Pourquoi Wi-Fi 2,4 GHz

Par Jennifer Pattison Tuohy, critique de maison intelligente qui teste des gadgets connectés depuis 2013. Auparavant écrivain pour Wirecutter, Wired et BBC Science Focus.

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Ce matin, mon chien Gus a pris sa grosse tête poilue et m'a donné un bon coup de coude. Il m'a regardé, puis son bol de nourriture. "Maman," dit-il (par télépathie, bien sûr). "Le Wi-Fi de ma mangeoire pour animaux de compagnie est interrompu. Encore une fois."

Gus est un chien domestique intelligent. Il a l'habitude de me faire savoir quand sa nourriture n'a pas été distribuée à temps parce que sa mangeoire intelligente pour animaux de compagnie a abandonné le réseau Wi-Fi - et j'ai l'habitude de faire la danse de reconnexion qui suit.

Si vous possédez n'importe quel type de gadget de maison intelligente - prise intelligente, ampoule, caméra de sécurité, contrôleur de porte de garage ou mangeoire pour animaux de compagnie - vous connaissez les étapes : découvrez comment réinitialiser l'appareil, sortez votre téléphone, ouvrez l'application, accédez à ses paramètres Wi-Fi, passez aux paramètres de votre téléphone, rejoignez votre réseau Wi-Fi, revenez à l'application. Restez là pendant quelques minutes pendant qu'il essaie de se connecter et échoue invariablement. Recommencer.

Tous les gadgets qui tombent régulièrement sur mon réseau partagent un facteur commun : ils se connectent via Wi-Fi 2,4 GHz.

Au cours de ma décennie et plus de possession d'appareils intelligents, j'ai fait cette danse d'innombrables fois. Et tous les gadgets qui abandonnent régulièrement mon réseau ou se comportent mal partagent un facteur commun : ils se connectent via le Wi-Fi 2,4 GHz. Ce protocole obsolète à faible bande passante des années 1990 est lent, encombré, sujet aux interférences d'autres appareils électroménagers et généralement peu fiable.

Nous sommes en 2023. Les fabricants d'appareils domestiques intelligents devraient mettre des puces Wi-Fi 5 GHz dans leurs gadgets, n'est-ce pas ?

Eh bien, probablement pas.

Voici un aperçu des raisons pour lesquelles le Wi-Fi 2,4 GHz est si omniprésent dans la maison intelligente d'aujourd'hui, comment nous pouvons apprendre à vivre avec et s'il existe de meilleures solutions.

La fréquence radio de 2,4 GHz a été publiée par la FCC en 1985 pour une utilisation de communication sans licence, ce qui signifie que les gens n'avaient pas à payer pour l'utiliser. Cela en a fait le choix évident en 1997, lorsque la première version du protocole Wi-Fi 802.11 est sortie. Et ainsi, le Wi-Fi 2,4 GHz est né.

Seulement il n'était pas seul. Tout le reste dans nos maisons qui voulait communiquer sans fil a sauté sur la bande gratuite de 2,4 GHz, des téléphones sans fil et des ouvre-portes de garage aux moniteurs pour bébés - et les fours à micro-ondes utilisaient déjà des ondes de 2,4 GHz pour la cuisson des aliments. Avec d'autres protocoles de maison intelligente, comme Bluetooth, Zigbee et maintenant Thread, également sur la fréquence, la fête à la maison à 2,4 GHz est devenue très encombrée très rapidement.

« 2,4 GHz est tellement mieux que 5 GHz pour la maison intelligente parce que... 2,4 c'est parfait !

Aujourd'hui, le Wi-Fi 2,4 GHz est le protocole le plus populaire pour les appareils domestiques intelligents. Si vous avez une prise intelligente ou une ampoule intelligente dans votre maison, il y a de fortes chances qu'elle utilise le Wi-Fi 2,4 GHz. Parlez à n'importe quel fabricant d'appareils domestiques intelligents - et j'en ai parlé à beaucoup pour cet article - et ils chanteront les louanges de 2,4 GHz. C'est le moins cher à déployer de tous les protocoles et il a la compatibilité la plus large - tous ceux qui achètent un appareil domestique intelligent ont un routeur Wi-Fi qui prend en charge 2,4 GHz.

