Solutions Wi-Fi

Le Wi-Fi offre aux individus la possibilité de se dissocier de leurs appareils : grâce à lui, ils peuvent se connecter aux réseaux et à Internet sans être rattachés à un port Ethernet. À l’échelle mondiale, plus de 9 milliards d’appareils compatibles Wi-Fi sont actuellement utilisés.

Wi-Fi : résumé

As new wireless standards—IEEE 802.11ax (Wi-Fi 6) and its extension, Wi-Fi 6E—move into the mainstream to support faster connections for many more devices at once, the number of wireless devices will continue to grow.

Wi-Fi est le nom donné aux protocoles sans fil IEEE 802.11, lancés pour la première fois en 1997. Ils spécifient ce qui est nécessaire pour implémenter des réseaux LAN sans fil et y connecter des périphériques de point de terminaison. Cette technologie exploite le spectre inutilisé dans la bande UHF, ainsi que les bandes sans licence 900 MHz, 2,4 GHz, 5 GHz et 60 GHz. (In the United States, the 6 GHz band was recently added to the list of unlicensed bands as part of WiFi 6E.) Each band utilizes different IEEE 802.11 technology for a unique purpose.

Au fil des ans et des mises à jour de IEEE 802.11, la norme s’est continuellement améliorée. Chaque génération apporte davantage de vitesse, une latence plus faible et une meilleure expérience utilisateur.


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  • Évolution de la technologie sans fil
  • Commutateur PoE
  • Boîtiers de zone
  • Commutateur d’agrégation
  • Points d'accès
  • Défis
  • Considérations
Le Wi-Fi fait ses débuts en 1997, avec des vitesses de données de 2 Mb s dans les bandes sans licence de 2,4 GHz et 5 GHz. C'est à cette époque que le comité IEEE 802.11 est créé pour définir des normes pour les réseaux locaux sans fil (WLAN). La plupart des appareils utilisent alors la bande 2,4 GHz pour minimiser la complexité des circuits et maximiser la portée du WLAN.

En raison de l'augmentation du nombre d’utilisateurs et d’appareils utilisant des WLAN, des avancées Wi-Fi étaient nécessaires. Il fallut initialement ajouter des fonctionnalités supplémentaires et augmenter la distance de couverture pour prendre en charge des vitesses supérieures et de nouveaux schémas de modulation (comme le multiplexage orthogonal par répartition en fréquence [OFDM]).

Avec l’utilisation croissante de la bande sans licence, le débit ralentit, imposant le constat de la nécessité d’améliorer l’efficacité de la communication entre émetteurs-récepteurs (MIMO) et l'utilisation de la bande 5 GHz. L’évolution est particulièrement visible dans la conception des routeurs sans fil. La liste des technologies prises en charge débute avec IEEE 802.11a et 802.11b et prend désormais en charge IEEE 802.11g, 802.11n, 802.11ac et 802.11ax. La convention de dénomination de la Wi-Fi Alliance utilise Wi-Fi 4, Wi-Fi 5 et Wi-Fi 6 pour identifier les équipements et les appareils compatibles avec ces technologies.

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

Les nouvelles normes Wi-Fi deviendront essentielles à mesure que les connexions sans fil et les besoins en bande passante continueront 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. Ceux-ci se connecteront tous à un réseau à la minute où cette personne franchira 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 notifications sur les réseaux sociaux et se synchronisent avec le stockage basé sur le cloud. En conséquence, selon Dell’Oro, les utilisateurs actifs de réseau local sans fil surpassent les utilisateurs de réseau local câblé.

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 bâtiment se connectent tous aux réseaux pour transférer et recevoir des données et ajuster les performances en temps réel.

Cette augmentation du nombre d’utilisateurs de réseaux et de périphériques sans fil nécessite également davantage de points d’accès sans fil (WAP). (Ces appareils se connectent également aux réseaux d’entreprise.)

Autres technologies Wi-Fi

En cours de route, d’autres technologies Wi-Fi ont été ajoutées pour répondre aux besoins WLAN et prendre en charge les applications avec de faibles débits de données sur les longues distances et des débits de données élevés à courte distance.

En 2014, la connectivité longue distance dans la bande Sub-1 GHz a été ajoutée. L'exploitatition du spectre inutilisé dans la bande de télévision UHF est IEEE 802.11af (White-Fi), suivie de IEEE 802.11ah (HaLow) dans la bande 915 MHz sans licence. Ces deux technologies fournissent une connectivité WLAN avec plusieurs centaines de mégabits de débit à des distances allant jusqu’à 1 km.

