Le Wi-Fi dans nos murs - Dossier du Vendredi #2


Le 3 avril 2010, Apple vend pour la première fois son célèbre Ipad, équipé alors uniquement d’une connexion Wi-Fi. À l’époque, se connecter sans fil à Internet via un appareil mobile était une révolution, bien que la plupart des foyers étaient déjà équipés d’une connexion Internet sans fil. Imagine devoir être obligatoirement assis devant le bureau sur lequel était posé le volumineux ordinateur pour accéder à Internet, alors qu’aujourd’hui, on emporte notre smartphone partout : dans la chambre, le salon, le jardin… même aux toillettes !

La révolution Wi-Fi

Internet, c’est une toile de milliards d’ordinateurs, tablettes, téléphones et autres appareils interconnectés. Certains de ces ordinateurs sont les hôtes de tes applications et sites préférés, comme YouTube, Tik Tok, Instagram, Twitch, Wikipédia et Google. Pour y accéder, tu as besoin d’une connexion Internet. Il y a vingt ans, tu aurais eu besoin d’un câble directement connecté à la prise téléphonique de ta maison. Ce câble te permettait d’échanger des données sous forme de signaux électromagnétiques binaires (les fameux 0 et 1) avec le reste du monde : de maisons en quartiers, de villes en pays, ces câbles, appelés fibres optiques, traversent les océans pour connecter entre eux les utilisateurs de tous les continents.

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Le schéma ci-dessus montre comment les connexions Wi-Fi des maisons sont agrégées via des connexions filaires vers des noeuds de plus grande ampleur, reliant ainsi les quartiers, villes, pays et milliards d’utilisateurs entre eux. Le Wi-Fi ne concerne que les appareils au sein d’une maison.

 

Aujourd’hui, si les câbles servent encore à relier les gros points relais, ils s’arrêtent la plupart du temps aux points d’accès Wi-Fi individuels des maisons, qui elles, sont donc équipées du Wi-Fi. Ce point d’accès Wi-Fi n’est autre que l’appareil installé par ton fournisseur d’accès Internet.

Le Wi-Fi, comment ça marche ?

Pour diffuser des informations sans fil, de la même manière que la radio, le Wi-Fi utilise des ondes électromagnétiques. Tout comme une onde sonore, les ondes électromagnétiques ont des fréquences, et celles du Wi-Fi se situent à 2.4 GHz et 5 GHz. La radio, quant à elle, utilise des fréquences aux environs de 100 MHz : les ondes Wi-Fi ont donc des fréquences de 20 à 50 fois plus élevées que celles de la radio. Ces fréquences ont été choisies pour éviter les interférences entre ces deux moyens de communication.

Contrairement à la radio, le Wi-Fi fonctionne à petites distances. La portée d’une antenne Wi-Fi est de quelques dizaines de mètres tout au plus. Ainsi, la puissance des émetteurs Wi-Fi, tels que ceux présents dans ta maison (téléphone, tablette, ordinateur, point d’accès Wi-Fi…) est bien plus faible que celle d’une antenne radio. L’antenne Wi-Fi émet une puissance de l’ordre de quelques milliWatts, soit une puissance équivalente à un millionième de celle d’un four à micro-ondes moderne.

 

Pourquoi mon Wi-Fi est parfois lent ?

Une autre différence avec la radio réside dans le fait qu’une connexion Wi-Fi est caractérisée par un débit. C’est le débit de ta connexion Internet qui est responsable de la vitesse de téléchargement dans ta maison. Le débit, c’est la quantité d’information que les ondes Wi-Fi transportent par seconde ; il se mesure habituellement en Mégabits par seconde (Mbps). Par exemple, le débit moyen d’une connexion Internet aujourd’hui se situe entre 75 et 200 Mbps, alors qu’en 2010, à la sortie du premier IPad, un débit de 20 Mbps était remarquable.

En pratique, une vidéo YouTube en haute qualité (4K) est émise avec un débit d’environ 20 Mbps. Ainsi, si ta maison est équipée d’une connexion à 80 Mbps, quatre appareils peuvent télécharger en même temps des vidéos YouTube, et chaque membre de la famille peut profiter de son contenu préféré.

