Comment fonctionnent les réseaux sans fil : Wi-Fi, 5G, Bluetooth, NFC, RFID, etc...

10.04.2024

Dans cet article nous allons tenter de vous expliquer les différences entre les diverses connectivités sans fil qui répondent à des noms barbares comme Wi-Fi, Bluetooth ou encore NFC. À quoi correspondent ils et quelles sont leurs caractéristiques ?

Ces technologies permettent de faire communiquer entre eux des appareils et puces électroniques, en s'affranchissant des câbles de transmission de données. Il en existe plusieurs avec différentes applications et niveaux de sécurisation, alors nous allons vous les présenter et vous les expliquer.

Déroulé de l'article :

Présentation et utilité des réseaux de connectivité sans fil

Les transmissions sans fil sont présentes dans bons nombres des produits high-tech que nous utilisons au quotidien, sans que nous sachions pour autant toujours bien à quoi elles servent ni comment elles fonctionnement.

Elles sont pourtant d'une importance primordiale car stockent et transmettent pour certains d'entre eux des données personnelles sensibles. En effet, elles servent notamment à la transmission des données bancaires pour nos achats.

Les connectivités sans fil permettent de connecter deux appareils entre eux, ou un appareil et une puce électronique afin de les connecter pour échanger les données stockées, une identification permet de sécuriser les transactions sensibles.

Les pirates ont bien compris le potentiel des transmissions sans fil et utilisent des technologies capables de les intercepter afin de récupérer nos données personnelles sans contact, nous verrons donc aussi en fin d'article comment se protéger.

Mais avant nous allons donc voir les principales technologies sans fil que l'on retrouve dans nos produits du quotidien : du Wi-Fi au Bluetooth en passant par la 5G, mais aussi les transmissions sécurisées moins connues comme le NFC ou le RFID.

Nous essaierons d'utiliser un langage compréhensible afin que chacun(e) puisse comprendre leur fonctionnement et leur utilité, sans entrer dans les détails trop techniques pour autant.

Nous avons sélectionné les 7 technologies de transmission sans fil les plus répandues, que nous allons passer en revue pour vous expliquer à quoi elles servent et comment elles fonctionnent.

le fonctionnement des réseaux sans fil et leur utilité (crédit image : pixabay)

Tout savoir sur les différents types de connexions sans fil

Wi-Fi (Wireless Fidelity) :

Bon le Wi-Fi (abréviation de Wireless Fidelity) tout le monde doit à peu près en maîtriser le fonctionnement et l'utilisation, il sert à transmettre le signal internet sans fil entre votre box internet et vos appareils connectés.

Il est également largement utilisé dans les lieux publics car il permet de couvrir d'assez grandes zones avec un émetteur unique : jusqu'à 50 mètres en intérieur.

Le Wi-Fi (ou wifi) permet également une bonne sécurisation des données transmises via divers protocoles de protection (WPA, WEP, etc...), il répond à la norme internationale du protocole de communication IEEE 802.11 (ISO/CEI 802-11) et supporte un haut débit de données.

Cette norme générale se décompose ensuite en divers types de connexions plus ou moins puissantes allant de "802.11a" à "802.11y" et quelques nouvelles normes finissant par ac ou ax pour le très haut débit, les plus utilisées pour un usage domestique sont les normes :

IEEE 802.11b (11 Mbits/seconde)
IEEE 802.11g (54 Mbits/seconde)
IEEE 802.11n (450 Mbits/seconde)
IEEE 802.11ac (1.3 Gbits/seconde) aussi nommé "Wi-Fi 5"
IEEE 802.11ax (10.5 Gbits/seconde) aussi nommé "Wi-Fi 6 Killer"

La grande majorité des appareils électroniques supportant le Wi-Fi sont compatibles avec les trois premières normes (b/g/n) et il suffit donc de s'assurer que l'appareil dispose de la norme "802.11ac" ou "802.11ax" pour assurer un haut débit, leur sécurisation est standardisée avec un mot de passe.

Il est possible de cacher son adresse IP (identification du terminal par son numéro de série) quand on se connecte à internet à l'aide d'un VPN (Virtual Private Network) ou "réseau privé virtuel" en français, un VPN relie deux réseaux locaux dans un protocole de tunnel modifiant votre adresse IP.

plus d'informations sur le Wi-Fi

consultez votre débit internet

Li-Fi (Light Fidelity) :

Le Li-Fi (abréviation de Light Fidelity) est une dérivation d'un réseau Wi-Fi qu'elle ne remplace pas mais canalise plutôt si l'on peut dire, en utilisant la lumière pour diffuser une transmission sans fil. Le Li-Fi utilise la partie visible du spectre électro-magnétique alors que le Wi-Fi utilise lui la partie invisible.

C'est un peu complexe mais plus simplement le Li-Fi transmet les données sans fil en les diffusant via les lumières bleues et rouges d'une ampoule, mais il faut que l'ampoule soit connectée au Wi-Fi. Vous devez vous demander à quoi ça sert ?