« 2,4 GHz est bien meilleur que 5 GHz pour la maison intelligente car il offre une couverture plus longue et [traverse] les murs plus fortement. 2,4 est parfait ! déclare Wesly Lin, ancien ingénieur de TP-Link et actuel directeur général associé de Meross, un fabricant chinois de prises, interrupteurs et ampoules intelligents. "C'est la principale raison pour laquelle les fabricants utilisent 2.4. Ils ne veulent pas que les utilisateurs subissent davantage de décrochages. Ils ne veulent pas se plaindre que leurs appareils ne fonctionnent pas dans les coins ou au rez-de-chaussée du sous-sol."

Alors que 2,4 GHz est beaucoup plus lent que ses frères et sœurs 5 GHz et 6 GHz, il apporte de la portée. "Le spectre 2,4 GHz est très étroit, donc les données ne vont pas vite, mais comme il s'agit d'une basse fréquence, il peut aller très loin et pénétrer les murs mieux que 5 GHz ou 6 GHz", explique David Henry, président des produits domestiques connectés chez le fabricant de routeurs Netgear. Cela permet de connecter des appareils tels que des contrôleurs de porte de garage intelligents, des mangeoires pour animaux de compagnie et des thermostats qui peuvent être plus éloignés de votre routeur Wi-Fi.

2,4 GHz n'a pas non plus besoin d'un réseau maillé pour permettre sa portée, contrairement à la plupart des autres protocoles sans fil de la maison intelligente. "Le Wi-Fi 2,4 GHz est un enjeu de table. C'est l'un des éléments les plus importants de la maison intelligente", me dit Nick Weaver, PDG et fondateur de la société de routeur Wi-Fi maillé Eero. "Tout le monde n'a pas d'infrastructure 5 GHz ou 6 GHz chez lui, et 2,4 est idéal pour les appareils à faible bande passante où vous avez besoin de portée."

Cependant, étant bon marché et facile à déployer, le Wi-Fi 2,4 GHz est devenu trop populaire. Avec la popularité viennent les problèmes. Pour 2,4 GHz, ceux-ci sont doubles. Premièrement, il peut y avoir des interférences et de la congestion causées par l'encombrement sur le spectre étroit de la fréquence. Et deuxièmement : mauvais firmware.

Pour commencer, tous ces appareils utilisant le Wi-Fi 2,4 GHz et tout le reste sur la même tranche de spectre encombrent la fréquence. Et tous leurs bavardages incessants rendent difficile l'audition d'un seul appareil. "La congestion sur le Wi-Fi 2,4 GHz, c'est comme s'il y avait 40 personnes dans une pièce, et toutes parlent, mais vous ne pouvez pas entendre une personne en particulier parce que les 40 personnes parlent", explique Lin.

Sur un réseau encombré, les choses bougent plus lentement, ce qui entraîne une réduction des performances, de la latence et, potentiellement, des pannes. Par exemple, vous demandez à un assistant vocal dans un haut-parleur intelligent d'allumer les lumières, et cela se produit 30 secondes plus tard, chaque ampoule « s'allumant » une par une plutôt qu'en une seule fois.

Dans le cas de ma mangeoire pour animaux de compagnie, il essaie probablement de crier par-dessus tout le bruit, de ne pas être entendu, puis d'abandonner. C'est là qu'un mauvais logiciel devient un facteur. Si une entreprise n'a pas travaillé pour optimiser sa connectivité Wi-Fi, elle se retrouvera au bas de la pile, bêlant pathétiquement. "2.4 n'a pas beaucoup de spectre à utiliser, ce qui devient un problème", explique Weaver. "Ajoutez cette interférence avec un mauvais logiciel - de nombreux appareils 2.4 bon marché ne gèrent pas très bien les pannes et produisent une tonne de tentatives pour revenir sur un réseau, provoquant plus d'interférences - et vous vous retrouvez avec des tempêtes de trafic de diffusion."

Avec l'avènement des bandes Wi-Fi 5 GHz et, plus récemment, 6 GHz, le Wi-Fi de votre maison intelligente a plus d'espace pour respirer, en particulier plus de spectre. Au fur et à mesure que les bandes augmentent, chaque voie s'élargit - avec 6 GHz nous apportant un énorme 1 200 MHz de spectre.

Ces nouvelles bandes ouvrent une bande de voies rapides pour les appareils connectés au Wi-Fi dans votre maison. Considérez le Wi-Fi comme une autoroute, avec des voies spécifiques pour des fonctions spécifiques. 2,4 GHz est la piste cyclable pour vos gadgets domestiques intelligents lents mais stables, et 5 GHz – avec ses bandes plus larges et ses vitesses de pointe plus rapides – est la principale autoroute pour vos appareils à large bande passante comme les caméras de sécurité, les ordinateurs portables, les tablettes et les boîtes de streaming.