En 2016, une connectivité court-courrier et haut débit a été ajoutée dans la gamme 60 GHz. IEEE 802.11ad (WiGig) offrait un débit de 6,7 Gbit/s. Des améliorations de cette technologie ont été ajoutées dans IEEE 802.11ay (Next-Generation 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 2,4 GHz et 5 GHz pour un débit extrêmement élevé (EHT) autour de 25 Gb/s et jouera un rôle de solution possible pour le déchargement 5G dans les bâtiments. La technologie contenue dans IEE 802.11ay, 802.11ad et 802.11ax répond aux initiatives de l’UIT 2020. Les initiatives de l’UIT sont un ensemble d’exigences données aux développeurs de technologies d’accès radio qui définissent les technologies 5G.

 

Le commutateur PoE peut être situé dans un emplacement central à chaque étage dans une salle de télécommunications (TR) et est décrit comme un cadre de distribution intermédiaire (IDF) qui relie le câble à un individu

WAPs répartis dans tout le plafond. Alternativement, des commutateurs PoE plus petits (généralement à 8 ports) peuvent être répartis dans tout le plafond. Le commutateur PoE est la dernière connexion filaire d’alimentation et de données aux points d’accès sans fil. La longueur maximale du câblage en cuivre à partir d'un commutateur PoE est de 100 m, conformément à la longueur maximale prise en charge par les limites de canal TIA. La puissance maximale du commutateur PoE est déterminée par le type d’alimentation que le commutateur peut fournir et la puissance requise nécessaire au WAP. Pour maximiser la puissance et la livraison de données, le câblage de catégorie 6A est fortement recommandé.

 

Câbles Configurations de câbles Ethernet Belden Cat 6A Belden Catégorie 6A REVConnect Catégorie 6A Jacks Belden cuivre chat et RJ45 jacks La connectivité REVConnect de Belden et le punchdown standard dans KeyConnect

 

Pour faciliter le déploiement d’un câblage structuré dans le plafond, des boîtiers de zones peuvent être utilisés pour le raccordement des câbles. Le raccordement des câbles en plafond se compose de câblages horizontaux étirés vers des boîtiers de zone. Dans ces boîtiers de zone se trouvent des panneaux avec des prises REVConnect remplies ou des coupleurs.

 

Les assemblys sont déployés à partir de ces panneaux Zone Box vers les points d’accès sans fil. Le déploiement initial peut être rendu encore plus rapide à l’aide de câbles pré-connectorisés. Un Smart Building requiert souvent des modifications, des déplacements et des ajouts. Dans ce cas de figure, seul l’assemblage allant du boîtier de zone vers le nouvel emplacement WAP devrait être modifié.

Un commutateur d'agrégation (également appelé commutateur de distribution) est un maillon important reliant le commutateur PoE et le cloud. Le commutateur d’agrégation garantit que les paquets sont correctement acheminés entre les WAP au sein de l’entreprise et vers des adresses externes. Les connexions entre le commutateur PoE et le commutateur d'agrégation possèdent un débit de données plus élevé que celui que le câblage en cuivre peut fournir (y compris sur des distances plus longues) qui nécessitent un câblage en fibre multimode.

 

L’infrastructure de plafond de câblage en grille peut être prise en charge par une méthodologie traditionnelle, tandis qu’une prise de zone de travail contenant une prise jack est connectée au WAP avec un patch

Le câblage pour connecter les données et l’alimentation au WAP dans le Smart Building s’est déplacé au plafond. L'espace d'air situé dans le plafond est généralement rattaché à l'espace d'air du bâtiment. C'est pour cette raison qu'il est nécessaire de s'assurer que le câblage et les composants connectés au WAP sont adaptés à une utilisation en plénum. Pour le câblage, il doit être classé CMP et pour les composants, il doit être classé UL 2043.cord. Une méthodologie plus récente est possible alors que le câblage horizontal (à partir de la Zone Box ou IDF) est terminé par une fiche (ou Flex-Plug) et directement connecté au WAP. Les deux méthodes sont reconnues selon les normes et le choix de la méthode la mieux adaptée dépend entièrement du concepteur du système.

Le déploiement sans fil est confronté à plusieurs défis. Les interférences peuvent entraîner des ralentissements et des temps d’arrêt susceptibles d'impacter les performances des appareils connectés. Bien que les interférences soient parfois dues à des facteurs externes, elles peuvent également être causées par une infrastructure de câblage mal conçue ou défectueuse. Le Wi-Fi est une technologie sans fil, mais l’infrastructure câblée joue un rôle crucial dans le déploiement réussi du réseau. Si l’infrastructure de câblage ne fonctionne pas correctement, le Wi-Fi peut être inégal, se connecter et se déconnecter de manière inattendue ou tomber en panne.

