Comparaison 5G et Wi-Fi 6 : Usages et Déploiements

Rapport : Comparaison et usages 5G et Wi-Fi 6
PRO 8635 : Projet Collectif encadré d’approfondissement
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Projet collectif encadré d’approfondissement
SUJET 1 : Comparaison et usages 5G et Wi-Fi 6
Tuteur : Jacques PELAN
Paul BOUCHET– Paul FONTAINE– Aliou NDIAYE

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SOMMAIRE :
I. Introduction .......................................................................... 3
II. Description des normes Wi-Fi et réseaux cellulaires
a. Description globale des normes Wi-Fi............................................. 4
b. Fonctionnement et comparaison entre Wi-Fi 5 et Wi-Fi 6 .............. 8
c. Comparaison de performances entre Wi-Fi 6 et Wi-Fi 5 ............... 11
d. Fonctionnement de la technologie 4G : LTE et LTE Advanced ....... 13
e. Fonctionnement de la technologie 5G ......................................... 14
f. Comparaison de performances entre 5G et 4G .............................16
III. Etude comparative 5G et Wi-Fi 6
a. Comparaison Wi-Fi 6 vs 5G ........................................................... 17
b. Cas d’usage possibles ................................................................... 20
c. Détermination finale des meilleurs compromis entre ces 2
technologies pour des cas d’usage spécifiques ............................. 20
IV. Déploiement des technologies
a. Acteurs et rôles 5G ....................................................................... 23
b. Calendrier de déploiement 5G ...................................................... 24
c. Projet type Wi-Fi 6 ........................................................................ 25
d. Calendrier de déploiement Wi-Fi 6 ............................................... 25
V. Conclusion ........................................................................... 26
VI. Sources .............................................................................. 27

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I. Introduction
Les normes et les solutions évoluent constamment avec les progrès technologiques.
Les solutions radio cellulaire deviennent de plus en plus performantes ; en débits, en latence et
s’étendent plus au point de prendre en charge des trafics nouveaux (loT, BtB…)
De même, les réseaux locaux sans-fil Wi-Fi ont gagné en portée et en performances.
Il semblerait alors à première vue que les technologies convergent dans leurs prestations.
Avec ces différentes évolutions pour ces deux types de technologies, les paradigmes ont donc changé
et leur cas d’utilisation ne nous parait plus du tout évident où ces deux technologies adoptent des
fonctionnalités communes.
Les technologies pourraient sembler rentrer en conflit à première vue. Ces technologies vont-elles se
concurrencer et se recouvrir ou vont-elles se compléter ?
Quels sont les avantages et inconvénients des nouvelles technologies Wi-Fi 6 et 5G ?
Pour certains cas d’usages spécifiques, quels seront les meilleurs compromis en choix parmi ces 2
technologies ?
Afin d’éclaircir tout cela, Il apparait alors indispensable d’analyser ces deux technologies et d’exposer
les différentes évolutions par rapport à leur prédécesseur. Nous ferons les comparaisons.
Nous serons donc amenés à effectuer une comparaison entre Wi-Fi 6 et 5G afin de déterminer les
meilleurs choix de technologies pour des cas d’usage spécifiques.
Dans ce document, nous effectuerons premièrement une description technique ainsi que des
évolutions des technologies Wi-Fi (Wi-Fi 5 et Wi-Fi 6) et réseaux cellulaires (4G et 5G).
Par la suite, nous effectueront une étude comparative directe entre 5G et Wi-Fi 6 sur différents
plants : techniques, matériels, coûts, avantages, contraintes et cas d’usage possibles.
Pour finir, nous présenterons des cas d’usage concrets avec un projet existant en cours de
développement dans le cadre d’une ville intelligente connectée.
II. Description Wi-Fi et réseaux cellulaires