"Le Wi-Fi 2,4 GHz est un enjeu de table. C'est l'un des éléments les plus importants de la maison intelligente."

La bande 6 GHz, qui est arrivée avec le Wi-Fi 6E en 2021, est votre voie HOV. Seuls certains gadgets ultra-rapides qui ont payé pour le privilège (avec un chipset plus cher) peuvent emprunter cette voie. Malheureusement, aujourd'hui, il n'y a pas beaucoup d'appareils qui utilisent 6 GHz - Apple ne le prend en charge que dans les derniers modèles de MacBook Pro, Mac Mini et iPad Pro - et les routeurs 6E sont chers. Mais à mesure que de plus en plus d'entreprises adoptent le 6 GHz et que le coût de la technologie diminue, cela peut commencer à réduire encore plus la pression sur 2.4.

"La solution au problème des salles bondées est d'éloigner les 10 personnes les plus bruyantes afin que vous puissiez mieux entendre les 30 autres plus silencieuses", explique Lin. La chose la plus simple que vous puissiez faire pour réduire la congestion de votre réseau domestique intelligent est de déplacer vos appareils à large bande passante tels que les caméras de sécurité, les ordinateurs portables et les clés de diffusion vers 5 GHz et même 6 GHz, afin que vos gadgets 2,4 GHz aient plus d'espace pour respirer. (Il va sans dire que pour réduire la congestion Wi-Fi, vous devez câbler tout ce que vous pouvez, comme les ordinateurs de bureau, les téléviseurs, les clés de diffusion en continu et autres porcs fixes de bande passante.)

La plupart des routeurs Wi-Fi modernes offrent une direction de bande qui déplace automatiquement les appareils bi-bande vers 5 GHz. Les systèmes de routeur maillé sont également utiles - si vous avez plusieurs points d'accès dans votre maison, votre ordinateur portable et votre smartphone peuvent rester connectés à 5 ou 6 GHz où que vous soyez et éviter de tomber dans cette bande de 2,4 GHz encombrée.

Si vous avez une maison intelligente, vous voulez le Wi-Fi 6

Netgear, TP-Link et d'autres ont commencé à introduire des réseaux dédiés "maison intelligente / IoT" sur leurs routeurs haut de gamme, tels que le pack Deco XE75 Pro 3 et la gamme Orbi de Netgear. Ceux-ci maintiennent tous vos appareils à faible bande passante sur un réseau sécurisé de 2,4 GHz sans que vous ayez à vous soucier de la configuration d'un réseau invité ou de la séparation manuelle des bandes (personne n'achète une mangeoire pour animaux de compagnie connectée dans l'espoir d'apprendre à devenir ingénieur réseau). Cependant, même Henry de Netgear admet que vous ne devriez pas avoir besoin de les utiliser. La technologie de pilotage de bande devrait faire en sorte que tout fonctionne avec un seul réseau.

Un nouveau routeur est également l'occasion de passer au Wi-Fi 6. Le Wi-Fi 6 a été spécialement conçu pour améliorer les performances d'un réseau Wi-Fi lorsqu'un groupe d'appareils y est connecté. Il s'agit essentiellement d'une mise à niveau Wi-Fi pour la maison intelligente. Si vous avez une maison intelligente, vous voulez le Wi-Fi 6. Eero et Google Nest ont tous des options de routeur Wi-Fi 6, tout comme Netgear, TP-Link et d'autres. Si vous achetez un nouveau routeur aujourd'hui, le Wi-Fi 6 devrait être une condition préalable.

Gardez à l'esprit, cependant, que le Wi-Fi 6 est différent du 6 GHz ; il ne vient pas avec cette bande supplémentaire de 6 GHz. Vous n'obtenez que 6 GHz avec le Wi-Fi 6E susmentionné (toute la convention de dénomination est tout simplement idiote).

Bien qu'il soit logique que des appareils intelligents plus gros et plus gourmands en bande passante comme les caméras et les écrans intelligents utilisent 5 GHz, il n'est pas logique de basculer des gadgets plus petits et moins intensifs vers la bande 5 GHz. "Pourquoi déplacer tous les vélos dans les voies les plus rapides ? Gardez-les dans leur propre voie", explique Lin de Meross.

