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Les Réseaux cellulaires Réseau de téléphonie mobile Un réseau de téléphonie mob

Les Réseaux cellulaires Réseau de téléphonie mobile Un réseau de téléphonie mobile est un réseau téléphonique qui permet l'utilisation simultanée de millions de téléphones sans fil, immobiles ou en mouvement, y compris lors de déplacements à grande vitesse et sur une grande distance. Pour atteindre cet objectif, toutes les technologies d'accès radio doivent résoudre un même problème : répartir aussi efficacement que possible, un spectre hertzien unique entre de très nombreux utilisateurs. Pour cela, diverses techniques de multiplexage sont utilisées pour la cohabitation et la séparation des utilisateurs et des cellules radio : le multiplexage temporel, le multiplexage en fréquence et le multiplexage par codes, ou le plus souvent une combinaison de ces techniques1. Un réseau de téléphonie mobile a une structure « cellulaire » qui permet de réutiliser de nombreuses fois les mêmes fréquences ; il permet aussi à ses utilisateurs en mouvement de changer de cellule (handover) sans coupure des communications en cours. Télécommunications Les télécommunications sont définies comme la transmission à distance d’informations avec des moyens à base d'électronique et d'informatique. Ce terme a un sens plus large que son acception équivalente officielle « communication électronique ». Elles se distinguent ainsi de la poste qui transmet des informations ou des objets sous forme physique. Dans les débuts des télécommunications modernes, des inventeurs comme Antonio Meucci, Alexander Graham Bell ou Guglielmo Marconiont mis au point des dispositifs de communication comme le télégraphe, le téléphone ou la radio. Ceux-ci ont révolutionné les moyens traditionnels tels que les pavillons ou le télégraphe optique Chappe. Actuellement, les télécommunications concernent généralement l'utilisation d'équipements électroniques associés à des réseaux analogiques ou numériques comme le téléphone fixe ou mobile, la radio, la télévision ou l'ordinateur. Celles-ci sont également une partie importante de l'économie et font l'objet de régulations au niveau mondial. Génération de système cellulaire 1G 2G 3G 4G 5G Génération de système cellulaire : Plusieurs générations marquent l’histoire des communications mobiles. Chaque génération successive, plus performante que les précédentes, repose sur une technologie dominante. On distingue quatre générations de systèmes cellulaires : 1G, 2G , 3G et 4G. Le réseau 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. Les appareils utilisés étaient particulièrement volumineux. 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).  NMT (Nordic Mobile Telephone) a été essentiellement conçu dans les pays nordiques et utilisés dans d’autres parties de la planète.  TACS (Total Access Communications System), qui repose sur la technologie AMPS, a été fortement utilisé en Grande Bretagne. Cette première génération de réseaux cellulaires utilisant une technologie analogique a été remplacée dès l'apparition d'une seconde génération plus performante utilisant une technologie numérique. *FDMA : L’accès multiple par répartition en fréquence (ou AMRF, en anglais Frequency Division Multiple Access ou FDMA) est une technique de contrôle d'accès au support utilisé en téléphonie mobile. Il s'agit d'un découpage en bandes de fréquences de manière à attribuer dynamiquement une partie du spectre à chaque utilisateur. De cette manière, chaque utilisateur se voit attribuer une ou plusieurs bandes de fréquences distinctes. Le réseau 2G La deuxième génération (2G) de systèmes cellulaires repose sur une technologie numérique a été développée à la fin des années 1980. Ces systèmes cellulaires utilisent une technologie numérique pour la liaison ainsi que pour le signal vocal. Ce système apporte une meilleure qualité ainsi qu’une plus grande capacité à moindre coût pour l’utilisateur. La deuxième génération de systèmes cellulaires (2G) utilise essentiellement les standards suivants : - GSM (2G) : Système cellulaire numérique de communication avec des mobiles ou entre mobiles, destiné principalement aux communications téléphoniques. - CDMA : Code division multiple access (CDMA), la commission générale de terminologie et de néologie propose le terme accès multiple par répartition en code, abrégé en AMRC, est un système de codage des transmissions, utilisant la technique d'étalement de spectre. Il permet à plusieurs liaisons numériques d'utiliser simultanément la même fréquence porteuse. - TDMA : Le time division multiple access (TDMA) ou accès multiple à répartition dans le temps en français, est une technique de contrôle d'accès au support permettant de transmettre plusieurs flux de trafic sur un seul canal ou une seule bande de fréquence. Il utilise une division