Réseau de téléphonie mobile
Le réseau de téléphonie mobile a une structure « cellulaire » qui permet de réutiliser de nombreuses fois les mêmes fréquences. En France, aux heures d'affluence, près d'un million d'appareils sont en service avec seulement 500 canaux disponibles. Comment fait-on alors?
| Sommaire |
Pourquoi, en France, 500 canaux ?
Le réseau de téléphonie mobile utilise des ondes électromagnétiques, tout comme le réseau pour la radio, la télévision, les satellites et les autres réseaux de communication tel que pour les gendarmes, ambulanciers et autres. En général, pour transmettre une information (binaire ou analogique) on utilise un canal. Ce canal est un fréquence spécifique à laquelle l'onde est modulée. On préfère garder un certain espace entre les canaux car si leurs fréquences sont trop proches, ils finissent par empiéter les uns sur les autres.
On a donné à chaque application (radio, télévision, téléphones, etc.) des groupes de fréquences, qui varient de continent à continent, voir parfois de pays à pays. En Europe, la téléphonie mobile a reçu deux groupes : autour de 900 et autour de 1800 mégahertz (MHz).
Il a tout d'abord fallu scinder chacun de ces groupes en deux : une fourchette de fréquences pour atteindre les téléphones mobiles, l'autre pour leurs émissions. L'un donc pour être appelé et entendre, l'autre pour appeler et parler.
| | Émission (en MHz) | Réception (en MHZ) |
| Groupe 1 | 890-915 | 935-960 |
| Groupe 2 | 1710-1785 | 1805-1880 |
Vient alors la subdivision en canaux. En GSM (pour Global System for Mobiles), l'écart de fréquence entre deux canaux adjacents a été fixé à 200 kHz, soit 0,2 MHz. Le groupe 1 a donc 125 canaux et le groupe 2 en a 375, ce qui fait 500 au total. S'il n'y avait qu'un émetteur pour toute l'Europe, on ne saurait qu'effectuer 500 communications à la fois.
Première solution : des milliers d'émetteurs
On a donc installé un grand nombre d'émetteurs à courte portée ne couvrant qu'un domaine bien délimité, une cellule. De là le terme « téléphone cellulaire ». La portée moyenne est de 1 km. Ainsi, les téléphones reçoivent les ondes d'un mât et lui répondent pour faire savoir s'ils souhaitent en dépendre. Si celui-ci accepte, il retient le numéro d'identité de l'appareil, lui réserve un canal et reprend le contact si un appel pour ce téléphone lui parvient ou si le téléphone en effectue un.
Cette solution pose néanmoins un problème : les antennes adjacentes utilisent la même fréquence pour chaque utilisateur. Si l'un d'eux se situe à la frontière entre les deux zones de portée, il reçoit les deux messages.
Amélioration : le damier hexagonal
Réseau_de_telephone_mobile.png
On a alors divisé les émetteurs eux-mêmes. Souvent, les antennes relais (BTS pour 'Base Transceiver Station') sont regroupées par trois sur un pylône ou suivant une configuration équivalente. Chacun supporte donc un tiers des canaux. Sur ce schéma, chaque couleur (vert, bleu, jaune) figure un groupe de fréquences. Elles créent ainsi un « damier hexagonal » de cellules. Mais cela pose un problème pour la localisation du destinataire d'un appel. Afin de le résoudre, le téléphone s'identifie régulièrement : dès qu'il capte l'émission d'une BTS, il lui indique, sans intervention de l'utilisateur, le code d'identification que lui indique la carte SIM. Celui-ci est transmis, par un réseau informatique doublant le réseau radio, au centre de traitement informatique des appels de l'opérateur. Ainsi, chaque communication à destination de l'abonné sera transmise vers l'antenne relais dont il dépend temporairement.
Ce système permettrait donc 500 communications sur 3 km2. Pas toujours suffisant...
Solution supplémentaire : le multiplexage temporel
Contrairement à ce que peut faire croire le nom de cette technique, le multiplexage temporel est assez simple à effectuer en numérique. Dans le combiné, la voix est numérisée et donne donc un code binaire. Celui-ci a la particularité de pouvoir être compressé. Or sur une bande de 200 kHz, on peut faire passer plusieurs paquets de telles données compressées. Du coup, le téléphone numérise, puis compresse le son et n'envoye cela que par « paquets » toutes les 20 millisecondes. Ainsi, on peut imbriquer huit émissions (7 communications + 1 canal de contrôle) par canal.
Voir aussi
- Téléphonie mobile
- Téléphone mobile
- Les réseaux sans fil
- Téléphonie mobile - comment cela fonctionne-t-il?
- Rayonnements et santé - La télécommunication mobile (PDF)
- Mobiltelefonie und Strahlung (Téléphonie mobile et rayonnement) (PDF, En allemand)