Une infrastructure complexe : voici comment fonctionne notre réseau de téléphonie mobile

Un réseau de téléphonie mobile couvrant l'ensemble du territoire représente aujourd’hui un élément important de notre quotidien. Mais de quelle manière notre smartphone obtient-il du réseau pratiquement partout ? Et quel est le rôle de la 5G ? Pour comprendre, jetons un coup d’œil dans les coulisses de la téléphonie mobile.

Aujourd'hui, nous pouvons très facilement passer un appel partout dans le monde depuis n'importe quel endroit, regarder les infos sur notre smartphone pendant le trajet pour aller au travail ou écouter de la musique en streaming sans interruption depuis un train à grande vitesse. Nous pensons que ces possibilités vont de soi et ne pensons pas à ce qui se cache derrière ces avancées.

Téléphoner et surfer via la téléphonie mobile
Notre réseau de téléphonie mobile est constitué d'une multitude de composants qui, en interagissant, fournissent les services que nous souhaitons. Quand nous utilisons notre smartphone, celui-ci génère des ondes électromagnétiques au moyen d'une antenne intégrée. Ces ondes permettent de transmettre des données - comme notre voix, du texte ou des images - par voie aérienne, sans câble.

Ces données sont réceptionnées par un mât de téléphonie mobile muni d’une antenne relai qui transforme les ondes électromagnétiques en signaux électriques et envoie les données via des câbles à fibres optiques souterrains. Dans la dorsale ou « backbone », la demande est traitée par les serveurs des opérateurs de téléphonie mobile. Quand il s'agit d'un appel téléphonique, nos « données audio » sont transmises à l'antenne la plus proche de notre interlocuteur - et depuis là, via les ondes électromagnétiques, au bon smartphone. En revanche, si nous consultons un site web, la demande passe par le réseau Internet public et nous revient par la même voie.

Des antennes de téléphonie mobile pour une communication sans faille
La zone couverte par un seul mât de téléphonie mobile est appelée cellule. Lorsqu'un téléphone mobile se trouve à l’intérieur une cellule, il communique avec le mât correspondant. La taille de la cellule dépend de l'emplacement et de la puissance d'émission de l'antenne - toutes deux étant strictement réglementés en Suisse. Tous les sites ne se prêtent pas de la même manière à l'installation d'un mât de téléphonie mobile. Les opérateurs de téléphonie mobile déploient donc de gros efforts pour trouver les meilleurs emplacements disponibles pour leurs antennes.

Afin de garantir une couverture de téléphonie mobile sans failles, les cellules des mâts voisins se chevauchent. On peut ainsi passer d'une cellule à une autre sans que la conversation ne soit interrompue. Ce processus se nomme « handover ». L'ensemble des cellules de téléphonie mobile constitue le réseau de téléphonie mobile.

Téléphonie mobile standardisée au niveau international
Pour permettre aux téléphones mobiles de différents fabricants et aux stations émettrices de différents fournisseurs de communiquer entre eux sans problème, on utilise des normes et des protocoles standardisés au niveau international. Afin d'introduire de manière coordonnée de nouvelles technologies de téléphonie mobile améliorées, ces normes sont regroupées en générations de téléphonie mobile sous la responsabilité du Projet de partenariat de 3e génération (3GPP) et de ses membres.

La 5G est la norme de téléphonie mobile de cinquième et dernière génération. Comme autrefois la 2G, la 3G et la 4G, elle comprend des protocoles de communication améliorés et de nouvelles propriétés relativement aux générations précédentes. La 5G permet de transmettre des données plus efficacement et plus rapidement. Ainsi, cette récente technologie de téléphonie mobile ne nécessite-t-elle que 0,2 watt pour transmettre un mégaoctet de données. C'est presque 10 000 fois moins qu'avec la 2G, et dix fois moins qu'avec la 4G. Par conséquent, la 5G nécessite 85% d'électricité en moins relativement aux réseaux actuels pour la même quantité de données. Cette particularité en fait une technologie durable tout en permettant de répondre à la croissance du volume de données mobiles. 

En outre, la 5G augmente le nombre maximal d'appareils pouvant être desservis simultanément à l’intérieur d'une cellule de téléphonie mobile. C'est important, car à l'ère de « l'Internet des objets », il y aura de plus en plus d’appareils mobiles. Enfin, la 5G introduit deux nouvelles fonctions, le beamforming et les antennes adaptatives, qui permettent aux stations émettrices de communiquer avec les appareils mobiles de manière ciblée et en réduisant la consommation d'énergie.

Grâce à la modernisation constante de l'infrastructure de téléphonie mobile et à la mise à jour de la cinquième génération, nous disposerons à l'avenir des capacités nécessaires pour garantir un réseau de téléphonie mobile stable. De plus, l'environnement, l'économie et nous tous qui souhaitons continuer à bénéficier du confort d'un réseau de téléphonie mobile moderne, profiterons de l’amélioration de ses propriétés.

Informations complémentaires :

• Informationszentrum Mobilfunk: Wie funktioniert Mobilfunk?
• FAQ: qu'est-ce qu'une antenne adaptative ?
• FAQ: qu'est-ce que le beamforming ?
• FAQ: qu'est-ce que le rayonnement électromagnétique ?