temporelle de la bande passante, dont le principe est de répartir le temps disponible entre les différents utilisateurs. Par ce moyen, une fréquence (porteuse) ou une longueur d'onde peut être allouée, à tour de rôle (quasi simultanément), à plusieurs abonnés. - GPRS (2,5G), 2,5G est un système mobile intermédiaire entre la 2G et la 3G (débits inférieurs à 100 kbit/s) - EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution, 2,75G Le réseau 3G La troisième génération (3G) de systèmes cellulaires est une génération de systèmes mobiles labellisé IMT 2000 par l’UIT. Ce système permet des services de communications plus rapides notamment pour la voix, la télécopie, l’Internet de n'importe quel endroit et à tout moment. L’UIT IMT-2000 est la norme internationale de la 3G a ouvert la voie à de nouvelles applications et services comme par exemple le divertissement multimédia, la localisation des services, … La troisième génération de systèmes cellulaires (3G) utilise notamment les standards suivants : - UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) : L’Universal Mobile T elecommunications System (UMTS) est l'une des technologies de téléphonie mobile de troisième génération (3G). Elle est basée sur la technologie W-CDMA, standardisée par le 3GPP et constitue l'implémentation dominante, d'origine européenne, des spécifications IMT- 2000 de l'UIT pour les systèmes radio cellulaires 3G. L'UMTS est parfois appelé 3GSM, soulignant la filiation qui a été assurée entre l'UMTS et le standard GSM auquel il succède. Elle est également appelée 3G, pour troisième génération. Voir aussi le tableau de synthèse des différentes générations de technologies de téléphonie mobile en bas de page. Le réseau 4G En télécommunications, la 4G est la quatrième génération des standards pour la téléphonie mobile. Succédant à la 2G et la 3G, elle permet le « très haut débit mobile », c'est-à-dire des transmissions de données à des débits théoriques supérieurs à 100 Mbit/s, voire supérieurs à 1 Gbit/s (débit minimum défini par l'UIT pour les spécifications IMT-Advanced (en)). En pratique, les débits sont de l'ordre de quelques dizaines de Mbit/s selon le nombre d'utilisateurs, puisque la bande passante est partagée entre les terminaux actifs des utilisateurs présents dans une même cellule radio Une des particularités de la 4G est d'avoir un « cœur de réseau » basé sur IP et de ne plus offrir de mode commuté (établissement d'un circuit pour transmettre un appel « voix »), ce qui signifie que les communications téléphoniques utilisent la voix sur IP (en mode paquet). *Normes 4G  IMT-2000 : o LTE, o WiMax ;  IMT-Advanced : o LTE-Advanced, o Gigabit WiMax. L'organisme de normalisation UIT-R a établi, en 2008, les spécifications « IMT- Advanced (en) » (International Mobile T élécommunications Advanced) pour les normes 4G. La norme LTE-Advanced fait partie des technologies réseaux retenues dans le cadre de l'IMT-Advanced, avec le Gigabit WiMax. Les normes LTE et WiMax ont d'abord été considérées comme des normes de troisième génération (« 3,9G »), spécifiées dans le cadre des technologies IMT- 2000. Cependant, en décembre 2010, l'UIT a accordé aux normes LTE et WiMax la possibilité commerciale d'être considérées comme des technologies « 4G », du fait d'une amélioration sensible des performances comparées à celles des premiers systèmes « 3G »1. Depuis lors, les réseaux mobiles WiMax et LTE lancés partout dans le monde (par exemple : Proximus en Belgique, Swisscom en Suisse, Verizon, AT&T et Sprint aux États-Unis, Orange, Bouygues T elecom, SFR et Free Mobile en France…) sont commercialisés sous l'appellation « 4G ». Le réseau 5G En télécommunications, 5G est la cinquième génération de standards pour la téléphonie mobile, faisant suite à la 4G+ 1. La technologie 5G est une « technologie clé »2 qui pourrait permettre des débits de télécommunication mobile, de plusieurs gigabits de données par seconde, soit jusqu'à 1 000 fois plus rapides que les réseaux mobiles en 20103 et jusqu'à 100 fois plus rapide que la 4G à l'horizon 20204. Ces débits de données sont susceptibles de répondre à la demande croissante de données avec l'essor des smartphones et objets communicants, connectés en réseau. Ce type de réseau devrait favoriser le cloud computing, l'intégration et l'interopérabilité d'objets communicants et de smartgrids et autres réseaux dits intelligents, dans un environnement domotisé et une « ville intelligente ». Cela pourrait également développer l'imagerie 3D ou holographique, le datamining, la gestion du big data et du tout-internet « Internet of Everything » (expression évoquant un monde où tous les ordinateurs et périphériques pourraient communiquer entre eux). D'autres applications concernent les jeux interactifs et multi-joueurs complexes, la traduction uploads/Management/ les-reseaux-cellulaires.pdf