4G LTE : explications sur les bandes de fréquences

Christophe Laporte | | 17:50 |  43

Dans nos différents articles sur la 4G hier, nous avons glissé un certain nombre d’imprécisions. Afin de faire amende honorable, voici un article pour y voir plus clair !

image : quialameilleure4G (Orange)
image : quialameilleure4G (Orange)

En France, trois bandes de fréquences sont utilisées : 800 MHz, 1800 MHz et 2600 MHz. Initialement, les appels d’offres portaient sur les 800 MHz (souvent présentées comme les fréquences en « or ») et les 2600 MHz. Ultérieurement, Bouygues a été autorisé à utiliser les fréquences 1 800 MHz pour émettre en 4G.

Si l’on fait un point sur les licences 4G à ce jour, aucun acteur n’est dans une situation similaire :

  • SFR dispose de 10 MHz duplex en largeur de bande en 800 MHz et 15 MHz duplex en largeur de bande en 2,6 GHz
  • Orange dispose de 10 MHz duplex en largeur de bande en 800 MHz et 20 MHz duplex en 2,6 GHz
  • Outre les 1800 MHz, Bouygues dispose de 10 MHz duplex en 800 MHz et de 15 MHz duplex en 2,6 GHz
  • Free Mobile n’a que 20 MHz duplex en 2,6 GHz. Toutefois, la situation n’est pas figée pour le trublion de la téléphonie mobile, qui a la possibilité de négocier un droit d’itinérance. D’autre part, la société de Xavier Niel a fait part de son intérêt pour recycler en 4G ses fréquences 1800 MHz.

Pour la faire simple, il y a deux paramètres en compte : la bande utilisée et la largeur de bande.

Avantages / inconvénients de chacune des bandes

800 MHz : la fréquence en or

Comme nous l’indiquions plus haut, la bande 800 MHz est souvent présentée comme les fréquences en or. Pourquoi ? La fréquence des 800 MHz présente l’avantage de porter plus loin, limitant en théorie le nombre de relais pour le déploiement. Elle pénètre également mieux à l’intérieur des bâtiments.

Dans la colonne désavantage, elle fait mauvais ménage avec la TNT dont les fréquences 790 MHz sont très proches (lire : La 4G et la TNT s'embrouillent). Si la fréquence des 800 MHz est parfaitement adaptée aux zones rurales, elle pose question dans les zones fortement denses. Sa longue portée facilite leur saturation dans ce type de configurations.

2600 MHz : idéal pour les villes et les zones urbaines ?

La fréquence 2600 MHz présente des caractéristiques opposées au 800 MHz. Elle couvre une surface réduite et traverse moins facilement les murs. Ses caractéristiques font qu’elle est plus adaptée pour une utilisation en ville où elle est plus à même d’encaisser une utilisation intensive du réseau.

Mais pour parvenir à encaisser le choc, il faut avoir une largeur de bande importante. C’est pour cela que tous les opérateurs ont pris plus de blocs de fréquences en 2600 MHz qu’en 800 MHz. Et de cela peut découler de meilleures performances si les cellules ne sont pas saturées.

1800 MHz : le meilleur des deux mondes ?

Cette fameuse fréquence utilisée par Bouygues depuis le 1er octobre a eu deux avantages. Elle a permis à l’opérateur d’accélérer significativement le déploiement de son réseau 4G, puisqu'elle était déjà utilisée pour son réseau 2G qu'il a largement eu le temps de déployer. D’autre part, cela a permis à l’iPhone 5 d’être compatible avec au moins un réseau 4G en France.

En ce qui concerne les caractéristiques techniques, le 1800 MHz présente des caractéristiques à mi-chemin entre le 800 MHz le 2600 MHz : cela pénètre mieux que le 2600 MHz mais porte moins loin que du 800 MHz.

Pourquoi Free et Orange ont du 150 Mbits/s ?

Le second paramètre, la largeur de bande, est plus facile à comprendre. Plus celle-ci est importante, plus l’opérateur sera en mesure d’offrir de meilleures performances. C’est pour cela que seuls Free Mobile et Orange qui disposent de 20 MHz duplex sur la fréquence 2600 MHz peuvent se targuer d’offrir un débit théorique maximum de 150 Mbits/s. Et vous l’aurez compris, la fameuse bande en or avec ses tranches de 10 MHz ne sera pas en mesure de proposer des débits théoriques aussi performants.

