Le WiFi, des protocoles à la radio
Normes WiFi et propagation des ondes
Pourquoi une liaison annoncée à 1 201 Mbit/s ralentit-elle derrière un mur ? Générations WiFi, puissance, bruit et obstacles : voici les mécanismes à comprendre, avec des calculs détaillés et leurs hypothèses.
IEEE 802.11 et générations WiFi
Ce que les normes changent dans la liaison radio
Les lettres a, n, ac, ax ou be renvoient aux évolutions de la famille IEEE 802.11. Les noms WiFi 4, 5, 6 et 7 en facilitent la lecture. Chaque génération élargit les possibilités ; les capacités communes à la borne et au terminal déterminent celles qui seront réellement utilisées.
| IEEE / génération | Bandes | Largeur de canal | Repères techniques |
|---|---|---|---|
| 802.11b | 2,4 GHz | Environ 22 MHz | DSSS/CCK ; jusqu’à 11 Mbit/s PHY. |
| 802.11a | 5 GHz | 20 MHz | OFDM, jusqu’à 64-QAM ; 54 Mbit/s PHY. |
| 802.11g | 2,4 GHz | 20 MHz en OFDM | OFDM, jusqu’à 64-QAM ; 54 Mbit/s PHY. |
| 802.11n · WiFi 4 | 2,4 et 5 GHz | 20 ou 40 MHz | MIMO, plusieurs flux spatiaux ; jusqu’à 64-QAM. |
| 802.11ac · WiFi 5 | 5 GHz | 20, 40, 80, 160 MHz ; option 80+80 | Jusqu’à 256-QAM ; MU-MIMO descendant selon équipement. |
| 802.11ax · WiFi 6 | 2,4 et 5 GHz | 20 à 160 MHz selon bande | Jusqu’à 1024-QAM ; OFDMA ; MU-MIMO montant et descendant. |
| 802.11ax · WiFi 6E | Extension au 6 GHz | 20, 40, 80 ou 160 MHz | Même technologie PHY/MAC ax, dans une bande supplémentaire. |
| 802.11be · WiFi 7 | 2,4, 5 et 6 GHz selon matériel | 20 à 320 MHz selon bande | Jusqu’à 4096-QAM ; MLO ; 320 MHz en 6 GHz. |
Références : HPE Aruba Networking — technologies radio et modulations ; Cisco — canaux des premières générations ; Cisco — modes 802.11ac ; Cisco — fonctionnement 802.11ax ; HPE — WiFi 6E.
Une génération n’impose pas toutes les options. Un appareil WiFi 7 peut être limité à 160 MHz. Une borne à quatre flux n’en transmettra que deux vers un terminal limité à deux flux. La largeur disponible dépend aussi du pays et de la bande : le 2,4 GHz ne devient pas un canal de 160 MHz.
En métropole, le WiFi 6 GHz utilise le cadre autorisé de 5 945 à 6 425 MHz, avec ses conditions d’installation et de puissance. Les schémas américains couvrant jusqu’à 7 125 MHz ne se transposent pas tels quels en France.
ANFR — TNRBF 2026, annexe 7 ; fréquences et conditions d’utilisation.
Canal, modulation et flux : d’où vient le débit ?
Le débit physique, ou PHY, est la cadence de la liaison radio pour un mode donné. Les quatre paramètres ci-dessous expliquent pourquoi cette cadence varie selon l’appareil ou pendant un déplacement.
La largeur du canal
20, 40, 80, 160 ou 320 MHz décrivent une largeur de spectre, pas un débit Internet. Un canal plus large peut transporter davantage de données, mais occupe plus de fréquences et réduit les possibilités de réutilisation entre bornes.
La modulation et le codage
64, 256, 1024 et 4096-QAM représentent respectivement 6, 8, 10 et 12 bits codés par symbole et par sous-porteuse modulée, avant prise en compte du rendement du codage. Le MCS combine modulation et codage. Les modes élevés demandent une liaison suffisamment propre.
Les flux spatiaux
Le MIMO utilise plusieurs chaînes radio. Deux flux spatiaux peuvent porter deux ensembles de données simultanément vers un terminal compatible. Le nombre d’antennes inscrit sur la borne ne se transforme pas automatiquement en autant de flux pour chaque client.
