Largeur de bande élevée, longue portée, spectre sans licence, faible puissance et complexité réduite peuvent faire du Wi-Fi HaLow une meilleure option que le Wi-Fi 5 et le Wi-Fi 6 pour certaines applications de l’internet des objets.
Qu’est-ce que le Wi-Fi HaLow
Wi-Fi HaLow, le terme marketing choisi par la Wi-Fi Alliance pour désigner la norme IEEE 802.11ah, est une version longue portée, basse consommation et bas débit du Wi-Fi traditionnel. Elle est prometteuse pour le déploiement d’appareils de l’internet des objets (IdO) tels que les capteurs, les vêtements, les applications machine à machine (M2M), les bâtiments intelligents et les villes intelligentes.
Capable de connecter des appareils à faible bande passante à des réseaux IP, y compris l’internet, elle prend en charge une bande passante suffisante pour traiter des vidéos de qualité HD. Elle peut même être utilisée pour les communications rurales et le délestage du trafic des tours de téléphonie cellulaire.
La norme HaLow a été approuvée en septembre 2016 et publiée en mai 2017. Contrairement à la norme similaire 802.11af à faible puissance, qui fonctionne dans le spectre de l’espace blanc de la télévision dans les bandes VHF et UHF, HaLow fonctionne dans des bandes sans licence ; de sorte qu’il est plus facile à déployer.
Le Wi-Fi HaLow présente également des avantages par rapport à des technologies similaires dans le spectre sans licence, car certaines d’entre elles sont basées sur des normes propriétaires. D’autres technologies sont également plus compliquées et nécessitent un matériel propriétaire pour assurer la connectivité IP des appareils clients. HaLow vise à faciliter le déploiement des appareils IdO. Malgré ces avantages, l’adoption est lente. Sur le moteur de recherche de produits de la Wi-Fi Alliance, seules trois entreprises sont répertoriées comme ayant des produits Wi-Fi HaLow certifiés ; Methods2Business avec un AP et un client, ainsi que Newracom et Morse Micro, qui fabriquent des systèmes sur puce (SoC) utilisés dans les appareils et les clients des utilisateurs finaux.
Pourquoi utiliser HaLow ?
La plupart des technologies Wi-Fi, telles que Wi-Fi 5 et Wi-Fi 6, fonctionnent dans les bandes de fréquences de 2,4 et 5 GHz. Wi-Fi HaLow utilise des fréquences exemptes de licence inférieures à 1 GHz, telles que 902 – 928 MHz aux États-Unis.
Des fréquences plus basses signifient des portées de signal plus longues et une meilleure pénétration du signal à travers les murs et d’autres matériaux. Ainsi, les signaux Wi-Fi HaLow peuvent voyager beaucoup plus loin et même atteindre des distances supérieures à 1 km.
Comme les appareils utilisant HaLow ne sont pas très gourmands en bande passante, ils peuvent utiliser des radios moins puissantes. Cela signifie que la connectivité sans fil consomme très peu d’énergie. Ce qui confère aux appareils une longue durée de vie de la batterie – dans certains cas, plus de cinq ans.
Wi-Fi HaLow complète bien le Wi-Fi traditionnel en permettant aux architectes de réseaux de déplacer les clients à faible bande passante hors du réseau Wi-Fi principal. Les clients inactifs ne monopolisent pas le temps d’antenne, mais ils ont un impact sur les performances du réseau ; en particulier si vous souhaitez déployer des centaines ou des milliers d’appareils sans fil IoT. Avec Wi-Fi Halo, vous pouvez leur attribuer leur propre bande de fréquences et réserver les bandes supérieures aux appareils qui ont besoin d’un débit plus important.
Même si HaLow est conçu pour des applications à faible bande passante, il peut fournir un débit suffisant pour des caméras vidéo de qualité HD. Cela dépend des capacités du point d’accès, des spécifications de l’appareil client et des distances, mais c’est possible.
De quelle infrastructure Wi-Fi HaLow a-t-il besoin ?
Contrairement aux technologies IdO similaires, le Wi-Fi HaLow ne nécessite pas de contrôleurs, de concentrateurs ou de passerelles propriétaires. Il suffit de brancher un point d’accès HaLow sur un réseau local traditionnel pour que les clients HaLow puissent se connecter à des réseaux IP ; y compris l’internet. Ils peuvent également opter pour un dispositif de passerelle doté d’une connectivité 4G LTE vers le réseau étendu.