L'avantage principal est que les données transmises sont codées et qu'il faut un récepteur adapté pour les recevoir comme les transmettre sur le réseau (type clé USB). Le Li-Fi ne traverse pas les murs et sa portée est réduite (10 mètres), vos données ne peuvent donc pas être interceptées depuis l'extérieur ou la pièce d'à côté.

Encore peu répandue cette technologie arrive petit à petit avec un usage principalement industriel pour la sécurisation de données sensibles. Mais aussi domestique avec des lampes dotées d'une prise Ethernet et équipées d'ampoules spécifiques, ou des serrures connectées qui s'ouvrent avec le Flash du smartphone.

Le Li-Fi utilise comme sa grande sœur le protocole de communication IEEE 802.11 mais également TCP/IP et CSK qui composent les trois couches PHY standard, permettant un débit potentiel de 1 Gbits/seconde même si on en est encore loin.

plus d'informations sur le Li-Fi

5G (réseau mobile) :

Le réseau dit "mobile" couvre à la fois les zones publiques et privées, même si dans le second cas il sert principalement aux appels puisque l'accès à internet du domicile est principalement assuré par le réseau Wi-Fi.

Il a la particularité de ne pas avoir de nom spécifique, en effet ce réseau n'a pas de nom distinctif et se contente d'un numéro et d'un chiffre qui correspondent à la génération.

La première génération se nommait 1G (pour 1ère Génération) puis est devenue la 2G, puis 3G, puis 4G et enfin la 5G (pour 5ème Génération de réseau mobile) qui s'est déployée à partir de 2020 en Europe même si la majorité du territoire français ne sera pas couverte avant au mieux 2025.

Rarement d'ailleurs l'arrivée d'un réseau sans fil n'aura autant fait parler de lui et n'aura été accusé de tous les maux comme l'est la 5G en ce moment, entre craintes pour la santé et guerre économique entre l'occident et la Chine mais ce n'est pas le sujet ici.

La 5G s'appuie sur la technologie LTE-Advanced (Long Term Evolution) et intègre la technologie MIMO (Multiple-Input Multiple-Output), des termes que l'on retrouve souvent dans les caractéristiques de nos smartphones et autres objets connectés.

La 5G se veut une petite révolution avec des débits multipliés par 100 par rapport à la 4G basique donc jusqu'à 100 fois plus rapide, mais aussi quasiment sans latence donc plus pratique notamment dans le domaine des véhicules autonomes ou de la domotique pour la maison connectée.

Avant le réseau dit 1G existait déjà un réseau mobile qui était le GSM et avait d'ailleurs donné son nom d'usage aux tous premiers téléphones portables qui allaient avec, lui aussi a connu plusieurs améliorations et est devenu le GPRS puis le Edge.

Le réseau Edge a cohabité avec les premières générations G et est toujours en service à l'heure actuelle pour pallier les zones non couvertes, il est équivalent en puissance de transmission à la 3G de base ou à un réseau 2G amélioré.

plus d'informations sur la 5G

consultez le réseau mobile de proximité

Bluetooth (BLE) :

Le Bluetooth est également une autre norme de communication basée sur le protocole IEEE-812 utilisant elle les ondes radios à une fréquence précise (UHF 2,4 GHz), il créé un pico réseau entre plusieurs appareils qui se connectent entre eux.

Il y a donc toujours un émetteur qui transmet le signal sans fil à un ou plusieurs appareils équipés de récepteurs qui le reçoivent, sans que ces derniers ne soient reliés entre eux par un câble bien entendu puisque c'est une transmission sans fil.

La technologie Bluetooth qui est utilisée dans nos smartphones et autres petits objets du quotidien se nomme plus communément BLE (Bluetooth Low Energy) depuis sa version 4.1, il n'a qu'une portée de quelques mètres (maxi 10 mètres) et est limité en nombre de connexions simultanées.

Pour connecter deux appareils en Bluetooth il faut les appairer, cela fonctionne par un échange de code entre les deux appareils, l'émetteur transmet le code au récepteur. L'avantage est qu'une fois appairés les appareils se reconnaissent et sont capables de se connecter automatiquement.

Le point fort du Bluetooth est sa simplicité d'utilisation et son point faible est la sécurité, c'est pour cette raison qu'il est souvent associé à la technologie NFC que nous allons vous expliquer juste après.

La dernière version nommée Bluetooth 5 (versions 5.0 / 5.1 / 5.2) est déjà présente sur les appareils électroniques depuis quelques années.

Le Bluetooth existe en plusieurs normes de "812.15.1" à "802.15.5" (la plus puissante permettant de connecter simultanément plus de 200 appareils) avec trois classes délimitant leur portée, de quelques mètres pour la classe 3 à une centaine de mètres pour la classe 1.

plus d'informations sur le Bluetooth

NFC (Near Field Communication) :

La technologie NFC (Near Field Communication) sert à appairer deux appareils entre eux de manière sécurisée (identification). Elle utilise un débit très faible et n'a qu'une portée d'une dizaine de centimètres, raison pour laquelle il faut poser ses appareils à connecter l'un à côté de l'autre.

C'est la technologie utilisée pour les paiements sans contact par smartphone qui se répand à grande échelle, elle est également de plus en plus utilisée en complément d'une connexion Wi-Fi ou Bluetooth pour sécuriser la première connexion.

