Comprendre les vitesses des réseaux Wi-Fi et Ethernet

Les performances des normes matérielles informatiques sont souvent annoncées en utilisant des valeurs maximales théoriques mesurées dans des conditions de laboratoire idéales (en pratique, les taux de transfert peuvent être limités par les contrôleurs de périphériques, la température ou d'autres goulots d'étranglement). Ces chiffres ne reflètent pas nécessairement les vitesses d'utilisation réelles, mais ils sont excellents à des fins de comparaison car ils montrent clairement les différences entre les générations technologiques.

Dans les tableaux ci-dessous, je fournis la valeur maximale théorique pour chaque norme, arrondie pour faciliter la lecture et la comparaison, et toujours indiquée en octets (plus précisément en MB/s). J'ai écrit ici sur les normes de transfert et de stockage de données informatiques, les unités de mesure, les vitesses et leurs fondements théoriques.

Réseaux filaires (Ethernet)

Les réseaux filaires représentent la forme traditionnelle et fiable de transmission de données, où les appareils communiquent entre eux via des câbles physiques. Ces réseaux offrent généralement une plus grande stabilité, une latence plus faible et des vitesses de transfert de données plus élevées que les solutions sans fil, en particulier sous forte charge.

Histoire et développement

Les premiers réseaux informatiques utilisaient des connexions filaires, initialement via des câbles coaxiaux, puis à partir des années 1990, les câbles UTP (Unshielded Twisted Pair) sont devenus la norme industrielle. La technologie Ethernet, développée dans les années 1970, reste l'une des solutions de réseau filaire les plus répandues aujourd'hui. Elle a continuellement évolué, passant des vitesses initiales de 10 Mbit/s à potentiellement 400 Gbit/s aujourd'hui.

Faits intéressants et détails techniques

• Câbles UTP, FTP et STP : Le câble Ethernet le plus courant est l'UTP (Unshielded Twisted Pair), qui utilise des paires torsadées non blindées. Les câbles FTP (Foiled Twisted Pair) et STP (Shielded Twisted Pair) utilisent un blindage, offrant une meilleure protection contre les interférences électromagnétiques (EMI).
• Catégories : Les câbles Ethernet sont disponibles en différentes catégories (par exemple, Cat5e, Cat6, Cat6a, Cat7, Cat8), qui offrent des capacités de bande passante et de vitesse croissantes. Par exemple, le Cat6a peut prendre en charge des vitesses allant jusqu'à 10 Gbit/s, tandis que le Cat8 prend en charge 40 Gbit/s sur de courtes distances.
• Câbles à fibre optique : Pour la transmission de données à longue distance et à haut débit, les câbles à fibre optique sont préférés car ils sont immunisés contre les interférences électromagnétiques et peuvent transmettre des données sur des dizaines de kilomètres sans perte de signal significative.

Avantages et inconvénients

✅ Avantages :

• Haute vitesse et faible latence
• Connexion stable et résistante aux interférences
• Plus grande sécurité, car il est plus difficile d'écouter

❌ Inconvénients :

• Nécessite un câblage physique, ce qui peut être plus coûteux et moins flexible
• Installation et maintenance plus complexes
• Mobilité limitée pour les appareils

Tableau des normes de transfert de données Ethernet

Remarque : Les vitesses plus élevées (100G, 400G et au-delà) utilisent principalement la fibre optique pour les longues distances, bien que des solutions en cuivre à courte portée comme les câbles Direct Attach (DAC) existent également.

Réseaux sans fil (Wi-Fi)

Les réseaux sans fil (comme Wi-Fi, Bluetooth, LTE, 5G) sont devenus de plus en plus populaires au cours des dernières décennies, permettant aux appareils de se connecter à Internet et les uns aux autres sans câbles. Le Wi-Fi est l'une des technologies sans fil les plus courantes utilisées dans les foyers, les bureaux et les lieux publics.

Histoire et développement

La première norme Wi-Fi, 802.11, est apparue en 1997 et ne pouvait fournir que des vitesses allant jusqu'à 2 Mbit/s. Dans les années 2000, les normes Wi-Fi 802.11b/g/a se sont généralisées, offrant une transmission de données plus rapide. La véritable percée est venue avec le Wi-Fi 4 (802.11n) et le Wi-Fi 5 (802.11ac), qui ont fourni des vitesses plus élevées, des connexions plus stables et une meilleure portée. Aujourd'hui, le Wi-Fi 6/6E et le Wi-Fi 7 portent les réseaux sans fil vers de nouveaux sommets avec une latence plus faible et une plus grande capacité.

Faits intéressants et détails techniques

• Bandes de fréquences : Le Wi-Fi fonctionne principalement sur les bandes 2,4 GHz, 5 GHz et, avec les nouveaux Wi-Fi 6E/7, la bande 6 GHz. La bande 2,4 GHz offre une plus longue portée mais est plus encombrée et plus lente, tandis que les bandes 5 GHz et 6 GHz offrent des vitesses plus élevées et des canaux moins encombrés.
• MIMO et MU-MIMO : Les normes Wi-Fi modernes prennent en charge les technologies Multiple Input Multiple Output (MIMO) et Multi-User MIMO (MU-MIMO), permettant à plusieurs appareils de se connecter simultanément à des vitesses élevées.
• OFDMA et Beamforming : Le Wi-Fi 6 et les versions plus récentes ont introduit l'Orthogonal Frequency-Division Multiple Access (OFDMA) pour un partage de canal plus efficace entre plusieurs appareils, et le Beamforming, qui dirige le signal vers l'appareil connecté, améliorant la stabilité de la connexion.

Avantages et inconvénients

✅ Avantages :

• Facile à utiliser sans câbles
• Flexibilité et mobilité (tout appareil compatible Wi-Fi peut se connecter)
• Installation et extensibilité simples

❌ Inconvénients :

• Vitesses généralement plus faibles et latence plus élevée par rapport aux solutions filaires
• Sensible aux interférences (provenant d'autres réseaux Wi-Fi, Bluetooth, micro-ondes, etc.)
• Risques de sécurité potentiels (nécessitant un cryptage fort comme WPA3 pour la protection)

L'évolution du Wi-Fi améliore continuellement les performances, mais dans certaines situations – comme les environnements d'entreprise à forte charge ou les centres de données – les réseaux filaires restent essentiels pour garantir la stabilité et une vitesse maximale.

Tableau des normes de transfert de données Wi-Fi

*Remarque : Les vitesses Wi-Fi sont des maximums théoriques dans des conditions idéales, nécessitant souvent plusieurs antennes (flux) et des canaux larges. Les vitesses réelles sont généralement inférieures.