Il est nécessaire d'avoir une culture minimum sur la propagation des ondes hertziennes
afin de pouvoir mettre en place une architecture réseau sans fil, et notamment
de disposer les bornes d'accès (point d'accès) de telle façon
à obtenir une portée optimale.
Les ondes radio (notées RF pour Radio Frequency)
se propagent en ligne droite dans plusieurs directions. La vitesse de propagation des ondes
dans le vide est de 3.108 m/s.
Dans tout autre milieu,
le signal subit un affaiblissement dû à
- La réflexion
- La réfraction
- La diffraction
- L'absorption
Lorsqu'une onde radio rencontre un obstacle, une partie de son énergie est
absorbée et transformée en énergie, une partie continue à se propager de façon atténuée
et une partie peut éventuellement être réfléchie.
On appelle atténuation d'un signal la réduction de la puissance
de celui-ci lors d'une transmission. L'atténuation est mesurée en bels (dont le sympbole est B)
et est égale au logarithme en base 10 de la puissance à la sortie du
support de transmission, divisée par la puissance à l'entrèe. On préfère généralement
utiliser le décibel (dont le symbole est dB) correspondant à un dixième de la valeur en Bels.
Ainsi un Bel représentant 10 décibels la formule devient :
R (dB) = (10) * log (P2/P1)
Lorsque R est positif on parle d'amplification, lorsqu'il est négatif on parle
d'atténuation. Dans le cas des transmissions sans fil il s'agit plus particulièrement d'atténuations.
L'atténuation augmente avec l'augmentation de la fréquence ou de la distance.
De plus lors de la collision avec un obstacle, la valeur de l'atténuation dépend fortement du
matériau composant l'obstacle. Généralement les obstacles métalliques
provoquent une forte réflexion, tandis que l'eau absorbe le signal.
Lorsqu'une onde radio rencontre un obstacle, tout ou partie de l'onde est réfléchie,
avec une perte de puissance. La réflexion est telle que l'angle d'incidence est égal
à l'angle de réflexion.
Par définition une onde radio est susceptible de se propager dans plusieurs directions. Par
réflexions successives un signal source peut être amené à atteindre une
station ou un point d'accès en empruntant des chemins multiples (on parle de multipath ou
en français cheminements multiples).
La différence de temps de propagation (appelées délai de propagation) entre deux signaux ayant emprunté
des chemins différents peut provoquer des interférences au niveau du récepteur
car les données reçues se chevauchent.
Ces interférences deviennent de plus en plus importantes lorsque
la vitesse de transmission augmente car les intervalles de temps entre les données sont de plus en plus courts.
Les chemins de propagations multiples limitent ainsi la vitesse de transmission dans les réseaux sans fil.
Pour remédier à ce problème
les cartes Wi-Fi et points d'accès embarquent deux antennes par émetteur.
Ainsi, grâce à l'action de l'AGC (Aquisition Gain Controller),
qui commute immédiatement d'une antenne à l'autre suivant la puissance des signaux,
le point d'accès est capable de distinguer deux signaux provenant de la même station.
Les signaux reçus par ces deux antennes sont dit décorrélés (indépendants) si ils sont
séparés de Lambda/2 (6,25 cm à 2.4GHz).
L'affaiblissement de la puissance du signal est en grande partie du aux propriétés des milieux
traversés par l'onde. Voici un tableau donnant les niveaux d'atténuation pour différents matériaux :
Matériaux | Affaiblissement | Exemples |
Air | Aucun | Espace ouvert, cour intérieure |
Bois | Faible | Porte, plancher, cloison |
Plastique | Faible | Cloison |
Verre | Faible | Vitres non teintées |
Verre teinté | Moyen | Vitres teintées |
Eau | Moyen | Aquarium, fontaine |
Etres vivants | Moyen | Foule, animaux, humains, végétation |
Briques | Moyen | Murs |
Plâtre | Moyen | Cloisons |
Céramique | Elevé | Carrelage |
Papier | Elevé | Rouleaux de papier |
Béton | Elevé | Murs porteurs, étages, piliers |
Verre blindé | Elevé | Vitres pare-balles |
Métal | Très élevé | Béton armé, miroirs, armoire métallique, cage d'ascenseur |
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