Attention, inutile d’interdire à ta petite soeur de jouer à Minecraft pendant que tu surfes sur Tik Tok ! Ce n’est pas uniquement le nombre d’appareils connectés qui compte pour l’utilisation du débit, mais aussi la nature de l’utilisation. Par exemple, une recherche Google ou des messages Whatsapp ne nécessitent pas le même débit (le même nombre de Mbps) que du streaming en vidéo. Malheureusement, certains obstacles peuvent quand même diminuer le débit effectif du Wi-Fi reçu sur un appareil :

 

1.    La distance par rapport au point d’accès Wi-Fi

Au plus proche du point d’accès se trouve ton appareil, au meilleur sera le débit. Imagine une personne qui te parle, tu l’entendras mieux si tu te trouves juste à côté d’elle que si tu t’en trouves à 100 mètres.

2.    Les murs et les différences d’étage

Les murs et les plafonds sont faits de matériaux denses et peuvent parfois contenir une armature métallique. Ces obstacles entravent la propagation des ondes électromagnétiques et diminuent le débit de ton Wi-Fi. Imagine une personne qui te parle depuis le rez-de-chaussée alors que tu es dans ta chambre au premier étage : celle-ci devra crier pour que tu l’entendes.

3.    Les interférences avec les Wi-Fi des voisins

Tout le monde, surtout dans les zones denses (villes, bâtiments d’appartements), est équipé de Wi-Fi chez soi. Toutes ces ondes électromagnétiques qui se chevauchent peuvent “se bousculer” et réduire le débit des utilisateurs. Imagine une personne qui te parle dans une pièce remplie d’autres personnes qui parlent en même temps : pas facile de comprendre ton interlocuteur !

 

Et la 4G alors ?

Le Wi-Fi n’est qu’une manière parmi d’autres de se connecter à Internet. D’un point de vue technique, la 4G et le Wi-Fi sont semblables : il s’agit de transmettre des données sans fil. Par contre, dans le cas de la 4G, l’émetteur ne se situe pas dans ta maison comme le point d’accès Wi-Fi, puisqu’il s’agit des grandes antennes téléphoniques que tu peux croiser le long des routes. La 4G a généralement un débit un peu plus faible qu’une connexion Internet domestique classique.

Les fréquences utilisées par la 4G sont plus éparpillées que celles du Wi-Fi et doivent être réparties entre les différents opérateurs téléphoniques. Certains émetteurs utilisent les plages entre 700 et 800 MHz, d’autres, celles vers 1800 MHz, et les plus élevées vers 2100 MHz ou 2800 MHz. Le terme “4G” indique qu’il s’agit de la quatrième génération de connexion Internet mobile. Tu as peut-être déjà entendu parler de la génération suivante, la 5G, en cours d’installation en Belgique. Celle-ci utilisera des fréquences encore plus hautes, qui peuvent aller jusqu’à 60 GHz, et offrira des débits de plusieurs Gigabits par seconde (Gbps, 1 Gbps équivaut environ à 1000 Mbps). La 5G aura beau déployer de grandes fréquences et des hauts débits, elle aura malheureusement ses faiblesses : plus la fréquence d'une onde est élevée, plus un petit obstacle fin peut l’arrêter. Ainsi, les ondes 5G peuvent être complètement stoppées par une feuille de papier, la pluie, ou la surface de ta peau. Pour remédier à ceci, les émetteurs 5G seront capables de changer de fréquence au besoin, automatiquement, pour une connexion optimale.

Activité : quel est le débit de ta connexion internet ?

Tu peux observer chez toi les variations de débit de ta connexion Wi-Fi ! Comment faire ?

  • À l’aide d’un smartphone ou d’une tablette, télécharge l’application gratuite Speedtest, disponible sur Google Play ou App Store .
  • Place-toi juste à côté de ton point d’accès Wi-Fi et mesure le débit de ta connexion avec l’application, en appuyant simplement sur le bouton “Go” et en lisant le chiffre indiqué sous le quadrant à la fin du test.
  • Répète cette mesure à différents endroits : autres pièces de la maison, balcon, étage, cave, extérieur… que constates-tu ?
  • Partage tes résultats sur la page Facebook de Réjouisciences !

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L’application Speedtest est gratuite Exemple : mesure avec Speedtest juste à côté du point d’accès (à gauche) et au fond du jardin à 30 mètres (à droite)

Réflexion

Et toi, pourrais-tu te passer du Wi-Fi ou du réseau mobile ? Combien de tes activités quotidiennes ont besoin d’Internet pour fonctionner ? Imagine, si demain, par magie, tu n’avais plus accès à Internet, à quoi ressemblerait ta journée ? Grande catastrophe ou petits bonheurs retrouvés ? Exprime-toi sur la page Facebook de Réjouisciences !



Dossier préparé par les "YoungMinds" de Liège. 

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