Tout cela, c’est pour la théorie. Il ne faut pas réduire un réseau à une histoire de bande et/ou à une largeur de bande. La qualité d’un réseau dépend de son maillage et de la façon dont l’opérateur mixe les différentes fréquences à sa disposition.

Juste après l'annonce de Free, l'Agence Nationale des Fréquences a dévoilé le nombre de supports actifs pour la 4G par bande et par opérateurs. Cela permet de se rendre compte que les différents opérateurs ont opté parfois par la force des choses (les attributions des fréquences se font aux enchères) à des stratégies radicalement différentes.

Free Mobile n’a guère le choix. L’opérateur est limité au 2,6 GHz et va devoir déployer à toute vitesse s’il veut ne pas être distancé par ses concurrents. Fort logiquement, Bouygues a misé avant tout sur le 1800 MHz. Le 2,6 GHz a ensuite ses faveurs, contrairement au 800 MHz qui n’est quasiment pas utilisé.

Pour le moment, l’opérateur historique a clairement privilégié le 2600 MHz face au 800 Mhz. SFR, de son côté, mise autant sur les deux bandes à sa disposition.

Sur le même sujet :

Catégorie : 
Tags : 

Les derniers dossiers sur iGeneration

Ailleurs sur le Web


43 Commentaires Signaler un abus dans les commentaires

avatar mononokehime 04/12/2013 - 17:55

Bravo ! :) Merci pour cette honnêteté !

avatar mcharpentier 04/12/2013 - 18:46 via iGeneration pour iPhone

@nova313 : Il y a une multitude de personnes qui n'ont pas forcément un lieu de travail fixe (commerciaux par exemple) qui ont besoin d'avoir accès à internet et la 4G dans ce cas de figure est très appréciable (je parle en connaissance de cause)!

avatar pacou 06/12/2013 - 09:44

Tu n'as pas eu l'occasion d'essayer la 4G mais c'est bien plus rapide que n'importe quelle ligne ADSL et du même niveau que les offres fibres actuelles. Je ne sais pas ce que tu as comme connexion internet a ton travail mais est tu certain d'avoir plus de 60 Mb/s de download et 20Mb/s d'upload? Moi aussi je pensais que c'était une vaste fumisterie commerciale... c'était avant d'avoir testé. Quand les offres permettrons de télécharger plus des quelques gigas actuels on pourra même se passer de connexion internet chez soi et avoir uniquement un abonnement 4G.

avatar Jorm 04/12/2013 - 18:22

Je ne suis pas spécialiste, mais il me semble que la 4G ne supporte pas la voix, c'est pour ça que tu rebascules en 3G, qui elle supporte voix et données. C'est la même chose avec l'EDGE qui ne supporte que les données, et donc tu rebascules en GSM quand tu passes un coup de fil.

avatar rAMA4ever 04/12/2013 - 19:08 via iGeneration pour iPhone

@speedy38 : Le Edge, c'est de la data sur les frequences gsm ( donc 2G). Pas besoin de changer de frequences pour emettre un appel voix

avatar Jorm 04/12/2013 - 19:16

Ah d'accord. Merci pour cette précision :) .

avatar rAMA4ever 04/12/2013 - 19:03 via iGeneration pour iPhone

@falemaster : Aujourd'hui tous les reseaux 4G ne servent qu'a transiter la data. Il n'est donc pas possible de faire de la voix de maniere classique sur son mobile. Pour cela le mobile doit imperativement rebasculer en 3G voire 2G. C'est ce que l'on appelle le CS Fallback. Ca rallonge le temps d'etablissement pour emettre ou recevoir un appel ...( qq secondes de plus) Le probleme est que les reseaux actuellement deployé ne supporte pas encore la VOLTE ( voice over LTE) Pour que la 4G supporte la voix du mobile , il faut 2 conditions : - que l'operateur installe la solution ( equipement dans le reseau pour gerer la VOLTE) - avoir un mobile compatible Et oui , tres peu de mobile 4G vendu actuellement ne supporte la VOLTE ( je crois que le nexus5 est compatible) Les reseaux ne seront pas pret avant 1 an ...