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a) Description globale des normes Wi-Fi
Description du fonctionnement de IEEE 802 en couches basses OSI
Le Wi-Fi est un ensemble de protocoles de communication sans-fil basé sur des normes du groupe
IEEE 802.11.
Ces normes IEEE 802.11 décrivent les caractéristiques d’un réseau local sans-fil WLAN Wi-Fi.
Mises en pratique, elles permettent d’établir un réseau informatique sans-fil sur lequel seront
connectés par ondes radios des équipements numériques (ordinateur, smartphone, routeur…)
Les normes IEEE 802.11 font elles-mêmes partie du groupe parent de normes IEEE 802 conçues par
un comité portant le même nom créé en 1980.
Les normes IEEE 802 décrivent et encadrent le fonctionnement de différents protocoles pour les
réseaux filaires (LAN, MAN) et sans-fil au niveau des deux plus basses couches du modèle OSI :
la couche liaison de données (niveau 2) et la couche physique PHY (niveau 1).
Ces deux couches représentent la couche d’accès réseau dans le modèle TCP/IP.
Illustration couches basses des modèles OSI et TCP/IP :
La couche liaison de données (niveau 2) est responsable de la bonne transmission des données
applicatives sur un support de transmission (couche physique PHY de niveau 1) entre deux
équipements en effectuant notamment le tramage.
Avant transmission des données applicatives, celles-ci sont encapsulées depuis les couches hautes
applicatives jusqu’à la couche de réseau (niveau 3) en paquet pour ensuite être encapsulée en trame
avant d’être transmise sur le support de transmission.
La couche liaison de données dispose d’un service de détection d’erreurs et de contrôle de flux.
Ces mécanismes de contrôle seront exploités par la couche de transport (niveau 4) pour la
vérification de l’intégrité des données après envoi et réception de la trame sur un équipement.

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La couche liaison de données est divisée en 2 sous-couches :
- Couche Contrôle de liaison logique (LLC) :
C’est la sous-couche supérieure. Cette couche établit un lien logique entre la sous-couche inférieure MAC
et la couche réseau de niveau 3.
Elle définit les processus logiciels fournissant les services aux protocoles de la couche réseau.
Elle place dans la trame des informations indiquant le protocole réseau utilisé.
C’est cette sous-couche qui permet de fiabiliser les différents protocoles pour la sous-couche inférieure
MAC grâce aux services de contrôle d’erreurs (omissions de séquences de bits) par acquittements et de
contrôle de flux. Cette sous-couche est régie par un protocole unique : LLC 802.2 qui sera commun pour
tous les protocoles de la sous-couche inférieure MAC.
- Couche Contrôle d’accès au support (MAC) :
C’est la sous-couche inférieure. Elle sert donc d’interface entre la partie logicielle de la couche LLC et
la couche physique PHY.
Elle définit des protocoles pour le contrôle d’accès au support exécuté par le matériel.
Les deux processus principaux sont CSMA/CD (pour Ethernet) et CSMA/CA (sans-fil) qui sera traité.
Elle permet d’assurer l’adressage de la couche liaison de données avec insertion d’adresses MAC
source et destination dans les trames transmises. Elle délimite le début et la fin des trames.
Elle détecte et corrige les erreurs de transmission généralement grâce à l’insertion en fin de trame
d’une somme de contrôle (checksum) CRC.
L’existence de cette sous-division de couche MAC permet donc à une trame d’accéder à différents
types de support.
La couche physique (niveau 1) se charge de la transmission physique et du codage des données en
bits sous différents modes de transmission. Elle définit donc la modulation des ondes radio.
Chaque support physique qu’il soit physique (cuivre, fibre optique) ou électromagnétique nécessite
un protocole de réseau local spécifique à ce support.
Ces protocoles propres à des supports encadrent spécifiquement un fonctionnement au niveau de la
sous-couche MAC (couche liaison de données) ainsi que celui de la couche physique PHY.
Exemples :
Pour un support physique de cuivre ou de fibre, le protocole de réseau local est Ethernet
(IEEE 802.3).
Pour un support électromagnétique comme le Bluetooth ou le Wi-Fi, les normes utilisées seront
respectivement IEEE 802.15 et IEEE 802.11.