Evolution de la 1G vers la 4G

Les différentes normes téléphoniques

 Avant d’expliquer l’état actuel des technologies utilisées aujourd’hui, il me semble intéressant de rappeler l’évolution de ces techniques : cela a pour avantage d’une part de savoir de quoi on est parti pour mieux se positionner à l’heure actuelle et d’autre part de voir l’évolution du réseau structurant de l’opérateur. Rassurez-vous, je serai très bref.

 Les années 80

 La 1ère génération des téléphones mobiles a débuté dans le début des années 80 en offrant un service médiocre de communication mobile, médiocre mais très couteux. La 1G avait beaucoup de défauts : Des normes incompatibles d’une région à une autre, une transmission analogique non sécurisée (on pouvait écouter les appels), pas de roaming vers l’international (roaming est la possibilité de conserver son numéro sur un réseau autre que celui de son opérateur).

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Les années 90

 Dans les années 90, le GSM est apparu. Il s’agit de la norme 2G, s’appuyant sur les transmissions numériques permettant une sécurisation des données (avec cryptage). La norme est mondiale, elle autorise le roaming entre pays exploitant le réseau GSM. Le GSM permettait aussi l’émission de SMS (limités à 80 caractères). Le principe du GSM, dois je le rappeler, est de passer des appels téléphoniques. Aussi, le GSM s’appuye sur une connexion dite orientée circuit, déjà utilisée par la téléphonie fixe. L’avantage de cette connexion est d’ouvrir un faisceau entre l’appelant et l’appelé qui ne sera fermé qu’en fin de communication. Un faisceau, c’est comme une voie ferroviaire, supposons deux gares reliées entre elles par plusieurs voies. Si le système de commutation des voies ne change pas, tous les trains emprunteront le même chemin. Dans le cas de la téléphonie, le système de commutation s’établit pendant la tonalité de mise en relation, puis est maintenu pendant toute la communication. L’inconvénient est l’utilisation d’un faisceau même si vous ne parlez pas (et quand bien même vous parlez, lorsqu’on communique, il y a plus de 60% de blancs lors de notre conversation), c’est à dire que le faisceau vous est réservé alors que vous ne transmettez rien. L’avantage et la raison de ce choix est que la conversation arrive dans le bon ordre (si vous comptez de 1 à 10, le 1 arrivera en premier à votre correspondant et le 10 en dernier car tous ces nombres auront suivi le même faisceau).

Le GSM a connu un énorme succès et a permis de susciter le besoin de téléphoner en tout lieu avec la possibilité d’émettre des mini-messages.

Devant le succès, il a fallu proposer de nouvelles fréquences aux opérateurs pour acheminer toutes les communications, et de nouveaux services sont aussi apparus, comme le MMS. Le débit de 9.6 kbps proposé par le GSM est insuffisant, de nouvelles techniques de modulations et de codages ont permis d’accroitre le débit et les premières connexions IP sont apparues (GPRS, EDGE). Des applications M2M (Machine To Machine) sont aussi apparues comme par exemple commander les produits à approvisionner dans une machine de distribution (machine à café, …)

 Les années 2000

La 3G a été impulsée par les exigences de l’IMT-2000 pour permettre des applications vidéos sur le mobile. Une application vidéo nécessite un débit de 384 kbps au minimum.
Les applications visées étaient la possibilité de regarder youtubes, de la visiophonie, … Outre l’augmentation de débit, un point complexe à résoudre était de passer d’un service de téléphonie (à connexion circuit) vers un service DATA (connexion paquets).

La 3G a démarré lentement après un retard de 2 ans sur les prévisions (autonomie des mobiles insuffisante est due entre autres au dimensionnement des amplificateurs pour transmettre le signal sans trop le déformer. L’amplificateur est situé avant l’antenne, il amplifie le signal pour que celui-ci puisse être reçu par l’antenne, c’est un peu comme si vous souhaitiez écouter de la musique dans votre jardin à partir de votre radio dans votre chambre).

La 3G a commencé à s’introduire sur le marché à partir de la version 3.5 (2005.c), celle-ci, nommée HSDPA a permis d’augmenter le débit descendant. Puis est arrivé le HSUPA pour augmenter le débit montant et enfin le HSPA et HSPA+.

L’accès aux services de connexions à internet et surtout de messagerie s’est peu à peu installé dans les habitudes des utilisateurs. Les terminaux se sont améliorés (Smartphone,..) permettant un usage plus confortable de la connexion haut débit.

 Succédant à la 3G (l’expérience de ces 20 années de téléphonie) et aux évolutions de cette norme (HSDPA, HSUPA, HSPA, HSPA+), le  LTE apparait avant tout comme une rupture technique :

  • Nouvelle Interface radio basée sur un multiplexage d’accès OFDMA
  • Modification de l’Architecture réseau existant afin de fournir une connexion tout IP.

En en 2010

 La norme LTE-advanced impose des critères de base sur le débit et sur la latence, comme le résume le tableau suivant :

Tableau resume caracteristiques

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