EVOLUTION DU RESEAU MOBILE
Téléphonie
En l’espace d’une vingtaine d’années, l’usage des services de communications mobiles a connu un essor remarquable. Le nombre d’abonnés mobiles au regard de la population mondiale à la fin des années 2012 est plus de 6 milliards d’abonnés à travers le monde, soit 91,2 % de la population mondiale [UIT, 2013]. C’est véritablement un nouveau secteur de l’industrie mondiale qui s’est créé, regroupant notamment constructeurs de circuits électroniques, constructeurs de terminaux mobiles, constructeurs d’infrastructures de réseaux, développeurs d’applications et de services et opérateurs de réseaux mobiles.
Conçues à l’origine pour offrir un service de téléphonie mobile uniquement, les technologies de communications radio mobiles ont considérablement évolué et permettent désormais une connexion haut-débit en situation de mobilité. Les réseaux mobiles complètent ainsi les réseaux d’accès résidentiels tels que x-DSL et FTTH pour l’accès haut-débit à internet. Les utilisateurs de terminaux mobiles peuvent naviguer sur le web, utiliser leurs applications et leurs services préférés, consulter leurs courriels, télécharger des vidéos, de la musique, regarder la télévision, partager des photos, tout cela sur le même terminal et en mobilité. Ainsi, cette dernière n’est plus un frein à l’accès aux contenus numériques. Dans certains pays dépourvus de réseau fixe fiable et développé, les réseaux mobiles se substituent même aux réseaux résidentiels et sont l’unique moyen d’accéder à internet.
Concepts cellulaires
Définition
La cellule est l’unité géographique d’un réseau communément représenté sous la forme d’un hexagone pour se rapprocher du motif géométrique de sa zone de couverture qui assure un maillage régulier de l’espace. [3] Le motif est l’unité d’utilisation des fréquences radio définissant les canaux de communication.
Principe
Le premier réseau défini au sein des Bell Labsau au début des années 1970 était basé sur le concept de motif cellulaire. Cette technique est une composante technologique clé des réseaux mobiles, car elle permet de réutiliser les ressources du réseau d’accès radio sur plusieurs zones géographiques données appelées cellules. À une cellule est ainsi associée une ressource radio (une fréquence, un code…) qui ne pourra être réutilisée que par une cellule située suffisamment loin afin d’éviter tout conflit intercellulaire dans l’utilisation de la ressource. Conceptuellement, si une cellule permet d’écouler un certain nombre d’appels simultanés, le nombre total d’appels pouvant être supportés par le réseau peut être contrôlé en dimensionnant les cellules selon des tailles plus ou moins importantes. Ainsi, la taille d’une cellule située en zone urbaine est habituellement inférieure à celle d’une cellule située en zone rurale. Les réseaux mobiles sont tous basés sur ce concept de cellule, c’est pourquoi ils sont aussi appelés réseaux cellulaires.
Une cellule est contrôlée par un émetteur/récepteur appelé station de base, qui assure la liaison radio avec les terminaux mobiles sous sa zone de couverture. La couverture d’une station de base est limitée par plusieurs facteurs, comme la puissance d’émission du terminal mobile et de la station de base, la fréquence utilisée, le type d’antennes utilisé à la station de base et au terminal mobile, le relief du territoire (plaine, montagne, etc.), la densité d’abonnés, l’environnement de propagation (urbain, rural, etc.) et la technologie radio employée.
Évolutions des systèmes cellulaires
Technologies de la « 1ère Génération »
La première génération de téléphonie mobile possédait un fonctionnement analogique et était constituée d’appareils relativement volumineux, elle possède de faibles capacités en terme d’abonné et de trafic, et réclame un grand nombre de fréquences. Il existe plusieurs norme de cette génération, mais qui ne sont pas compatible les uns les autres, car il n’existait pas encore des normes standards internationales communes.
AMPS
Apparu en 1976 aux États-Unis, il constitue le premier standard de réseau cellulaire. Il est basé sur une technologie de commutation des communications entre cellules. L’AMPS travaille dans une bande de 800 à 900 MHz à l’émission comme à la réception. Le multiplexage de la première version de l’AMPS a été réalisé par FDMA, c’est-à-dire qu’à chaque appel est allouée une bande de fréquence particulière. Ceci permet la proximité de plusieurs cellules. Par contre, ce mécanisme limite grandement le nombre de communications supportées par une station de base. Pour remédier aux inconvénients du FDMA, le TDMA fut introduit. Il a permis l’augmentation de la capacité du système, ainsi que la mise en place d’une meilleure capacité. Les implémentations de TDMA furent IS-54, puis IS-136.
NMT
NMT a été étudié en commun par 4 pays nordiques comme Danemark, Suède, Finlande et Norvège de 1974 à 1978 et a été lancé en 1981 pour faire face aux limitations d’ARP. Il existe deux variantes dans cette norme : NMT-450 et NMT-900 qui sont respectivement dans les bandes de fréquence 450 MHz et 900 MHz.
Les spécifications de NMT contiennent le roaming, et la facturation. Le roaming est la possibilitéd’utiliser le réseau d’un opérateur auquel on n’est pas abonné. La facturation a alors lieu directement entre l’opérateur hôte et l’opérateur qui vend le service à l’utilisateur. Les types de cellules utilisés dans la norme NMT sont des cellules de grande taille qui permettent de couvrir une vaste zone géographique. Cependant, elle est limitée quant au nombre d’utilisateurs. Pour transmettre plus d’appels en même temps, il a fallu réduire la taille des cellules : on a alors plus d’antennes pour la même zone géographique, et donc plus de capacité. La norme NMT est caractérisée techniquement par l’encryption des communications possibles (avec terminal spécial), avec une taille des cellules dans les environs de 2 à 30 km, il peut se communiquer en full-duplex, et la puissance des terminaux mobiles est de 1 Watt et celle des téléphones de voiture à 6 Watts, une des caractéristiques est le transfert de données atteignant jusque`a 1200 bits/seconde (par le canal de contrôle).
TACS
Équivalente à l’AMPS, cette norme a été développée par le Royaume-Uni vers les 1982. Ce système fonctionne dans la bande de 890-915 MHz et 935-960 MHz. TACS s’est vite amélioré en ETACS et s’est répandu au Japon en JTAC de même au Hong-Kong.
INTRODUCTION |
