5G : la nouvelle norme de la téléphonie mobile expliquée simplement

Ces dix dernières années, la demande en matière de volume de données s’est multipliée par 200. Avec un tel volume, le réseau existant atteint ses limites. La saturation et la mauvaise qualité du réseau en sont les conséquences logiques. C’est pourquoi une extension du réseau est indispensable. La manière la plus efficace d’y parvenir est de faire évoluer la norme de téléphonie mobile 4G utilisée jusqu’à présent pour se diriger vers la norme 5G. La 5G répondra à moyen terme aux nouvelles exigences posées à notre réseau et en garantira la qualité.

La 5G, qu’est-ce que c’est ?

5G est l’abréviation pour 5^e génération de téléphonie mobile. Il s’agit de l’évolution de la norme de téléphonie mobile 4G et offre une infrastructure performante et durable dans le temps. Avec le changement de comportement des consommateurs, le réseau de téléphonie mobile n’a cessé d’évoluer ces dernières années. Voici un bref aperçu des différentes normes :

2G

Le réseau 2G a été introduit en Suisse en 1993 et a été le premier réseau numérique de téléphonie mobile. Il se base sur la norme GSM (Global System for Mobile Communications) et était principalement utilisé pour la téléphonie. Les SMS et la transmission de données étaient certes possibles, mais avec un débit de seulement 9,6 Kbit/s. Des technologies plus avancées telles que le GPRS, le HSCSD et l’EDGE ont permis d’atteindre des débits de données encore plus élevés dans le cadre de la norme 2G.

3G

En 2003, la norme de téléphonie mobile 3G a été introduite en Suisse. Celle-ci se base sur l’UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) et permet un taux de transmission de données nettement plus élevé que son prédécesseur. Grâce à la technique Wideband CDMA (Code Division Multiple Access), l’émission et la réception simultanées de plusieurs flux de données étaient possibles. La première pierre à l’édifice de l’Internet mobile était ainsi posée. La transmission de données était au départ possible à une vitesse allant jusqu’à 384 Kbit/s. Les mises à niveau, notamment HSDPA et HSUPA, ont permis d’atteindre des débits de données de l’ordre du Mbit/s.

4G

En 2012, la quatrième génération de réseau a été introduite. La technique est d’abord basée sur la technologie LTE (Long Term Evolution) et fonctionne avec l’infrastructure UMTS. Par la suite, le système UMTS a été étendu, introduisant ainsi le LTE+, ou LTE-Advanced. Les débits de transmission atteignaient ainsi 400 Mbit/s et permettaient l’utilisation d’Internet telle que nous la connaissons actuellement.

5G

5G (ou New Radio) désigne la norme de téléphonie mobile de cinquième génération qui a été lancée en 2019 en Suisse. Il s’agit ici d’une évolution de l’ancienne technologie mobile 4G, également connue sous le nom de LTE (Long Term Evolution). Les exigences en matière de normes de téléphonie mobile sont coordonnées et définies au niveau international par l’Union internationale des télécommunications (UIT), une organisation de l’ONU dont le siège se situe à Genève.  Les normes de téléphonie mobile sont développées depuis 1998 par le 3GPP (3rd Generation Partnership Project), une association de sept organismes de normalisation, qui a également défini les spécifications techniques de la 5G.

Par rapport à la 4G, elle apporte les changements suivants:

• Taux de transfert des données : La vitesse de transmission des données est jusqu’à 100 fois plus élevée avec la 5G qu’avec la 4G. Le taux de transfert de données le plus élevé possible est de plusieurs Gbit/s, ce qui correspond à la vitesse de la fibre optique.
• Capacité : La 5G permet d’augmenter considérablement la capacité de transmission de données. Les opérateurs de téléphonie mobile peuvent ainsi répondre à la demande croissante.
• Latence : Le très faible temps de réaction permet une transmission en temps réel. Il est 30 à 50 fois plus court que celui de la 4G.
• Densité : La 5G permet de mettre en réseau jusqu’à 100 fois plus d’appareils. Cela correspond à un million d’appareils par km².
• Gestion du réseau : La 5G utilise les ressources du réseau de manière plus efficace.

Voici comment fonctionne la 5G

La 5G peut utiliser les mêmes bandes de fréquences que les technologies précédentes. Ces bandes de fréquences se situent entre 800 MHz et 2,6 GHz. D’une part, la 5G émet sur des fréquences qui ne sont plus utilisées par la 2G, la 3G ou la 4G. D’autre part, la commission fédérale de la communication (ComCom) a attribué en 2019 aux opérateurs de téléphonie mobile de nouvelles bandes de fréquences dans les plages de 700 MHz, 1,4 et 3,5 GHz. À titre de comparaison, le Bluetooth émet dans des bandes de fréquences de 2,4 GHz, et le WLAN utilise les bandes de fréquences de 2,4 GHz et 5,0 à 5,8 GHz. À l’avenir, le WLAN devrait également utiliser les bandes de fréquences de 6 GHz.

Grâce aux nouvelles technologies, telles que les développements logiciels et matériels, mais aussi grâce à un spectre plus large, la 5G est plus efficace que les technologies mobiles précédentes. Par ailleurs, les antennes adaptatives sont utilisées pour la première fois à grande échelle avec la 5G. Celles-ci n’émettent plus des signaux de manière uniforme autour de l’antenne, mais peuvent limiter leur signal radio à certains appareils de manière ciblée et orientée.

Les antennes adaptatives

Les antennes adaptatives peuvent adapter plusieurs fois leur puissance de rayonnement, et de l’émettre de manière ciblée. Les signaux radio peuvent être émis de manière sélective vers un terminal. Ceci est possible grâce au fait qu’une antenne de téléphonie mobile se compose de nombreuses petites antennes d’émission et de réception individuelles. Comme celles-ci peuvent être commandées individuellement, il est possible d’émettre la puissance de rayonnement de manière plus ciblée. Une émission plus ciblée entraîne une exposition moyenne, car la puissance émise de manière non ciblée dans l’environnement est elle aussi diminuée. La réception nécessite par ailleurs une puissance de connexion plus faible et donc une puissance de réception plus faible elle aussi. Par ailleurs, la qualité du signal augmente au niveau de l’appareil de réception, car moins d’interférences/de perturbations d’autres transmissions y parviennent. La qualité pour les utilisatrices et utilisateurs s’en trouve sensiblement améliorée.

La 5G comme nouvelle norme en Suisse.

En 2019, la 5G a été introduite en Suisse. Aujourd’hui, elle s’est déjà imposée comme étant le nouveau standard. Trois ans après le lancement de cette nouvelle technologie, 36% de la population suisse utilise un appareil 5G. Concrètement, cela représente plus de 3,1 millions d’appareils 5G et plus de 7,8 millions de cartes SIM permettant son utilisation.

Contrairement à la demande en matière de 5G, l’extension du réseau n’augmente que lentement. Plus de 3 000 demandes de permis de construire pour des installations de téléphonie mobile sont actuellement en suspens. L’Office fédéral de l’environnement (OFEV) a défini en 2021  la manière dont les cantons et les communes peuvent mettre en place des antennes adaptatives en conformité avec la loi.