avatar iceteax 04/12/2013 - 20:27

La voix sur la 4G, ça sera sans doute pour 2015. D'ici là non.

avatar rAMA4ever 04/12/2013 - 19:07 via iGeneration pour iPhone

@arnaud06 : Precision : free deploie bien du materiel 3G et 4G compatible Mais ca ne veut pas dire que les autres operateurs ne le font pas. Orange deploie ce materiel depuis 2011 Bouygues a terminer de swap tout son parc d'antennes avec ce type ( ce qui leur a d'ailleurs permis de rebasculer les frequences 1800 tres rapidement.

avatar sam 04/12/2013 - 18:40

ehh non , orange pouvait aussi recycler ces fréquences 2G, mais orange a préféré les louer à free

avatar iceteax 04/12/2013 - 20:37

SFR et Orange peuvent aussi recycler leurs fréquences 1800. Mais ils ne le font pas pour l'instant : _dans le cas de SFR parce que leur réseau 1800 GSM est peu développé et que ça ne leur donne pas d'avantage (c'est pas pour tout de suite que les fréquences 4G seront saturées). _pour ce qui est d'Orange, leur réseau 2G 1800 est très développé, mais il est complètement saturé (et c'est pas la faute à Free, c'est juste qu'Orange a beaucoup plus de clients que les autres). Du coup ils ne peuvent pas refarmer pour l'instant sans quoi leur réseau 2G s'effondrerait. _Bouygues, par son histoire, avait un réseau 1800 national (ils se sont d'abord développé en 1800 contrairement aux autres, ils n'ont obtenu des fréquences 900 que plusieurs années après). Or ils ont beaucoup moins de clients que les autres, et une grande partie de leur spectre 1800 n'était tout simplement pas utilisé. Du coup réutiliser ces fréquences et ces antennes pour la 4G était simplement du bon sens. Mais tous les opérateurs le feront à terme, même Free qui doit récupérer du spectre 1800 d'ici 2 ans maximum.

avatar Jorm 04/12/2013 - 18:32

Bouygues a été intelligent de se concentrer sur son réseau 2G à ses débuts quand les deux autres commençaient déjà à déployer la 3G. On voit que ça porte ses fruits aujourd'hui.

avatar Adrientcho 04/12/2013 - 19:23 via iGeneration pour iPad

"C’est pour cela que tous les opérateurs ont pris plus de blocs de fréquences en 2600 MHz qu’en 800 MHz" C'est faux, les opérateurs ont pris ce que le régulateur pouvaient leur fournir et en l'occurrence seulement 10 MHz duplex en 800 provenant de l'arrêt de la télévision analogique !

avatar Adrientcho 04/12/2013 - 19:26 via iGeneration pour iPad

@stephane83 cela veut dire 10mhz de bande passante pour la voie montante et 10mhz pour la voie descendante.

avatar iceteax 04/12/2013 - 21:04

Totalement faux, un duplex 10 Mhz veut dire qu'il y a 10 Mhz en upload et 10 Mhz en download. A l'heure actuelle la voix ne passe pas encore par la 4G (pas d'ici 2015), et quand ça sera le cas ça sera tout ip et sur le même canal. En 2G et en 3G la voix passe en mode circuit, mais sur le même canal que la data. La "vraie 4G", en fait le LTE Advanced, arrive l'an prochain en France, ça sera une simple mise à jour des équipements, un peu comme le passage de la 3G+ à la H+ Dual Carrier. Les débits doubleront (en fait ils doublent tous les 18 mois, pas de révolution là dedans), ce qui veut dire qu'à débit constant pour l'usager le réseau fera passer 2 fois plus de monde. Avec 20 Mhz on fera passer 300 megas, au lieu de 150 à l'heure actuelle (et 75 pour les premiers équipements qu'on n'a pas connu en France, mais qui ont été déployés aux USA et au Japon). Et on pourra agréger les spectres entre eux. Mais les spectres et canaux seront les mêmes qu'actuellement, de même qu'on n'a pas changé de canaux en passant de la 3G à la 3G+, puis le H+ etc...

