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Institut Universitaire de Technologie de TOURSDépartement Génie Electrique et Informatique Industrielle
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ThibaudLevrard Mme Sophie LaurenceauGroupe D2 M. Armel BrunoPromotion 2004-2006
Institut Universitaire de Technologie de TOURSDépartement Génie Electrique et Informatique Industrielle
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ThibaudLevrard Mme Sophie LaureanceauGroupe D2 M. Armel BrunoPromotion 2004-2006
SS oo mm mm aa ii rr ee
Introduction .......................................................................................................................... 41. Présentation du GSM............................................................................................... 5
1.1. Qu’est ce que le GSM ? ...................................................................................... 51.2. Pourquoi le GSM ? ............................................................................................. 61.3. Services proposés ............................................................................................... 61.4. Les risques du GSM sur la santé ......................................................................... 61.5. European Telecommunication Standart Institute (ETSI) ..................................... 71.6. Historique........................................................................................................... 7
2. L’architecture réseaux du GSM .............................................................................. 82.1. Principes généraux.............................................................................................. 82.2. Le sous-système radio BSS (Base Station Sub-System) ...................................... 92.3. Le sous-système d’acheminement NSS (Network Sub-System) .......................... 92.4. Le sous-système d’exploitation et de maintenance OSS (Operation Sub-System)
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3. Fonctionnement du GSM....................................................................................... 103.1. Les fréquences utilisées .................................................................................... 103.2. Modulation de fréquence .................................................................................. 113.3. Le multiplexage temporel AMRT (TDMA en Anglais)..................................... 113.4. Le réseau cellulaire ........................................................................................... 12
4. Présentation du DCS 1800 ..................................................................................... 134.1. Origine de la norme .......................................................................................... 134.2. Différence avec le GSM 900............................................................................. 13
5. Les différentes évolutions du GSM........................................................................ 135.1. GSM 2+ (réseau 2G)......................................................................................... 145.2. GPRS (réseau 2,5G) ......................................................................................... 145.3. EDGE (réseau 2,75G)....................................................................................... 145.4. UMTS (réseaux 3G) ......................................................................................... 155.5. HSDPA (3,5G) ................................................................................................. 15
Conclusion .......................................................................................................................... 16Résumé................................................................................................................................ 17Table des illustrations ......................................................................................................... 18Bibliographie ...................................................................................................................... 19
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Avec environ 1,2 milliards d’abonnés dans le monde en début 2005, lesystème GSM est aujourd’hui devenu une référence en matière de télécommunicationmobile.
En constante évolution, ce projet d’origine européenne, conquit chaque jourplus de consommateurs. Véritable phénomène de société, le GSM est aujourd’huiancré dans la vie quotidienne de ses utilisateurs. Pourtant, rares sont ceux quiconnaissent les arcanes cette technologie.
Nous verrons dans une première partie ce que cache l’appellation de « GlobalSystem for Mobile communication ». Par la suite, nous nous concentrerons surl’architecture réseaux qu’utilise le GSM ; ce qui nous amènera alors à l’étude desprincipales technologies utilisés par nos mobiles. Enfin la dernière partie nousprésentera le passé et le futur du GSM.
Ce dossier à pour but d’éclaircir sur ce qu’est le GSM, seul les principes debases des technologies rencontrées seront étudiés.
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1.Présentation du GSM
Il nous paraît aujourd’hui naturel de pouvoir téléphoner n’importe où et àn’importe quel moment. Chaque jour, c’est plus de 40 millions d’utilisateurs qui seconnectent régulièrement au réseau français. Cette simplicité d’utilisation cachepourtant de nombreuses prouesses technologiques …
1.1. Qu’est ce que le GSM ?
Le GSM pour « Global System for Mobile communication » est une norme decommunication cellulaire radiophonique. En d’autres termes, c’est le système quipermet aujourd’hui aux abonnés de rester connectés à un réseau où qu’il soit situépour peu que des antennes soient installées à proximité.
D’abord utilisé principalement pour les communications téléphoniques etl’envoi de messages courts, le GSM au fur et à mesure de son évolution a su proposerde nouveaux services aux utilisateurs avec notamment aujourd’hui la naissance deservices multimédias.