Bien que vous puissiez maudire le ciel lorsque votre ordinateur portable fonctionne à 2,4 GHz lent pendant que vous essayez de rattraper Succession, la plupart des appareils intelligents envoient et reçoivent très peu de données, ce qui rend les vitesses de transfert de données plus lentes de 2,4 GHz sans problème. "Votre serrure de porte, votre système d'arrosage et votre thermostat Nest n'ont pas besoin de 5 GHz", déclare Henry. "Ils ne diffusent pas de vidéo, ils peuvent être alimentés par batterie et ils sont souvent éloignés de votre routeur."

"Je ne pense pas que le Wi-Fi 2.4 ne disparaisse jamais... Le désactiver ne vaudrait pas la peine."

De plus, rendre des appareils comme les prises intelligentes compatibles avec 5 GHz nécessiterait des puces Wi-Fi double bande et plus d'antennes, rendant « ces petits appareils plus chers et réduisant leur distance de connexion », explique Elin Zhao de TP-Link, qui fabrique à la fois des appareils domestiques intelligents et des routeurs Wi-Fi.

J'accepte l'argument selon lequel 5 GHz est actuellement exagéré pour la plupart des appareils domestiques intelligents qui ne diffusent pas d'audio ou de vidéo. L'ajout de 5 GHz rendra les petits gadgets simples pour la maison intelligente plus volumineux, plus coûteux et plus complexes - pas les fonctionnalités que vous recherchez dans, par exemple, une prise intelligente. Mais à mesure que le Wi-Fi mûrit, le 2.4 deviendra sûrement obsolète. Ne devrions-nous pas être à l'épreuve du futur ? "Je ne pense pas que le Wi-Fi 2.4 ne disparaisse jamais", déclare Henry. "Il y a tellement d'appareils qui l'utilisent. L'éteindre ne vaudrait pas la peine - et l'argent - par rapport à le garder allumé."

Bien que le Wi-Fi 2,4 GHz soit là pour rester, cela ne signifie pas que les fabricants d'appareils domestiques intelligents doivent l'utiliser. Ils ont d'autres options. Z-Wave, Zigbee et Thread sont toutes des technologies plus évidemment adaptées aux gadgets domestiques intelligents, principalement parce qu'elles utilisent un réseau maillé. Cela permet à chaque appareil d'étendre la connectivité, de sorte que votre prise intelligente peut aider votre ampoule intelligente à rester connectée. Plus vous avez d'appareils, plus le réseau s'étend. Z-Wave utilise la bande de 900 mégahertz et est entièrement hors de la calamité de la congestion. C'est l'une des raisons pour lesquelles on le trouve dans les systèmes de sécurité domestique : il est fiable et moins sujet aux interférences.

Ces options de protocole maillé résolvent également le problème de l'énorme consommation d'énergie que le Wi-Fi a sur les appareils alimentés par batterie (il y a une raison pour laquelle vous ne pouvez pas trouver un capteur de mouvement Wi-Fi ou de porte-fenêtre décent n'importe où). "Grâce à Zigbee, les appareils alimentés par batterie d'Aqara ont une durée de vie de batterie ultra longue allant jusqu'à 5 ans", déclare Filipp Shved d'Aqara. Zigbee peut également évoluer, avec un hub Aqara capable de gérer jusqu'à 128 appareils Zigbee. Les concentrateurs Z-Wave standard peuvent gérer 232 appareils et plus de 250 fils.

"Sur le très long arc de la maison intelligente, je pense que nous verrons une migration vers des technologies comme Thread..."

Mais tous ces protocoles nécessitent un concentrateur ou un pont quelconque pour se connecter à Internet, ce qui ajoute au coût et à la complexité - ce que de nombreux fabricants essaient d'éviter car ils cherchent à vous vendre de nombreux petits appareils intelligents pour votre maison. "Le chipset Wi-Fi 2.4 est le meilleur pour l'IoT en ce moment, en termes de coût", déclare Lin de Meross. "Le chipset des dispositifs de thread pourrait doubler ou tripler le coût pour nous, et le prix pour le consommateur augmentera."

De plus, Lin dit que l'appétit n'est tout simplement pas là de la part des utilisateurs de maisons intelligentes. "Matter sort - qui utilise Thread. Mais les consommateurs ne veulent pas acheter les appareils Matter au double du prix." Une seule prise Meross Matter coûte 20 $. Un pack de quatre de la même prise sur le Wi-Fi 2,4 GHz coûte environ 30 $. "Les données sur les ventes disent la vérité : les clients n'achètent pas pour Matter."

