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Aujourd’hui, les systèmes de communication sans fil sont de plus en plus présents dans notre vie quotidienne et ils tendent à remplacer l’utilisation excessive de câbles.
Le développement des réseaux mobiles n’a pas cessé d’accroitre, plusieurs générations ont vues le jour (1G, 2G, 3G, 4G et prochainement la 5G qui n’est pas encore mis en œuvre) et ont connues une évolution remarquable, en apportant un débit exceptionnel qui ne cesse d’augmenter, une bande passante de plus en plus large et un des avantages d’une telle bande passante est le nombre d’utilisateur pouvant être supportés.
Principe de base d’un réseau mobile
Le principe de fonctionnement du réseau mobile est basé sur un système cellulaire, c’est-à dire que les stations de bases sont reparties sur le territoire selon un schéma qui permet à une cellule d’utiliser plusieurs fréquences qui seront différentes de celles des cellules voisines , ces mêmes fréquences seront réutilisées par des cellules suffisamment éloignées de façon à éviter les interférences.
Le nombre de communications simultanées que peut écouler une station de base est limité à cause du nombre de porteuses (fréquences) disponibles. Dans les zones urbaines, l’opérateur utilise des microcellules (de quelques centaines de mètres de rayon) pour écouler un trafic important par unité de surface .
Dans les zones rurales, faiblement peuplées, les cellules sont de tailles importantes (jusqu’à30 Km) et sont appelées des macros cellules. Les systèmes de radiotéléphonie cellulaire sont donc adaptés à des environnements très variés (zones urbaines ou rurales, usagers fixes ou mobiles, intérieur et extérieur des immeubles).
Historique
Dans le monde à fin 2016, ce sont près de 7,4 milliards d’abonnements mobiles qui étaient souscrits, soit quasiment la totalité de la population mondiale, selon les estimations de l’International Télécommunication Union. Cela correspond ainsi à un taux de pénétration de 99,7%. 5,8 milliards de ces abonnements ont été souscrits dans des pays en développement.
Dans les pays en voie de développement, la pénétration des abonnements mobiles atteint 94,1% fin 2016 contre 126,7% dans les pays développés.
Le marché approche la saturation : la croissance des abonnements n’est plus que de 2,2% par an (contre 2,6% entre 2014 et 2015 par exemple). Elle est surtout due aux pays en voie de développement (hausse de 2,5% en 2016) .
Standard des réseaux d’accès mobile
La première génération (1G)
La première génération de systèmes cellulaires 1G reposait sur un système de communications mobiles analogiques .
Cette génération a bénéficié de deux inventions techniques majeures des années 1970 : le microprocesseur et le transport numérique des données entre les téléphones mobiles et la station de base.
La première génération de systèmes cellulaires (1G) utilisait essentiellement les standards suivants :
AMPS (Advanced Mobile Phone System)
Lancé aux Etats-Unis, est un réseau analogique reposant sur la technologie FDMA (Frequency Division Multiple Access) .
TACS (Total Access Communication System)
Est la version européenne du modèle AMPS, ce système fut également utilisés en Angleterre, puis en Asie avec une bande de fréquence des 900 MHz.
ETACS (Extended Total Access Communication System)
Une amélioration du standard TACS développée par le royaume uni qui utilisait un nombre plus important de canaux de communications.
La deuxième génération (2G)
La 2G a vu un changement de technologie, en passant de la transmission analogique à la transmission numérique. Ces principaux standards sont : le GSM, GPRS, et l’EDGE.
le réseau GSM (2G)
Le service le plus important dans les réseaux cellulaires GSM est le service de la voix. Cette technologie a pour premier rôle de permettre des communications entre abonnés mobiles et abonnés du réseau fixe RTC (Réseau Téléphonique Commuté). Le réseau GSM s’interface avec le réseau RTC et comprend des commutateurs. Il se distingue par un accès spécifique traduisant la liaison radio et un débit inférieur à 10 Kb/s.
GSM 900 : système radio mobile à vocation urbaine et rurale (macro cellule) et utilisant la fréquence des 900MHz avec des sous bandes de largeur 25MHz : (890-915) MHz et (935-960) MHz.
DCS 1800 : exploite la fréquence 1800 Mhz avec des sous bandes de largeurs 75 Mhz, destiné pour les réseaux mobiles spécialement dans les zones urbaines (microcellule).
La troisième génération (3G)
La troisième génération (3G) représente une évolution majeure par rapport à la 2G.sur la base de communications «voix», se sont les services mobiles qui profitent de réseaux hauts débits largement supérieurs.
le réseau UMTS (3G)
Abréviation d’Universal Mobile Télécommunications System, l’UMTS désigne une nouvelle norme de téléphonie mobile. On parle plus généralement de téléphonie de troisième génération ou 3G. En 2002 la norme UMTS fait son apparition, elle constitue une voie royale pour le développement de produits et de services multimédias. Un point complexe à résoudre était de passer d’un service de téléphonie (à connexion circuit) vers un service DATA (connexion paquets).
Les technologies développées autour de cette norme conduisent à une amélioration significative des services et des vitesses de transfert avec des débits supérieurs à144 Kbps et pouvant aller jusqu’à 2 Mb/s.
L’idée été d’ajouter des amplificateurs avant chaque antennes, il amplifie le signal pour que celui-ci puisse être reçu par une autre antenne, en changeant les techniques demodulation.
La quatrième génération (4G)
Toujours en cours de recherches et de standardisation, le réseau 4G (4ème génération) est proposé comme future génération des réseaux mobiles après la 3G. Ce réseau a également pour objectif d’abolir les frontières de la mobilité. Les débits supposés sont entre 20 et 100 Mb/s à longue portée et en situation de mobilité, et1 Gb/s à courte portée vers des stations fixes. Par définition, la 4G assure la convergence de la 3G avec les réseaux de communication radio fondés sur le protocole IP. La connexion devra être possible quel que soit le mode de couverture.
Réseau LTE
LTE (Long Term Evolution) est la norme de communication mobile la plus récente qui est proposée par l’organisme 3GPP dans le contexte de la 4G. Cette technologie est composée des deux parties : le réseau d’accès E-UTRAN, et le réseau coeur appelé SAE (System Architecture Evolution), elle propose des débits élevés pour le trafic temps-réel, avec une large portée. Théoriquement, le LTE peut atteindre un débit de 50 Mb/sen lien montant et 100Mb/s en lien descendant. Contrairement à la 3G qui nécessite d’allouer une bande de fréquence de 5 MHz, le LTE propose plusieurs bandes de fréquences allant de 1.25 jusqu’à 20 MHz. Cela lui permettra de couvrir de grandes surfaces. Avec le 4G, on se dirige vers la transmission de toutes les informations-voix et données – par IP, le même protocole qu’on utilise sur Internet. Pour les fournisseurs, c’est plus facile et moins cher à gérer .
Introduction générale |
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