Le temps et les utilisateurs
En ax, un symbole utile dure 12,8 µs, auquel s’ajoute une garde de 0,8, 1,6 ou 3,2 µs pour absorber les écarts d’arrivée des trajets multiples. L’OFDMA peut répartir des sous-porteuses entre plusieurs utilisateurs ; il ne multiplie pas le débit maximal de chacun.
Cisco — calcul du débit, intervalles de garde et OFDMA ; HPE — choisir les canaux selon le déploiement.
Exemple : WiFi 6, deux flux en 80 MHz
MCS 11, 1024-QAM, codage 5/6, garde 0,8 µs et 980 sous-porteuses de données :
(980 × 10 × 5/6 × 2) ÷ 13,6 ≈ 1 201 Mbit/s PHY
Le résultat exprime des bits par microseconde, donc des Mbit/s. Il correspond à un mode radio favorable sur une seule liaison.
Exemple : WiFi 7, deux flux en 320 MHz
MCS 13, 4096-QAM, codage 5/6, garde 0,8 µs et 3 920 sous-porteuses de données, sans ponction de canal :
(3 920 × 12 × 5/6 × 2) ÷ 13,6 ≈ 5 765 Mbit/s PHY
Ce calcul suppose notamment que borne et terminal acceptent ce mode et que les conditions radio le permettent. Il n’ajoute aucun gain de MLO.
Débit corroboré par les spécifications HPE 730 — deux flux, MCS 13, EHT320.
PHY, débit utile et accès Internet sont trois mesures différentes. Préambules, en-têtes, acquittements, attentes, partage du canal et retransmissions consomment du temps radio. Le débit applicatif dépend aussi du protocole, du réseau filaire et du serveur. Une liaison PHY à 1 201 Mbit/s n’annonce donc pas un téléchargement à 1 201 Mbit/s ; il n’existe pas de pourcentage de conversion universel.
Le MLO du WiFi 7 additionne-t-il toujours les bandes ?
Le Multi-Link Operation organise plusieurs liens entre une borne et un terminal compatibles. Selon le mode mis en œuvre, il permet de choisir un lien disponible ou d’exploiter des liens simultanément. Une implémentation à radio unique n’a pas les mêmes possibilités qu’un système à plusieurs radios pouvant émettre et recevoir en parallèle.
Matériel, pilotes, logiciel de la borne et réglages déterminent les fonctions disponibles. L’addition des débits de toutes les radios affichée sur une fiche commerciale ne représente pas le débit garanti d’un poste.
Sécurité et mobilité : que signifient WPA3, 802.1X, 802.11k/v/r ?
Les profils WPA2 et WPA3 définissent la sécurité de la connexion, distinctement de la génération radio. 802.1X contrôle l’accès au réseau ; il intervient dans les modes Enterprise pour authentifier utilisateurs ou équipements.
Pour la mobilité, 802.11k fournit des informations sur les bornes voisines et l’environnement radio. 802.11v permet au réseau de suggérer une transition vers d’autres bornes, tandis que 802.11r, ou Fast Transition, accélère les échanges de sécurité lors du changement de borne. Le terminal conserve un rôle décisif dans la transition.
Ces fonctions demandent une compatibilité et des réglages cohérents des deux côtés. Leur activation seule ne garantit pas un appel vocal sans coupure : couverture, charge et comportement du terminal se vérifient sur site.
La radio, au-delà des barres de signal
Ce qui arrive vraiment jusqu’à votre appareil
Sur le terrain, l’utilisation de ces capacités dépend du trajet radio. La distance et les obstacles comptent, mais aussi le bruit, les réseaux voisins et les caractéristiques du terminal.
dBm : une puissance. dB : un écart.
Le dBm exprime une puissance par rapport à 1 milliwatt : 0 dBm = 1 mW ; 20 dBm = 100 mW. Les décibels (dB) décrivent un rapport : +3 dB correspond approximativement à une puissance doublée, +10 dB à une puissance multipliée par dix. À l’inverse, une perte de 10 dB laisse un dixième de la puissance.
