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Réseaux mobiles
2G, 3G, 4G, 5G
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Ce petit texte pour vous expliquer la différence entre les différents réseaux mobiles, et pourquoi utiliser le réseau 5G vous donne en général un réseau plus lent que le réseau 4G.
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Je viens d'acheter un nouveau téléphone portable, le Samsung S23 Ultra disposant d'une connection au réseau 5G. La conenction au réseau 5G étant très peu fiable et très lente, je me suis interessé aux différents systèmes, aux différentes "générations".

Nous avons d'abord les "baby boomers" nés juste après la seconde guerre mondiale. C'est l'euphorie après la guerre et tout le monde fait des enfants. Les capotes n'étaient pas encore très fiables à l'époque. C'est la génération qui a vu les premiers développements techniques: les disques, les musicassetes, les CD, les lecteurs MP3,... C'est la génération qui a connu les Beatles, les astronautes sur la lune. Ce sont les Golden Sixties ou les Trentes Glorieuses.

C'est Frank Capra, un réalisateur de cinéma de renomée internationale qui a créé le terme Génération X pour les personnes nées entre 1965 et 1981, la génération avec laquelle il était principalement en contact. Il y a la crise du pétrole, les dimanches sans voiture, la ferméture ou le démentèlement des grands sites industriels comme Cockerill-Sambre: tout ne va pas mieux dans le meilleur des mondes possibles. C'est la génération des travailleurs acharnés et de l'individualisme. C'est une génération qui peut encore se passer d'un téléphone portable.

La génération Y, ce sont les Millenials (nés entre 1982 et 1994), ce sont les personnes qui ont connu le développement numérique et la technologie fait partie de leur vie courante. Bien que la concurrence sur le marché du travail devient de plus en plus féroce, c'est également la génération des fainéants, du "moi-je" et des narcissiques. Beurk.

La génération Z est née entre 1995 et 2010 et est aussi appellée Centennials. Ils sont nés avec un téléphone dans leur derrière. C'est une génération qui vit au figuré, via Second Life, Netlog, Facebook, Instagram et Tik Tok. Si la génération précédente avait déjà du mal à trouver du travail, c'est encore pire avec la génération Z, totalement découplé de la réalité. Ils ne savent pas se concentrer plus d'une minute, veulent une gratification immédiate et se laissent mener par les influenceurs. C'est mal barré pour notre pension avec des types pareils!

La génération née après 2010 est appellée génération alpha, et on verra ce qu'elle nous apportera dans quelques années. Mais passons maintenant aux choses sérieuses...

0G
Réseau antérieur au réseau cellulaire
Il n'y a pas de standardisation, chaque pays a sa norme propre. Certains réseaux sont automatiques, pour d'autres réseaux c'est la standardiste qui établit la communication avec le correspondant. Certains systèmes étaient full duplex, d'autres semi-duplex (push to talk). Ce réseau a reçu par après la dénomination "OG".

Fréquences utilisées: VHF 152 - 158MHz (partie non utilisée du spectre) et UHF 454 - 459MHz (juste en dessous des fréquences télé)

1G
Premier réseau cellulaire
Les communications audio sont analogiques (mais codées) tandis que l'établissement des communications est numérique. Ce système standardisé est lancé en 1979. Il utilise des cellules et le téléphone se connecte à la cellule la plus proche.

Fréquences utilisées: 400-450MHz (en dessous des fréquences télé UHF).

2G
Premier réseau numérique
C'est le premier réseau "GSM". Les communications sont totalement numériques et le protocole utilisé permet une meilleure utilisation de la bande passante. Il est possible d'envoyer des messages (sms). Ce système est basé sur le TDMS (time division multiple access) où chaque fréquence peut être utilisée par 8 téléphones, qui utilisent le canal pendant 1/8 du temps.

Le réseau utilise la bande de fréquences de 900MHz (au dessus des fréqtence de télévision UHF).

Beaucoup de réseaux 2G sont encore actifs pour permettre aux téléphones simples de continuer à fonctionner. Certains systèmes d'urgence (pagers) et systèmes d'alarme utilisent ce réseau pour ne pas avoir à payer les royalties très élevées des systèmes suivants. En Belgique le réseau sera démentelé entre 2027 et 2030.

Le Nokia 1650 pourra encore fonctionner jusqu'en 2030.

