TPE Serie S 2012/2013

Theme :
Avancées scientifiques et réalisations techniques

Voir le détail

Sujet :
Les échanges de données informatiques sans-fils

Problematique :
En quoi l'environnement influence-t-il les échanges de données informatiques
sans fils ?

2. Experiences et differences


2.1. Les differences entre le Wifi et la 3G

La 3G et le Wi-Fi sont des technologies de communication qui permettent d'accéder à Internet sans fils. Ils sont couramment utilisés par les périphériques tels que les ordinateurs portables, les smartphones, et les gadgets de divertissement.

La principale différence entre le Wifi et la 3G est la façon dont ils se connectent à Internet. La 3G est un type de réseau cellulaire qui seconnecte à internet depuis les antennes de téléphonie mobile. Cela signifie que sa portée est beaucoup plus longue qu'un réseau sans fil. L'accès à Internet via votre opérateur de téléphonie mobile a généralement un coût plus élevé que le wifi, surtout si vous voyagez à l'étranger et en utilisant l'itinérance internationale.

differences

Donc la 3G permet une connexion à internet mais assez limité ( dépend de la zone où l'on se trouve ), la vitesse permet juste une simple navigation sur le web, les lectures de vidéos sont plus difficiles.


3g

La vitesse moyenne mondiale du Wifi tourne autours des 2Mbp/s ( équivaut à la connexion disponible dans le lycée). pays

On retrouve en premières positions les pays Asiatiques avec des densités de populations très grandes permettant une installation plus simple. Nous avons le Hong-Kong, le Japon avec un débit de 9Mbp/s et la Corée du sud cité auparavant avec une vitesse moyenne de 18Mbp/s ! Les USA et la France sont loins derieres avec 6,7 Mbp/s et 4 Mbp/s. On voit par ce graphique que l'urbanisation joue un role dans le devellopement des connexions a internet.


2.2. Cage de Faraday

Comme nous l’avons déjà vu, les métaux peuvent stopper les ondes EM. Une cage de faraday peut les stopper, comme elle stoppe le courant électrique dans l’image ci-dessous. C’est une cage, ou une pièce fermée, qui isole des ondes car elle est en métal est relié à la terre de façon à évacuer les ondes/le courant.

cage_faraday

On peut retrouver une cage de faraday dans le film « L’apprenti sorcier », la personne ce trouvant à l’intérieur ne risques rien, le courant produit par les bobines tesla est évacué dans la terre :
Voir l'extrait

Nous avons fais l’expérience avec le wifi et une cage de faraday faite maison : une boîte entourée d’aluminium, reliée à la terre via un câble électrique. Nous avons placé un iPod à l'intérieur, et mesuré le signal à l'intérieur.

cage

A à peine moins de 1m, sans obstacle ni perturbations, on observe une perte de décibels importante :

faraday

Cette expérience marche aussi avec les portables, voici une vidéo qui vous explique tout cela, et vous montre l’absence de réseau téléphonique dans une cage de faraday: Voir la vidéo



2.3. Signal Wifi

Réalisation d'une antenne (amplificateur)
Cette petite parabole concentre les ondes vers votre antenne. Le but est de savoir si on peut non pas affaiblir un signal mais l'amplifier :

alu

Pour effectuer cette expérience, il nous faut un émetteur (un routeur / une box) et un récepteur (un téléphone/ordinateur portable, … ) :

box

Nous avons fait plusieurs relevés sur plusieurs distances avec et sans l'amplificateur pour voir s'il existe une réelle différence. Nous avons relevé les valeurs en db à l'aide d'une application sur téléphone qui nous a permis d'établir ce tableau :

tableau_wifi

graph

A l'aide de ce graphique on peut voir une diminution de perte de décibel ( en moyenne 5dB ). On en conclut que cette amplificateur fait d'aluminium permet d'attirer les ondes afin de les rediriger et donc de permettre un meilleur signal.

Nous avons aussi réalisé des mesures avec présence de différents obstacles ( murs, vitre.. ) et il y a bien une augmentation de la perte de dB comme indiquer plus haut dans le tableaux des matériaux.

Utilisation d'une application pour smartphones ( Android / iOS ): Wifi Analyzer :

Voir sur le Play Store

« Cette application montre les canaux Wi-fi autour de vous et vous permet de trouver un canal moins encombré pour votre routeur Wi-Fi. Avec graphique de temps, signal-mètre et utilisation actuelle des canaux Wi-Fi »

Voici trois prise de valeurs en partant de gauche :

analyser

1-L'application indique qu'il n'y a aucune perte lorsque le téléphone et le routeur sont côte à côte.
2-Le téléphone est placé dans une cage de faraday relié à la terre. On peut déduire par la valeur du signal que la cage absorbe le signal.
3-Avec une distance de 3 mètres entre le routeur et le téléphone, il y a une perte de -42dB avec l'amplificateur alors que sans l'amplificateur la valeur était ~ -45dB. L'amplificateur permet d'avoir un meilleur signal ( + 3-5 dB ).



Conclusion

Les cables ethernet (ADSL) permettent aussi de se connecter à internet ainsi que la fibre optique (haut débit) mais offrent un débit supérieur au wifi.

La fibre optique est un fil en verre ou de plastique très fin qui à la propriété d'être un conducteur de lumière et sert dans la transmission de données. Elle offre un débit d'information nettement supérieur à celui des câbles coaxiaux comme la vitesse de la lumière est très élevée. La fibre optique offre en moyenne une vitesse 10x supérieurs que l'ADSL.

Le fait qu'on a est une meilleure connexion en ville qu'à la campagne vient du fait qu'il y a un affaiblissement du signal au cours de la propagation (c'est la perte de dB tout le long des réseaux).


Ainsi avons vus que l'environnement joue un rôle primordiale dans le développement des technologies d’échanges de données sans-fils. Nous ne sommes pas près de laisser les réseaux câblés qui offrent de meilleurs résultats aux oubliettes (surtout pour la fibre optique) ! Mais peut-être que dans quelques années les réseaux sans-fil seront surement capables de concurrencer les réseaux câblés et l’environnement ne posera plus de problème. Nous avançons dans un monde qui évolue de plus en plus vers le sans-fil, avec même depuis moins d’un an la possibilité de charger son portable sans fils !(Lumia de Nokia).

réalisé par M.I.M. avec la participation de Woap et de Babeba