Un signal à −60 dBm est donc dix fois plus puissant qu’un signal à −70 dBm. Cela ne signifie pas un débit dix fois supérieur : modulation, bruit et temps d’accès au canal interviennent aussi.
RSSI et SNR racontent deux choses différentes
Le RSSI est un indicateur de puissance reçue, souvent présenté en dBm par les outils WiFi. Le SNR exprime l’écart entre signal utile et bruit, en dB : −67 dBm de signal et −92 dBm de bruit donnent 25 dB de SNR. Avec un bruit à −82 dBm, le même signal ne conserve que 15 dB de SNR.
La valeur affichée dépend aussi du récepteur et de sa méthode de mesure. Le terminal réellement utilisé compte autant que l’outil de diagnostic.
Un premier calcul, puis le bâtiment réel
Distance et fréquence : le point de départ
En espace libre, loin de l’antenne et sans obstacle, l’atténuation entre antennes isotropes suit la relation de l’UIT-R P.525 :
FSPL : perte en espace libre. Le coefficient arrondi vient de 20 log₁₀(4πdf/c), avec les unités adaptées.
| Fréquence de calcul | Perte en espace libre | Écart avec 2,4 GHz |
|---|---|---|
| 2,4 GHz | 60,05 dB | Référence |
| 5 GHz | 66,43 dB | +6,38 dB |
| 6 GHz | 68,01 dB | +7,96 dB |
À fréquence constante, doubler la distance ajoute environ 6 dB de perte en espace libre. Ces comparaisons supposent une même PIRE et un même gain de réception ; elles n’établissent pas une portée universelle par bande. Ces fréquences sont des repères de calcul ; les canaux utilisés doivent appartenir aux bandes autorisées.
UIT-R P.525-5, novembre 2024, équations 5 et 6. Valeurs calculées avec c = 299 792 458 m/s, puis arrondies : leur précision arithmétique ne décrit pas celle d’une prévision dans un bâtiment.
Les murs n’ont pas une valeur fixe en décibels
Épaisseur, composition, armatures, humidité et angle de traversée changent les pertes. Une cloison, un vitrage traité, un mur porteur et une porte métallique fermée ne se modélisent pas de la même manière. L’occupation et le stockage peuvent également changer entre l’étude et l’exploitation.
Cisco — effets de l’environnement intérieur sur la propagation.
Ce que le signal perd sur son trajet
Distance : 10 mPerte en espace libre : 60 dB
20 dBm−60 dB−5 dB=−45 dBm
Hypothèses de cet exemple : valeurs du schéma arrondies à l’unité ; 2 400 MHz, 10 m, gain de réception de 0 dBi et aucune autre perte ajoutée. Les 5 dB de la cloison sont une hypothèse pédagogique : un matériau réel n’a pas une atténuation fixe valable pour tous les bâtiments.
Le niveau reçu est une estimation simplifiée. Le trajet retour du terminal, le bruit et les réflexions se vérifient aussi ; la couverture et les performances réelles se contrôlent sur site.
Exemple de calcul, pas caractéristique d’un matériau. À 2,4 GHz et 10 m, avec une PIRE choisie de 20 dBm, un gain net de réception de 0 dB et une cloison supposée à 5 dB, le niveau calculé est 20 − 60,05 − 5 = −45,05 dBm. Ajouter un mur hypothétique à 12 dB donne −57,05 dBm. Ces pertes de 5 et 12 dB sont des hypothèses pédagogiques à remplacer par des données adaptées au site.
Garder une réserve, vérifier les deux sens
Le bilan simplifié s’écrit : puissance reçue = PIRE − pertes du trajet + gain net de réception. La PIRE inclut le gain d’antenne à l’émission et les pertes de son raccordement. Les limites applicables varient selon la bande et les conditions d’usage : voir les repères radio en France.
Si le terminal exige −67 dBm, notre résultat illustratif de −57,05 dBm laisse 9,95 dB d’écart. Une réserve de 6 dB laisserait 3,95 dB disponibles au-delà de cette réserve. On peut tester une marge de 3 à 10 dB dans un scénario de dimensionnement ; sa valeur doit être justifiée selon les appareils, les déplacements et la variabilité du site. Elle ne remplace pas les essais. Une borne entendue par le téléphone ne prouve pas que la borne entend aussi son retour.