"Sur le très long arc de la maison intelligente, je pense que nous assisterons à une migration vers des technologies telles que Thread pour les appareils à faible bande passante et en grande quantité, tels que les lumières, les capteurs et les appareils fonctionnant sur batterie", déclare Eero's Weaver. "Il fonctionne toujours sur 2,4 GHz, mais Thread est beaucoup plus efficace que le Wi-Fi du point de vue de la surcharge des paquets. Il n'a pas la surcharge de la négociation Wi-Fi, consommant moins de temps d'antenne avec chaque appareil." Thread offre une meilleure fiabilité, de meilleures performances réseau et une meilleure portée que le Wi-Fi 2,4 GHz, dit-il.

Les appareils alimentés par thread ne nécessitent pas non plus de pont ou de concentrateur propriétaire. Au lieu de cela, ils peuvent utiliser n'importe quel routeur de bordure Thread pour se connecter à Internet. Un routeur de bordure Thread est un appareil alimenté avec une connexion Internet et une radio Thread. Il peut s'agir d'un haut-parleur intelligent, d'un thermostat, d'un luminaire ou même de votre routeur Wi-Fi. Si vous avez une maison intelligente, vous avez peut-être déjà un routeur de bordure Thread – les routeurs Wi-Fi Eero, Apple HomePods et certains haut-parleurs intelligents Google Nest et Amazon Echo sont des routeurs de bordure Thread.

Alors que l'infrastructure de Thread commence à arriver, il y a encore relativement peu d'appareils qui utilisent Thread. Et jusqu'à ce qu'il soit aussi bon marché pour les fabricants de construire avec Thread qu'avec le Wi-Fi 2,4 GHz, il ne remplacera pas le Wi-Fi en tant que protocole de connectivité domestique intelligent dominant. Mais s'il y a une chose dont je suis sûr, c'est que ma prochaine mangeoire intelligente pour animaux de compagnie utilisera Thread.

Une frustration courante avec les appareils domestiques intelligents Wi-Fi 2,4 GHz est d'essayer de les connecter. Les prises intelligentes, les robots aspirateurs et les ampoules qui utilisent le Wi-Fi 2,4 GHz doivent également être intégrés à 2,4 GHz. Mais si le smartphone que vous utilisez pour le connecter est sur une bande 5 GHz, l'appareil peut ne pas voir le réseau 2.4 et ne pas se connecter.

Cette frustration très réelle n'a en fait rien à voir avec le Wi-Fi 2,4 GHz lui-même et tout à voir avec les multiples acteurs impliqués pour vous aider à vous connecter au réseau. "La faute peut être imputée à tous les niveaux", déclare Adam Justice, dont la société Grid Connect développe des solutions de mise en réseau pour les fabricants d'appareils domestiques intelligents (y compris sa propre gamme sous la marque ConnectSense). "Cela peut être mis au pied des fabricants de routeurs, des fabricants d'appareils. Cela peut être un défaut du chipset, et parfois la faute du propriétaire de la plate-forme de smartphone, comme Apple ou Google."

Pour résoudre ce problème, certains fabricants d'appareils ont commencé à passer au Bluetooth pour l'intégration initiale ; c'est également ainsi que la norme Matter smart home permet d'intégrer de nouveaux appareils à votre réseau.

Mais la plupart des appareils utilisent toujours le Wi-Fi pour se connecter, ce qui, selon votre routeur, peut être problématique. Des solutions telles que donner à vos réseaux 2,4 GHz et 5 GHz des noms différents afin que les appareils puissent voir plus facilement le réseau 2,4 GHz peuvent présenter plus de problèmes lorsqu'il s'agit de contrôler ces gadgets et de mettre à jour leur micrologiciel.

Certains routeurs et kits de réseau maillé plus récents ne vous permettent pas de donner à vos bandes Wi-Fi des noms distincts, donc si c'est un problème que vous rencontrez, envisagez de passer à un routeur qui le fait. Ou examinez les options de Netgear et TP-Link avec leurs réseaux IoT dédiés. Le système d'Eero dispose également d'un paramètre qui désactive temporairement 5 GHz pour aider à ajouter un appareil à 2,4 GHz. Mais préparez-vous à ce que tout dans votre maison ralentisse pendant que ce processus se déroule.

Correction du 16 mai 2023, 10 h 00 : Une version précédente de cet article indiquait qu'Apple ne prend pas en charge 6 GHz dans ses produits. C'est incorrect, il prend en charge 6 Ghz dans les modèles 2023 des MacBook Pro, Mac mini et iPad Pro. Nous regrettons l'erreur.

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