A l’origine, GSM signifiait Groupe Spécial Mobile. Mis en place en 1982 parla CEPT (Conférence des administrations des Postes et Télécommunication) legroupe était chargé d’élaborer les caractéristiques du système. Les objectifs viséspour la norme étaient les suivants :
• Un grand nombre d’abonnés,
• Une compatibilité à l’échelle internationale,
• Une utilisation efficace du spectre radioélectrique,
• Une grande disponibilité,
• Une adaptation à la densité du trafic,
• Une qualité de service comparable à celle du réseau filaire,
• Un coût d’utilisation attractif.
En 1987 fut alors défini les spécificités techniques majeures suivantes :
• Transmission numérique,
• Multiplexage temporel des canaux radio,
• Cryptage des informations sur le canal radio.
Ces principes seront expliqués ultérieurement.
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1.2. Pourquoi le GSM ?
Dans les années 1980, coexistaient de nombreuses normes incompatibles entreelles et qui utilisaient des bandes de fréquences différentes. Il fut alors décidéd’établir une norme commune en Europe qui permettrait d’harmoniser la situation etd’offrir aux opérateurs et constructeurs un véritable marché des télécommunicationsmobiles.
En 1985, alors que le marché des mobiles explose et que les réseauxradiophoniques classiques arrivent à saturation, la commission de la Communautéeuropéenne décide d’imposer la norme GSM à ses Etats membres.
Le tableau 1 illustre la situation de la téléphonie mobile en France. Lacroissance trimestrielle et les 44 millions d’abonnées montrent le succès du GSM.
Opérateur Abonnés Croissance trimestrielle Part De Marché
Orange 21.251.500 646.300 47,7 %SFR 15.819.800 680.400 35,5 %Bouygues Télécom 7.468.400 345.400 16,8 %Dauphin Télécom 5.300 2.700 0 %Outremer Telecom 6.800 - 0 %Total 44.551.800 1.681.600 100 %
Tableau 1 : Abonnés français au téléphone mobile en 2004
1.3. Services proposés
Un réseau GSM fourni à l’utilisateur final un large éventail de services. Ainsiles services fournis par un réseau GSM peuvent être répartis en deux catégoriesprincipales :
• Les services support (ou Bearer Services), en d’autre termes se sont lesservices techniques qui permettent à l’abonné de transmettre les signauxappropriés de part et d’autre du réseau. Par exemple, on peut grâce à l’un desservices qui le compose choisir le mode transmission du mobile.
• Les téléservices : ce sont des services de télécommunication. Il donne lacapacité à l’utilisateur de communiquer avec d’autres utilisateurs. Ainsi lestéléservices incluent la transmission de la parole, l’envoi de messages courts,la transmission de fax …
1.4. Les risques du GSM sur la santé
Alors que l’utilisation devient de plus en plus courante et spontanée, denombreuses études scientifiques ont étés menées afin de connaître l’impact des ondessur l’être Humain.
Ainsi des chercheurs cherchent à montrer la corrélation entre l’utilisation duportable et la naissance de tumeur craniène ou la perte d’audition. Aucune étude n’àpour le moment démontrer de manière claire la nocivité des ondes. Cependant du faitde l’utilisation toujours croissante du mobile, un maximum de précautions doiventêtre prises.
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1.5. European Telecommunication Standart Institute (ETSI)
On a vu que les spécifications techniques du système GSM étaient à l’origineélaborées par le Groupe Spécial Mobile. En 1989 la création de l’ETSI va provoquerle transfert de l’activité du groupe vers ce nouvel institut qui prendra alors le nom deSMG.
La conséquence majeure de ce transfert concerne les constructeurs. Ceux cin’avaient jusqu’alors qu’un rôle minime puisqu’ils n’étaient pas membre de l’institutde normalisation. L’ETSI permit aux constructeurs de devenir membre à part entièreet ainsi d’influencer directement sur les choix techniques réalisés.
1.6. Historique
Des étapes majeures ont marqué l’histoire du GSM et de la radiotéléphonie.
• 1887. le physicien allemand Heinrich Hertz (1857-1894) découvre les« ondes hertziennes », ce sont les ondes radio.
• 1982. La Conférence Européenne des Postes et Télécommunication(C.E.P.T) réserve des fréquences dans la gamme des 900MHz pour lestélécommunications mobiles et créé le Groupe Spécial Mobile (G.S.M).
• 1987. 13 opérateurs européens signe le « Memorandum Of Understanding »(MOU) qui prévoit la mise en service de réseaux mobiles conformes au GSM.
