecter de manière inattendue, voire s'arrêter complètement.

Les applications Wi-Fi sont confrontées à des défis supplémentaires. 

Les interférences RF
Le « bruit » est présent dans une grande variété d'environnements – qu'il s'agisse d'une installation industrielle ou d'un environnement de bureau avec un éclairage fluorescent, des câbles d'alimentation ou plusieurs câbles à proximité immédiate fonctionnant à des vitesses différentes). Ces bruits peuvent avoir un impact sur les performances des câbles et de la connectivité sans fil, sur la transmission des données et sur le trafic réseau. Les niveaux inférieurs de câblage de catégorie ne sont pas conçus pour minimiser ce bruit externe (par exemple, Cat 5e). Le câblage Cat 6A est le seul câble conçu pour réduire le bruit externe sans techniques d'atténuation, car il prend en charge la mise en œuvre complète (canaux 100 m dans les applications haute densité) des liaisons montantes Wi-Fi et Ethernet multi-Gigabit de 1 à 10G.

Le système REVConnect® 10GXW de Belden offre un équilibre exceptionnel avec des niveaux TCL et ELTCTL supérieurs, ce qui se traduit par une immunité élevée contre le bruit, essentielle pour optimiser les performances des réseaux sans fil à l'intérieur des bâtiments. En d'autres termes, les signaux de données atteindront les dispositifs des points finaux sans problèmes au niveau de la fiabilité, tels que des vitesses lentes ou des temps d'arrêt.

Alimentation électrique
De nombreux appareils sans fil, en particulier les appareils IoT tels que les caméras et les points d’accès sans fil, nécessitent une transmission de données et une alimentation efficace. Bon nombre de ces appareils doivent être placés dans des endroits où l'alimentation n'est pas facilement accessible (plafonds, hauts murs, plénums, etc.).

Le Power over Ethernet (PoE) transmet les données et l’alimentation via un câble Ethernet standard. Il s’agit d’une technologie de câblage qui vous permet de déployer des appareils n'importe où, même loin des prises électriques. Cette technologie attribue également à chaque appareil connecté une adresse IP dédiée pour la gestion et le contrôle individuels.

Si l'on compare les options de câblage de catégorie pour les applications Wi-Fi, le câble Cat 6A est la meilleure option. Il fonctionne à des fréquences allant jusqu'à 500 MHz, soit deux fois plus que le modèle Cat 6, ce qui permet de délivrer la puissance la plus efficace et de minimiser les pertes. 

Génération de chaleur
Étant donné que l'énergie est transportée sur un câble Ethernet dans la plupart des applications Wi-Fi, une chaleur supplémentaire peut être générée. Lorsque les câbles sont regroupés, l'accumulation de chaleur est plus fréquente, ce qui a un impact négatif sur les performances du câble. Le câble 10GXS Cat 6A de Belden gère efficacement la chaleur supplémentaire tout en maintenant des performances 100 m complètes, et c'est le seul câble Cat 6A qui répond à cette norme. (REMARQUE : certains câbles peuvent rapidement devenir une solution 85 m si l'augmentation de la température est trop importante.)

Direct Connect (MPTL)
De nombreux appareils sans fil et IoT sont désormais installés au-dessus du plafond ou fixés au mur pour des raisons pratiques et esthétiques, ce qui nécessite un changement des méthodes traditionnelles de connexion au réseau. La topologie « lien terminé par connecteur modulaire » (MPTL) (également appelée « connexion directe ») permet au câble horizontal de disposer d'un connecteur RJ45 à une extrémité et de se connecter directement à un appareil, ce qui simplifie le temps et le coût d'installation, augmente la sécurité, crée un produit fini plus propre et prend en charge les applications de plénum.

Prenant en charge la topologie MPTL, les produits de connectivité REVConnect utilisent un seul processus de terminaison pour chaque application offrant une solution de connectivité complète pour les câbles blindés et non blindés Cat 5e, 6 et 6A, vous permettant de passer d'un jack à une fiche (ou vice versa) sans avoir à refaire la terminaison.

Connectivité à conformité plénum
Étant donné que bon nombre d'appareils se connectent au-dessus du plafond, les prises et les rallonges utilisés dans ces applications doivent désormais être adaptées à une utilisation en plénum. Les systèmes de connectivité REVConnect de Belden sont classés UL 2043 pour les espaces de plénum, ce qui vous garantit une connectivité sûre, quel que soit l'emplacement de l'appareil.

Il n'existe pas de réseau « tout sans fil ». L'infrastructure Wi-Fi doit se connecter à un réseau filaire performant et sécurisé. Le sans fil exige un meilleur câblage, car tout système sans fil repose sur une infrastructure câblée qui doit prendre en charge la technologie sans fil émergente ainsi que les points d'accès sans fil, les petites cellules et autres dispositifs d'extrémité.  La performance d'un réseau sans fil d'entreprise dépend de celle de son infrastructure de câblage (couche 0). Au fur et à mesure que l'installation de points d'accès et de petites cellules augmente pour améliorer la couverture sans fil, la quantité de câblage des voies d'accès permettant de prendre en charge la capacité accrue du réseau augmentera en parallèle. 

Lorsque l'on souhaite s'épargner les préoccupations liées aux temps d’arrêt, aux connexions inégales ou aux services sans fil non fiables, comment choisir le bon type de système de câblage capable de prendre en charge les technologies sans fil émergentes ?

Considérez ce qui suit :

Le système prendra-t-il en charge les technologies sans fil et les points d'accès sans fil émergents (notamment les dispositifs 802.11ac Wave 2 et Wi-Fi 6) ?

Les points d'accès sans fil de nouvelle génération ont des exigences Ethernet qui dépassent le 1000BASE-T, ce qui nécessite un système de catégorie 6A.

Le système dispose-t-il de plusieurs liaisons à connecteurs modulaires (MPTL) ?

La fiabilité et la simplicité du système de bout en bout sont essentielles pour connecter les appareils au réseau.

Que se passera-t-il si la connectivité sans fil tombe en panne à cause d'un problème lié au câble ou à la connectivité, ou si un système de sécurité connecté au réseau tombe en panne ?

La plupart des applications sans fil ne peuvent se permettre que très peu, voire pas du tout, de temps d'arrêt des câbles et de la connectivité pour garantir la fiabilité 24/7.

S'agit-il d'une application PoE ? (Le système prendra-t-il en charge les appareils gourmands en énergie tels que les caméras de sécurité, le contrôle d'accès et les capteurs du bâtiment) ?

Le PoE repose sur un câblage de la paire Cat 6A de 4 paires torsadées équilibrées pour de meilleures performances en raison de sa capacité à réduire la résistance et le gaspillage d'énergie.