Elle ne sert qu'à sécuriser la première connexion de deux appareils entre eux, les données sont ensuite transmises par les réseaux sans fil supportant le transfert de données : RFID, Wi-Fi ou Bluetooth.

Le NFC est une extension de la norme ISO/CEI 14443 utilisée par les cartes à puces utilisant la radio-identification (RFID) dont on vous explique le fonctionnement ci-dessous.

plus d'informations sur le NFC

RFID (Radio Frequency Identification) :

Comme évoqué la RFID (Radio Frequency Identification) ou radio-identification est une méthode de transmission, mémorisation et de récupération sans fil des données, elle est utilisée sous forme de puces électroniques.

On retrouve la technologie RFID dans certains codes barres, les passeports biométriques, les cartes de paiement ou encore sous forme de puces sous-cutanées des animaux domestiques dans certains pays. Et bientôt dans nos avant-bras !

Les puces RFID sont donc des dispositifs actifs qui émettent des radiofréquences sur une courte distance via un flux d'énergie qui est capté par les récepteurs, si elles offrent beaucoup de possibilités elles sont aussi assez faciles à pirater.

Comme elles permettent de transmettre des données personnelles sensibles, elles sont associées à la technologie NFC pour tout ce qui est du domaine des paiements sans contact.

Elle est basée sur la technologie RF (radiofréquence) qui elle ne transmet pas de données personnelles, mais juste des informations entre deux appareils. C'est la technologie utilisée par exemple dans les sonnettes sans fil et remplace l'infra-rouge que nous allons voir aussi.

plus d'informations sur la RFID

Infra-rouge (IrDa et IR) :

La technologie IrDa (Infrared Data) est appelée à disparaître en électronique car elle nécessite une liaison directe entre les deux objets, elle fonctionne sous la forme d'une onde électromagnétique qui diffuse les données.

On la retrouve principalement dans nos télécommandes et anciens appareils électroniques mais elle est remplacée petit à petit par les technologies Wi-Fi, Bluetooth ou RF (radio-fréquence) présentées ci-dessus qui ne nécessitent pas de liaison directe car elles émettent à 360° et traversent les murs.

La technologie infrarouge (IR) a par contre de beaux jours devant elle sous d'autres formes et dans d'autres domaines comme la cuisine et la santé, en effet elle peut émettre de la chaleur et la mesurer donc est utilisable par exemple sous forme de plaque de cuisson ou de thermomètre.

Mais l'infrarouge a également des applications en photographie (argentique et numérique), en astronomie (télescopes satellisés), ou encore dans le domaine de la sécurité domestique (détecteurs de présence et d'intrusion, vision nocturne) et militaire (guidage de missiles), etc...

Sur ces deux dernières technologies que sont les radio fréquences et l'infrarouge, il existe une version de base (RF et IR) mais aussi des versions dérivées plus complexes qui permettent de transmettre des données (RFID et IrDA) pour "Identité" dans le premier cas et "Data" dans le second (données).

plus d'informations sur l'IrDa

plus d'informations sur l'infrarouge (IR)

Nos conseils pour sécuriser les connectivités sans fil :

Bien entendu les connectivités sans fil évoluent régulièrement, le Wi-Fi 7 et la 6G sont déjà dans les tuyaux et devraient arriver prochainement, remplaçant les protocoles actuels. Il en est de même pour les autres types de connectivité qui, même si elles ne changent pas de nom, s'améliorent au fil des avancées technologiques.

Il y a les réseaux qui permettent de faire transiter les données à grande échelle et composent le réseau internet dont nous avons expliqué le fonctionnement dans un précédent article.

Comme la 5G elles sont diffusées dans l'espace public par des fournisseurs d'accès (FAI) et sécurisées par des protocoles utilisant des mots de passe et l'adresse IP (Internet Protocol) des appareils qui se connectent au réseau.

Mais aussi d'autres types de connectivité à petite échelle, qui permettent notamment des échanges de données dans un périmètre réduit. Le NFC et le RFID notamment, qui permettent de sécuriser les échanges sans fil entre une puce électronique et un terminal.

C'est le cas des paiements sans contact (RFID) ou du NFC qui sécurise par exemple la connexion Bluetooth entre votre smartphone et une enceinte nomade. Ils servent à identifier les appareils qui se connectent entre eux, afin d'éviter que d'autres appareils à proximité puissent accéder à ce réseau privé.

Il est important de sécuriser aussi ses cartes à puces, notamment avec des étuis RFID pour sécuriser ses cartes bancaires. Ces étuis bloquent l'émission des données par la carte à puce, empêchant une personne mal intentionnée d'utiliser la connectivité sans fil à votre insu pour pirater les données qui sont stockées dans ces puces.

Il en va de même pour son smartphone et son ordinateur, ce sont dans ce cas les suites Antivirus qui permettent de sécuriser vos appareils. Car ce ne sont pas les techniques qui manquent aux pirates pour vous extorquer des informations sensibles qu'ils vont ensuite utiliser pour vous arnaquer.

NDLR : article écrit en 2020, mis à jour en 2024

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