• 1989. Le G.S.M préconise l'introduction de la bande de fréquence1800MHz afin de permettre l’utilisation de la norme DCS 1800
• 1991. Le ministère français des PTT autorise France Telecom et la SociétéFrançaise de Radiophonie (SFR) à exploiter un réseau du type GSM.
• 1992. 17 pays et 26 opérateurs européens ont adopté le système G.S.M. Deplus, une première ouverture vers un marché mondial s'effectue par laratification de l'Australie au MOU.
• 1993. L’abréviation GSM signifie désormais « Global System for Mobilecommunication ». Ce changement marque ainsi le tournant entre la phased’élaboration de la norme et sa phase de commercialisation.
• Octobre 1993. Le GSM de deuxième génération apparaît. Cette évolutionpropose de nouveaux services tels que les renvois d'appel ou la limitationd'appel.
• 1994. Les Etats Unis réserve la bande des 1900MHz à la norme GSM. Uneadaptation de la norme leur permettra d'utiliser le réseau à cette bande defréquence.
• 1995. Démarrage de la phase 2+ du GSM.
• 1997. Le DCS1800 est renommé GSM1800 pour refléter l’apparition deservices à vitesse plus élevée. Les réseaux bi bandes se multiplient.
• 2005. Le réseau GSM totalise plus de 1,2 Milliard d’abonnés dans lemonde.
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2. L’architecture réseaux du GSM
Un réseau de radiotéléphonie a pour premier rôle de permettre descommunications entre abonnés mobiles et abonnés du réseau téléphonique fixe(RTC). Lorsqu’un utilisateur accède au réseau, plusieurs étapes sont nécessaires.
Tout d’abord le sous-système radioassure le lien entre l’abonné et le sous-système réseau. Celui-ci permet ensuitel’accès au réseau téléphoniquetraditionnel ; tout ceci étant supervisé parl’ensemble du sous-système d’exploitationet de maintenance.
Figure 1 : Architecture réseau
2.1. Principes généraux
Lorsqu'un un portable est allumé, il émet régulièrement un signal afin d'êtrelocalisé et de pouvoir recevoir un appel. L'antenne la plus proche capte alors lesignal radio de votre communication. Sa station de base (BTS) transmet le signalnumérique à son contrôleur de station de base (BSC), qui à son tour l'envoie à soncentre de commutation des services mobiles (MSC).
Ce dernier gère toutes les communications d'une zone géographique. Relié auréseau filaire classique (RTC), le MSC achemine votre appel vers son destinatairefinal, s'il s'agit d'un téléphone filaire. Dans le cas où l'appel serait destiné vers unportable, le signal va transiter de MSC en MSC jusqu'au centre de commutation desservices mobiles où a été repéré le portable destinataire. Puis il assurera la liaisonjusqu'à la station de base de la cellule où se trouve le correspondant. Grâce àl'antenne associée, la communication sera établie.
Figure 2 : Exemple d’appel
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2.2. Le sous-système radio BSS (Base Station Sub-System)
Le BSS est principalement composé de stations mobiles, de la station de base(BTS), du contrôleur de stations de bases et d’un transcodeur.
• Station mobile (MS) : la station mobile est le mobile GSM que nousconnaissons tous. La carte SIM (Subscriber Identity Module) qu’elle reçoitpermet l’identification de l’utilisateur par le réseau.• Station de base (BTS) : elle assure le lien radioélectrique entre le réseauterrestre et les stations mobiles.• Contrôleur de station de base (BSC) : il contrôle les stations de base etassure la commutation entre les ressources terrestres et radio.• Transcodeur TCU (non représenté sur la figure 3): le transcodeur permetd’adapter le codage de parole utilisé dans le réseau GSM à celui utilisé dans leréseau RTC.
Figure 3 : Sous-système radio
2.3. Le sous-système d’acheminement NSS (Network Sub-System)
Le sous-système d’acheminement regroupe toutes les fonctions decommutation et de routage. En d’autres termes le NSS assure le routage et letransport des données entre deux abonnés lorsqu’une communication est établie parexemple. Trois entités principales constituent le NSS :
• Le MSC (Mobile service Switching Center),il assure l’inter fonctionnementdu système cellulaire avec les différents réseaux de télécommunication.• Le HLR (Home Location Register) : c’est une base de donnée où sontenregistrées les données de références propres à chaque abonné.• Le VLR (Visitor Location Register) : cette entité contient les données detravail relatives aux abonnés présents dans la zone du MSC. Il permet deminimiser l’accès au HLR.