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


Le « bruit » d’interférence
RF 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 fonctionnant à des vitesses différentes). Ce bruit peut avoir un impact sur les performances des câbles et de la connectivité sans fil, la transmission de données et le trafic réseau. Les niveaux inférieurs de catégorie de câblage 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 de 100 m dans les applications haute densité) de liaisons montantes Wi-Fi et Ethernet multi-Gigabit de 1 à 10G.

Le système Belden REVConnect® 10GXW offre un équilibre exceptionnel avec des niveaux TCL et ELTCTL supérieurs, ce qui se traduit par une immunité au bruit supérieure essentielle à l’optimisation des performances du réseau sans fil dans le bâtiment. En d'autres termes, les signaux de données atteindront les terminaux sans rencontrer de problèmes de fiabilité tels que des ralentissements ou des temps d'arrêt.


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 à des endroits où l’alimentation n’est pas facilement accessible (plafonds, en hauteur sur les murs, plénums).

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

Au regard des autres choix 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 celle de Cat 6, offrant la puissance la plus efficace pour minimiser le gaspillage d'énergie.  

Génération de chaleur
Étant donné que l’énergie est transportée via un câble Ethernet dans la plupart des applications Wi-Fi, il est possible que de la chaleur supplémentaire soit générée. Lorsque les câbles sont regroupés, la chaleur peut s’accumuler davantage et avoir un impact négatif sur les performances des câbles. Le câble Belden 10GXS Cat 6A gère efficacement la chaleur supplémentaire tout en maintenant des performances complètes de 100 m.C’est le seul câble Cat 6A qui répond à cette norme. (REMARQUE : Certains câbles passent rapidement à 85 m si l’augmentation de température est trop élevée.)

Direct Connect (MPTL)
De nombreux appareils sans fil et IoT sont aujourd'hui installés au-dessus du plafond ou sur les murs à des fins pratiques et esthétiques, ce qui requiert un changement dans les méthodes traditionnelles de connexion réseau. La topologie MPTL (Modular Plug Ended Link) – aussi appelée à « connexion directe », permet d'avoir une prise RJ45 capable de se connecter directement à un périphique à l'une des extrémités du câble horizontal.Cela simplifie le temps et le coût d’installation, augmente la sécurité, offre un résultat épuré et convient aux applications plénum.

Supporting MPTL topology, REVConnect Connectivity products use a single termination process for every application offering a complete connectivity solution for Cat 5e, 6 and 6A shielded and unshielded cable, allowing you to switch from a jack to a plug—or vice versa—without having to re-terminate.

Conformité plénum
Étant donné que bon nombre d'appareils se connectent au-dessus du plafond, les prises et les cordons de raccordement utilisés dans ces applications doivent maintenant être adaptés à une utilisation en plénum. Les systèmes de connectivité REVConnect de Belden sont classés UL 2043 pour les espaces plénum afin de vous offrir la tranquillité d'une connectivité sécurisée, quel que soit l’emplacement de l’appareil.

Il n’existe pas de réseau « entièrement sans fil ». L’infrastructure Wi-Fi doit se reconnecter à un réseau câblé haute performance et sécurisé. La technologie sans-fil nécessite simplement un système de câblage plus performant. Tout système sans fil dépend en réalité d'une infrastructure câblée qui doit prendre en charge les technologies sans fil émergentes et les points d’accès sans fil, les petites cellules et autres périphériques de point de terminaison.  La performance d'un réseau sans fil d’entreprise dépend de la qualité de son infrastructure de câblage (couche 0). À mesure que l’installation de points d’accès et de petites cellules augmentera pour améliorer la couverture sans fil, la quantité de câblage de voie nécessaire pour prendre en charge une capacité réseau accrue augmentera également. 

Pour éliminer les préoccupations concernant les temps d’arrêt, les connexions inégales ou les services sans fil peu fiables, comment pouvez-vous décider du type de base du système de câblage dont vous avez besoin pour prendre en charge la technologie sans fil émergente?

Tenez compte des éléments suivants :

Le système prendra-t-il en charge la technologie sans fil émergente et les points d’accès sans fil (en particulier les appareils 802.11ac Wave 2 et Wi-Fi 6)?

Les points d’accès sans fil de nouvelle génération ont des demandes Ethernet supérieures à 1000BASE-T, nécessitant 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 périphériques au réseau.

What will happen if wireless connectivity goes down due to a cable or connectivity issue—or if a network-connected security system fails?

Most wireless applications can afford very little—if any—downtime requiring cable & connectivity to ensure 24/7 reliability.

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

L'alimentation électrique par câble Ethernet (Power over Ethernet) s’appuie sur un câblage Cat 6A équilibré à 4 paires et à paires torsadées et permet de meilleures performances en raison de sa capacité à réduire la résistance et le gaspillage d’énergie.