À l’heure actuelle, les points d’accès Wi-Fi traditionnels prennent en charge les bandes 2,4GH et 5GHz, mais pas la bande HaLow. Toutefois, grâce aux portées plus longues, un point d’accès placé au bon endroit pourrait couvrir l’ensemble d’un immeuble de bureaux ou d’un entrepôt à plusieurs étages. Cela dépend de nombreux facteurs. Notamment des débits de données que vous souhaitez fournir aux clients, des puissances d’émission, des antennes et des interférences. Wi-Fi HaLow peut également être déployé en mode maillage sans fil pour porter le signal plus loin sans connexion filaire.
Quels sont les schémas de canaux et les débits de données de Wi-Fi HaLow ?
Aux États-Unis, le Wi-Fi HaLow dispose de 26 canaux de 1 MHz dans la gamme 902 MHz à 928 MHz, chacun pouvant fournir un débit de 100 Kbps. Comme pour le Wi-Fi traditionnel, les appareils HaLow disposent d’options de largeur de canal pour augmenter la bande passante. Il existe cinq largeurs de canal allant de 1 MHz à 16 MHz ; mais tous les appareils ne prennent pas en charge toutes les largeurs.
N’oubliez pas que plus un canal est étroit, plus les transmissions vont loin, mais à des débits de données plus faibles. Sur de longues distances, comme 1 km, avec une certaine atténuation des radiofréquences, vous obtiendrez probablement un débit de 150 kbps en utilisant un seul canal de 1 MHz. Dans le meilleur des cas, avec des distances plus courtes ou une ligne de vue, on obtient un débit théorique de 86,7 Mbps avec des canaux de 16 MHz et des intervalles de garde courts.
Newracom affirme avoir atteint un débit UDP de 2 Mbps à 3 km en visibilité directe. L’essai a été réalisé en mer sans interférence radio. Dans des conditions idéales, on peut donc s’attendre à un débit de quelques Mbps à 1,5 km.
Qu’en est-il des interférences ?
Outre le Wi-Fi HaLow, la bande des 900 MHz compte d’autres utilisateurs et dispositifs sans licence. À l’époque, elle était très encombrée par les téléphones sans fil. Les opérateurs de radioamateurs ont également le droit d’utiliser la bande, mais à titre secondaire. Cela signifie qu’ils doivent accepter les interférences provenant d’autres sources, car ils ne sont pas les principaux utilisateurs de la bande.
Par rapport au nombre d’appareils Wi-Fi 5 et Wi-Fi 6 utilisant les bandes 2,4 GHz et GHz, les interférences ne devraient pas constituer un problème majeur lors de l’utilisation du Wi-Fi HaLow. En outre, comme les appareils Wi-Fi HaLow ont tendance à fournir de plus petites quantités de données et moins fréquemment que les appareils Wi-Fi traditionnels, la concurrence pour le temps d’antenne est moins préoccupante.
Quel est le niveau de sécurité de HaLow ?
Wi-Fi HaLow prend en charge la même sécurité Wi-Fi Protected Access (WPA3) et la même fonctionnalité Wi-Fi Enhanced Open que les appareils Wi-Fi traditionnels ; de sorte que HaLow est tout aussi sûr que le Wi-Fi traditionnel. Certains appareils peuvent également prendre en charge le mode entreprise du WPA3 avec l’authentification 802.1X. Bien que la sécurité WPA2 ne soit pas requise pour les produits certifiés Wi-Fi, certains appareils HaLow peuvent la prendre en charge.
HaLow est-il prêt pour les déploiements en entreprise ?
Il y a encore peu d’appareils Wi-Fi HaLow sur le marché, mais ils sont prêts pour les déploiements en entreprise ; selon Newracom et d’autres. Outre les produits certifiés Wi-Fi, certains produits prenant en charge le Wi-Fi HaLow n’ont pas encore été certifiés. En voici quelques-uns :
- Alfa fournit un AP/CPE extérieur avec PoE, un AP/CPE HaLow USB Type-C et des modules.
- DeviceWorx produit des passerelles IoT industrielles, des capteurs et des balises.
- Elastel propose une passerelle IoT ainsi que d’autres offres IoT.
- Palma Ceia SemiDesign propose un point d’accès 802.11ah, une station/un dispositif client et des émetteurs-récepteurs.
- Silex Technology propose un point d’accès 802.11ah, un pont sans fil et des modules.
- Certaines entreprises ne fournissent que les modules Wi-Fi, comme Airetos/VoxMicro, Azurewave, LiteOn et Reyax.
Comme pour les réseaux Wi-Fi traditionnels, il est recommandé d’effectuer une étude de site RF avant et après le déploiement de Wi-Fi HaLow. Cela est d’autant plus vrai qu’il s’agit probablement d’une technologie peu familière pour la plupart des ingénieurs réseau. Vous devez effectuer des tests et des analyses en direct, en particulier si vous prévoyez d’utiliser Halow sur de longues distances ou si vous avez des clients à bande passante plus élevée à desservir.