avatar iceteax 05/12/2013 - 09:37

Totalement faux. D'ici deux ans les débits vont réellement doubler pour chacune des porteuses avec la LTE-A. On passera à terme à 300 mégas pour 20 Mhz de spectre. http://www.clubic.com/reseau-mobile/4g/actualite-593768-experimentations-lte-advanced-est-ce-vraie-4g.html L'article parle bien d'une efficacité spectrale doublée : "Le LTE-Advanced apporte effectivement une meilleure efficacité spectrale : il permet de transférer 30 bits par seconde et par Hertz (30 bps/Hz) contre 16 pour le LTE" De même que les matériels installés il y a 2 ans aux USA et au Japon n'allaient qu'à 75 Mbits pour 20 Mhz de spectre. Les débits suivent la loi de Moore. Ils doublent tous les 18 mois, au fur et à mesure que les puces sont gravées plus fines et augmentent leur puissance de traitement à consommation électrique équivalente. C'est pour ça qu'on par le de LTE : Long Term Evolution ; ça évoluera continuellement. On aurait aussi pu le faire avec l'UMTS, mais cette norme était moins efficace pour bien des raisons (consommation des terminaux due au bruit dans les cellules, respiration des cellules, quantité de codes limitée ne permettant pas de faire passer autant de monde en CDMA qu'en OFMA...). Et je n'ai jamais entendu parler d'un "débit maximal théorique sur un canal radio", les réseaux wifi ont par exemple une efficacité spectrale encore bien plus riche dans leurs dernières normes. L’agrégation des porteuses est une autre fonctionnalité de la LTE-A mais ça n'a rien à voir.

avatar iceteax 04/12/2013 - 21:07

Il est évident que Bouygues et SFR utilisent des faisceaux hertziens de nouvelle génération pour relier les antennes non fibrées aux antennes fibrées. A la campagne sur des longues distances un FH sert du 300 mégas, en ville sur des courtes distances on atteint le Giga. Ces débits évoluent sans cesse, tout comme les débits qu'on nous vend évoluent eux aussi. Mais un site réputé émettant en 4G est forcément équipé de ces liaisons nouvelle génération pour se greffer au cœur de réseau du puis à la source. En l'occurrence, Free n'utilise à ma connaissance jamais ou presque de FH, ce qui veut sans doute dire qu'ils ont fibré leurs antennes dans la plupart des cas (peut-être qu'on les relie en ADSL en attendant que les travaux soient faits, mais c'est temporaire). Ils prévoient d'utiliser leurs fréquences wimax pour relier les sites en rase campagne, qui n'existent pas encore. Seul Orange a fibré toutes ses antennes, pour deux raisons, d'une part parce qu'ils sont richissimes car ils ont plus de clients que les autres et qu'il faut bien qu'il investissent leur pognon, et d'autre part parce qu'ils ont plus de clients que les autres et que les FH seraient effectivement rapidement à bout de souffle vu le trafic à faire passer. Il y a eu une époque pas si lointaine (2008/2009) où Orange vendait une 3G totalement bridée, sauf pour les clients avec forfait iPhone haut de gamme, car leur réseau ne tenait pas le coup. Et à l'époque SFR s'en amusait.

avatar iguan 04/12/2013 - 21:31 via iGeneration pour iPhone

"D’autre part, la société de Xavier Niel a fait part de son intérêt pour recycler en 4G ses fréquences 1800 MHz" Petite rectification, dans le cas de Free Mobile on ne peut pas parler de recyclage de fréquence qu'ils utilisaient déjà, car ils n'ont jamais utilisé du 1800MHz. Ce que Free pourra utiliser pour la 4G, c'est ce qu'il va récupérer suite au recyclage de ces fréquences 1800MHz par les opérateurs qui ont justement ces fréquences. Soit Orange, SFR et Bouygues. Ils pourront récupérer un total de 15MHz duplex fin mai 2016.

avatar Nathansatva 05/12/2013 - 10:05 via iGeneration pour iPhone

@Frodon : Pourquoi de tels cadeaux faits à Free ?

avatar Nathansatva 05/12/2013 - 10:03 via iGeneration pour iPhone

@sedition : 1800 et pas 1600

avatar soma 06/12/2013 - 09:33 via iGeneration pour iPad

Toujours aussi bon macg