Rappels

Il n'est probablement pas inutile de commencer par quelques rappels sur les ondes électromagnétiques.

La « longueur d'onde » fait intervenir une dimension spatiale. Les ondes radio (électromagnétiques) se propagent dans le vide (et dans l'air, avec une erreur négligeable) à la vitesse de 300 000 Km/s (3 x 10⁸ m/s). Dans le cas qui nous intéresse, la fréquence est de l'ordre de 2,5 Ghz pour les normes 802.11b et 802.11g, les plus utilisées actuellement, ce qui nous donne une période de 4 x 10^-10 s. La longueur d'onde est la distance parcourue par l'onde pendant une période, elle est donc ici de l'ordre de 12 cm (3 x 10⁸ x 4 x 10^-10 = 12 x 10^-2). On admettra qu'un objet peut constituer un obstacle à la propagation d'une onde lorsque cet obstacle atteint une dimension supérieure ou égale à la longueur de l'onde.

Lorsqu'une onde rencontre un obstacle, sauf si cet obstacle dispose de caractéristiques très particulières, cette onde est en partie réfléchie (renvoyée par l'obstacle dans une autre direction), réfractée (une partie de l'onde traverse l'obstacle) et absorbée (l'obstacle absorbe une partie de l'énergie de l'onde). Les cas particuliers sont :

• l'obstacle réfléchissant, qui fait que la quasi totalité de l'onde incidente est réfléchie ;
• l'obstacle absorbant, qui fait que la quasi totalité de l'énergie de l'onde est absorbée.

Il est assez facile d'observer ces phénomènes dans le domaine acoustique. Les ondes ne sont plus électromagnétiques, mais subissent tout de même les effets de réfraction, de réflexion et d'absorption. Nous verrons plus loin ce que ça donne dans une enceinte close.

En atmosphère libre (sans obstacles), il n'y a généralement pas de problèmes encore qu'une atmosphère libre n'est que théorique, sauf éventuellement dans l'espace. En effet, sur terre, nous avons au moins le sol qui constitue un obstacle.

Généralement, le Wi-Fi s'utilise dans des murs et là, il y a plein d'obstacles.

imaginons un émetteur et un récepteur placés dans des salles contiguës. L'émetteur émet dans toutes les directions, si bien qu'il y aura une multitude d'ondes réfléchies, dont certaines atteindront le récepteur. Dans l'exemple, l'onde 1 atteint directement le récepteur, en traversant la cloison, l'onde 2 l'atteint après une réflexion, l'onde 3 après 3 réflexions… Clairement, il y en aura beaucoup plus, avec des chemins différents (plus ou moins longs) et avec des atténuations plus ou moins importantes. Pour une seule source d'émission, le récepteur va recevoir plusieurs fois la même information, plus ou moins atténuée et plus ou moins décalée dans le temps. En acoustique, le problème est bien connu sous le nom de « réverbération » (beaucoup d'échos, avec des décalages temporels très petits).

De plus, en un point donné, deux ondes peuvent parvenir en opposition de phase. Elles n'auront probablement pas la même amplitude, mais leur somme mathématique aura tendance à donner un résultat nul, ce qui conduira à une perte de la porteuse, en ce point précis.

Le traitement de la réverbération est une chose complexe à étudier, mais empiriquement, l'on sait bien que jusqu'à un certain point, ce n'est guère gênant pour récupérer l'information, voire même, ce peut être bénéfique. En revanche, si le « taux de réverbération » devient trop grand, le signal devient inexploitable (effet « cathédrale »).

Pour les ondes électromagnétiques que nous utilisons pour le Wi-Fi, il en va de même. Ceci pour expliquer une faiblesse majeure du système : dans un bâtiment, il est très difficile, voir impossible de prévoir la position optimale du ou des émetteurs en fonction des points d'écoute souhaités. Dans la plupart des cas, il faudra procéder à des tests pour obtenir la couverture désirée.

Et pour que les choses soient tout à fait claires, ayez présent à l'esprit que les réseaux Wi-Fi permettent le passage de données dans les deux sens. Autrement dit, ici, chaque point est à la fois émetteur et récepteur, qu'il s'agisse d'une borne d'accès ou d'un poste du réseau.

Nous verrons pourquoi plus tard, les normes 802.11xx utilisent des bandes de fréquences divisées en plusieurs canaux. Chaque canal correspond à une fréquence de porteuse bien définie et chaque canal est éloigné de ses voisins par un écart constant en fréquence.

Par exemple, dans les normes 802.11b et 802.11g, il y a en France 13 canaux possibles, de 2,412 GHz à 2,472 GHz, espacés les uns des autres de 5 MHz.

Chaque canal utilise une certaine bande de fréquence (largeur du canal, due à la modulation de la porteuse). La largeur de chaque canal est de 22 MHz, si bien que les canaux se recouvrent. Nous verrons que ceci aura une grande importance dans la suite.

Elle a bien entendu son importance. Par exemple, nous savons tous qu'avec deux oreilles, on entend mieux qu'avec une seule. Pas seulement grâce au repérage spatial que l'écoute binaurale permet, mais aussi parce que le cerveau met en oeuvre des techniques de corrélations entre les signaux reçus par chaque oreille, qui permettent d'éliminer, jusqu'à un certain point, les perturbations apportées par la réverbération et le bruit.

Les systèmes Wi-Fi peuvent être équipés de techniques similaires,  qui permettent plus ou moins efficacement de traiter un signal entaché de réverbération.

Nous n'entrerons pas d'avantage dans la définition des normes 802.11xx, de toutes façons, il n'est pas possible d'agir sur le protocole, de même qu'il n'est pas possible d'agir au niveau 1 d'un réseau Ethernet. Ce qu'il est important de comprendre ici, c'est que les problèmes de propagation sont importants et peuvent considérablement influer sur le résultat obtenu.