3G
Amélioration du réseau numérique
Les gouvernements se sont rendus compte de la poule aux œufs d'or et ont décidé de vendre des licences pour utiliser la norme. Seul les plus grandes entreprises avec de nombreux clients étaient en mesure d'acheter une licence. Les améliorations se situent principalement dans le débit des données: ce réseau était le premier destiné aux applications mobiles (internet).

Ce réseau n'est plus utilisé en pratique, la pénétration du marché étant trop faible. Plusieurs pays ont démantelé leur réseau (la Belgique le fera en 2024-2025, donc avant l'arrêt du réseau 2G).

4G
Réseau numérique totalement IP
Le réseau n'utilise plus le principe du TDMS pour les communications vocales, mais tout se fait via le réseau internet (VOIP: voice over internet protocol). C'est à partir de cette époque que les opérateurs commencent à offrir des appels vocaux illimités, car le débit numérique d'une communication vocale est très faible: il vaut mieux que les gens se téléphonent, qu'ils ne regardent des vidéos. La norme permet une vitesse de transmission de données plus élevée, aussi bien pour les utilisateurs fixes que pour les utilisateurs mobiles (train/voiture).

Le réseau utilise exclusivement IPv6 qui permet beaucoup plus d'adresses internet et élimine donc la traduction des adresses (NAT: network address translation). Le temps de latence est ainsi réduit, permettant des débits plus élevés avec une utilisation des ressources moindre.

5G
Réseau numérique petites cellules
Ce réseau était destiné originellement aux petites cellules avec de nombreux utilisateurs nécessitant un débit élevé et un temps de latence très court: utilisation dans les usines pour la commande centralisée de robots (transmission d'images vidéo et de commandes,...). Le réseau permet la connection simultanée à plusieurs cellules.

La norme 5G utilise des fréquences très élevées, limitant la portée à environ 500m. Cette bande de fréquence permet un débit de données plus élevé, mais la communication est moins fiable (il faut idéalement une vue directe de l'antenne). Les communications ne sont pas garanties à l'intérieur des batiments.

On trouve des antennes 5G dans les centres urbains, dans certains sites industriels, là où il peut y avoir de nombreux utilisateurs à un moment donné ou quand il faut un temps de latence très court. Le réseau 4G travaille avec des zones beaucoup plus grandes et ne permet pas un nombre extrèmement élevé d'utilisateurs. En 2023 le réseau est disponible à la côte, à Gand, Anvers et Louvain.

Réseau wifi

Les caractéristiques du réseau 5G ressemblent fort à celles du réseau Wifi, voici les différences:
  • Le réseau 5G est maintenu par des opérateurs télécom
    Le réseau wifi est établi par des particuliers (ou par des entreprises qui permettent l'accès à l'internet via leur réseau local)

  • Les fréquences utilisées sont attribuées exclusivent à certains opérateurs télécoms (qui payent la licence)
    Le réseau wifi utilise deux bandes de fréquences déjà fort encombrées et toutes les communications doivent se faire via ces fréquences. En ville il est parfois impossible de se connecter à son propre réseau parce qu'il n'y a plus de fréquences disponibles.

  • Le réseau est conçu pour l'internet avec communications téléphoniques standard via le protocole VOIP intégré
    Le réseau wifi ne permet que le protocole internet. Il ne permet pas les fonctions supplémentaires comme le passage d'un point d'accès à un autre.

Problèmes avec le réseau 5G

S'il est disponible, un téléphone portable va tenter d'établir une communication avec le réseau 5G, mais ces communications sont très peu fiables (et cela ne va pas s'améliorer tant que chaque paté de maisons n'a pas son antenne 5G). La vitesse est moins élevée qu'avec le réseau 4G quand les circonstances ne sont pas optimales (ce qui est pratiquement toujours le cas). Les cellules sont si petites qu'il faut changer de mât d'antenne plusieurs fois par minute en voiture (augmentant fortement le temps de latence pendant le transfert).

De plus certains téléphones ne repassent pas rapidement au réseau 4G: tant que le signal 5G est détecté, le téléphone tente d'établir une communication. Pour avoir un réseau plus stable et plus rapide, il faut choisir le réseau 4G (LTE).

Le problème des communications peu fiables va se résoudre de lui même avec l'arrêt des réseaux 2G et 3G et l'utilisations des fréquences ainsi libérées. Le débit très élevé de la 5G ne sera pas disponible dans ces bandes de fréquence.

Notez que la fonction VoLTE (Voice over LTE) doit toujours être activée quel que soit le réseau, car les réseaux modernes (à partir de 4G) ne garantissent plus l'établissement d'une communication téléphonique non-VoLTE.

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