Quelle est la raison de l'augmentation drastique de la vitesse du WLAN alors que nous utilisons les mêmes fréquences et canaux ?

Nous n'utilisons pas les mêmes fréquences ou canaux. La norme 802.11ac utilise exclusivement 5 GHz et utilise généralement des canaux de 80 MHz, alors que la norme 802.11b utilise exclusivement 2,4 GHz et des canaux de 20 MHz.

Fondamentalement, les améliorations de la vitesse proviennent de 3 sources :

• Amélioration de la modulation. Systèmes de signalisation plus sophistiqués permettant d'envoyer plus de bits par "symbole" ou par unité de temps. Après la norme 802.11g (2003), ces améliorations ont été modestes par rapport aux deux autres ci-dessous.
• Largeur de canal doublée, quadruplée et potentiellement octuplée à l'avenir. La norme 802.11n peut utiliser des canaux d'une largeur de 40 MHz, la norme 802.11ac peut utiliser des canaux d'une largeur de 80 MHz et pourrait s'étendre à l'avenir à des canaux d'une largeur de 160 MHz. Le fait de doubler la largeur des canaux permet également de réaliser des gains d'efficacité, de sorte que l'on obtient un peu mieux qu'un doublement de la vitesse.
• Ajout d'une deuxième, troisième, quatrième... et potentiellement jusqu'à une huitième chaîne radio. 2x les chaînes radio peuvent signifier 2x la vitesse, 3x les radios signifient 3x la vitesse, etc.

Voici un résumé plus détaillé de la façon dont chaque génération de 802.11 a obtenu son augmentation de vitesse :

• 802.11-1997 DSSS : Il s'agit de la base de référence à 1 et 2 Mbps via une modulation DBPSK et DQPSK. Canaux de 20MHz de large en 2.4GHz.
• 802.11b (1999) : Ajout de 5,5 et 11 Mbps via des améliorations de la modulation (CCK). La spécification contenait des dispositions pour une modulation de 22 Mbps, mais elle était encombrée par des brevets de Texas Instruments, et très peu de vendeurs ont obtenu une licence pour le mode 22Mbps de TI.
• 802.11a/g (2002/2003) : Ajout de plusieurs débits jusqu'à 54 Mbps. Trompe la limite de Shannon en plaçant 48 sous-porteuses orthogonales dans le même canal de 20 MHz. Ajout de la modulation 16-QAM et 64-QAM.
• 802.11n (2007) : Doublement de la largeur du canal à 40MHz. Ajout du MIMO (chaînes radio multiples d'émission et de réception, multiples "flux spatiaux"). Ajout d'un taux de codage plus rapide pour le 64-QAM. Il convient de noter que lorsqu'elle fonctionne sur des canaux de 20 MHz avec une seule chaîne radio (pour une comparabilité maximale avec la norme 802.11a/b/g), les améliorations apportées à la modulation de la norme 802.11n ne lui ont permis d'atteindre que 72,2 Mbps, ce qui n'est pas beaucoup plus élevé que la norme a/g (54 Mbps). Les grandes avancées en termes de vitesse de la norme 802.11n proviennent principalement du doublement de la largeur du canal et du doublement, du triplement ou du quadruplement potentiel du nombre de radios (chaînes radio) à chaque extrémité de la liaison. La spécification contenait des dispositions pour jusqu'à 4 flux spatiaux (4x4:4) pour un taux PHY de 600Mbps, mais je ne suis pas au courant de la commercialisation d'un chipset 802.11n à 4 flux spatiaux.
• 802.11ac (2012/2013) : Doublement de la largeur du canal à nouveau à 80MHz. Ajout de la modulation 256-QAM. La spécification contient des dispositions pour un autre largeur de canal doublant à 160MHz, et jusqu'à 8 flux spatiaux (8x8:8), pour un taux PHY max de près de 7 Gbps, mais je ne suis pas au courant que quelqu'un expédie quelque chose de mieux que 4x4:4 dans des canaux de 80MHz de largeur à partir de Spring 2017. Tout comme le 802.11ac est arrivé et a supprimé la nécessité de faire 4x4:4 dans le 802.11n, il semble que le 802.11ax puisse arriver et fournir des moyens plus nouveaux/meilleurs/plus pratiques de faire des taux de données plus rapides, donc je doute que nous voyions quelqu'un expédier réellement 8x8:8 dans le 160MHz (7 Gbps) 802.11ac. Notez également que si nous limitons le 802.11ac à une seule chaîne radio dans un canal de 20 MHz, il n'obtient que 86,7 Mbps, car son seul avantage est la modulation 256-QAM.