Élargir le canal change aussi les conditions
Bruit, interférences et temps d’antenne
À 290 K, soit environ 17 °C, la densité de bruit thermique de référence vaut environ −174 dBm/Hz. Pour un récepteur dont on suppose le facteur de bruit NF égal à 7 dB :
| Largeur du canal | Bruit calculé arrondi | SNR si signal reçu à −67 dBm |
|---|---|---|
| 20 MHz | −94 dBm | 27 dB |
| 40 MHz | −91 dBm | 24 dB |
| 80 MHz | −88 dBm | 21 dB |
| 160 MHz | −85 dBm | 18 dB |
| 320 MHz | −82 dBm | 15 dB |
Doubler la largeur ajoute environ 3 dB de bruit intégré. Ici, la puissance utile reçue reste constante : ce modèle ne prédit ni le bruit réel, ni le débit, ni une portée. Le NF réel et les règles de puissance ou de densité spectrale peuvent changer le résultat.
Keysight — bruit thermique et facteur de bruit. Tableau : calculs illustratifs Proxifi.
Un bon signal peut attendre longtemps son tour
Des réseaux sur un même canal partagent du temps d’antenne lorsqu’ils se détectent. Les collisions, terminaux cachés et retransmissions peuvent encore réduire la capacité. Un brouilleur non WiFi ou une émission sur un canal voisin pose un autre problème : tout ne se résume pas au plancher de bruit affiché. Nous regardons aussi l’occupation du canal, les retransmissions, la latence et les usages simultanés.
HPE Aruba Networking — conception RF et choix des canaux.
Et les réflexions, la diffraction ou la zone de Fresnel ?
Une onde peut traverser un matériau, contourner partiellement un obstacle par diffraction ou se réfléchir. Plusieurs trajets arrivent alors au récepteur, avec des phases et retards différents. Cela peut renforcer ou affaiblir localement le signal ; les systèmes OFDM et MIMO modernes peuvent aussi exploiter certains trajets multiples.
Pour une liaison entre bâtiments, voir l’autre antenne ne suffit pas : il faut également examiner le dégagement de la zone de Fresnel autour du trajet direct. Nous vérifions le relief, les obstacles et leur évolution possible.
Cisco — trajets multiples et MIMO ; Cisco — préparation des liaisons et zone de Fresnel.
Une cible se définit pour un usage et des appareils. Le repère −67 dBm et 25 dB de SNR figure dans les recommandations Cisco de conception voix, notamment pour les téléphones 7925G. Ce n’est ni une loi ni un seuil universel : d’autres guides Cisco et des équipements récents retiennent d’autres cibles. Nous les fixons avant l’étude, puis vérifions le service sur site.
Cisco — recommandations de relevé et validation pour la voix.
Des hypothèses au service rendu
Ce que ces chiffres changent pour votre projet
Le calcul permet de comparer des scénarios. La validation porte ensuite sur vos appareils, dans vos locaux et avec vos usages.
Sur plans : documenter les hypothèses
Le modèle prédictif s’appuie sur les matériaux, les positions des bornes, les antennes, les bandes, les puissances et les capacités des terminaux. Le dossier doit préciser les inconnues et les réserves retenues.
Sur site : vérifier et ajuster
Couverture, bruit, occupation du canal, débit utile, latence et déplacements se contrôlent avec des équipements représentatifs. Nous cherchons d’abord à améliorer les réglages et la position des bornes existantes, puis dimensionnons les ajouts nécessaires.
Un réseau à concevoir ou à améliorer ?
Pour choisir l’étude, l’audit ou les contrôles à prévoir, nous avons besoin de connaître vos locaux, les appareils utilisés et les difficultés rencontrées.
Sources, calculs et périmètre de ce guide
Repères vérifiés le 21 octobre 2026. Les liens proches des tableaux et des formules renvoient aux textes et documentations utilisés. Les exemples arithmétiques sont calculés par Proxifi ; les pertes de matériaux et le facteur de bruit retenus sont explicitement des hypothèses.
Pour approfondir : UIT-R P.525 — propagation en espace libre, IEEE — 802.11be-2024, Cisco — guide de référence radio et règles d’installation et d’utilisation en France.