Figure 4 : Sous-système d’acheminement
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2.4. Le sous-système d’exploitation et de maintenance OSS (OperationSub-System)
L’OSS comprend les centres d’exploitation de maintenance appelés OMC(Operation and Maintenance Centre). Ce sont les entités qui permettent à l’opérateurde contrôler, de gérer et d’administrer son réseau.
Deux catégories d’OMC sont différenciées dans l’OSS. L’OMC radio etl’OMC Switch. Ces deux OMC assurent la même fonction mais à différents niveauxdu réseau.
Les fonctions suivantes sont assurées par l’OSS :
• Fonction liée à la gestion commerciale ou administrative du réseau.
• Gestion de la sécurité
• Gestion des performances
• Modification des configurations du réseau.
3. Fonctionnement du GSM
3.1. Les fréquences utilisées
Le GSM est un système radiophonique à qui l’on a alloué deux bandes defréquences larges de 25MHz chacune :
• 890 à 915 MHz pour les communications du mobile vers le fixe.
• 935 à 960 MHz pour les communications du fixe vers le mobile.Pour un réseau de télécommunication une bande passante de 25MHz peut
paraître limité. Cette limitation des bandes de fréquence est simple, le spectre radioest une ressource rare déjà très utilisée par de nombreux autres services comme latélévision, la radio-diffusion comme le montre la figure 5. L’optimisation de sonutilisation est donc primordiale.
Figure 5 : Domaine d’utilisation des ondes
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3.2. Modulation de fréquence
Pour transmettre les informations (voix, données …) d’un portable à unestation de base on utilise les ondes radio. Afin de transmettre ce signal avec lemeilleur rendement possible on se doit de le moduler. En effet les ondes« voyagent » beaucoup mieux en haute fréquence (HF>100MHZ) qu’en bassefréquence (BF<20Hz). Trois types de modulation existent : la modulationd’amplitude, de fréquence et de phase. Dans le cas du GSM c’est la modulation defréquence qui a été retenue car elle permet de restituer plus fidèlement le signal parrapport aux autres procédés.
Le principe de la modulation est d’associer deux ondes entre elles : l’onded’information appelée onde source et l’onde de référence appelée onde porteuse.Comme le montre la figure suivante, le signal numérique source fait varier lafréquence des ondes porteuses. Pour le GSM, l’onde porteuse peut connaître uneexcursion en fréquence de 200KHz.
Figure 6 : Modulation d’une fréquence
Or on sait que la bande passante pour le GSM est de 25MHz. Les ondesporteuses étant séparées de 200KHz, on aura donc 124 ondes porteuses possibles. Cequi représente autant de communications possibles. Une communication utilise deuxondes porteuses, l’une dans la plage montante et l’autre dans la plage descendante.
3.3. Le multiplexage temporel AMRT (TDMA en Anglais)
Le multiplexage est la technique permettant de faire passer plusieurs canauxde communication sur un même câble ou une même fréquence. Le multiplexeur estl'appareil réalisant cette opération.
Le multiplexage temporel (en anglais Temporal-Division Multiple Access ouTDMA) a été le plus utilisé ces vingt dernières années. Il consiste à diviser le temps,par exemple chaque seconde, en petits intervalles, et à attribuer un intervalle detemps donné à chaque canal. Cela permet d’augmenter le rendement du réseau enautorisant un plus grand nombre de communications simultanées. Associé au GSM ceprocédé permet ainsi de multiplier par huit le nombre de communications.
Figure 7 : Principe de l’AMRT
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3.4. Le réseau cellulaire
Pour pallier au problème de limitation de fréquence, chaque zonegéographique à desservir est découpée en cellules de taille variable (de 100 m à 30km). Chaque cellule est associée à une station de base dont la puissance d’émissionvarie selon la taille de la cellule.
Cependant chaque cellule a un nombre limité de communications : à unecellule n’est pas associé la totalité de la bande passante du GSM. En effet deuxcellules voisines ne peuvent pas utiliser deux mêmes fréquences sans risqued’interférence aux extrémités des cellules. Les cellules se recoupent entre ellecomme le montre la figure 8. Ce découpage en cellule pose un problème, lorsqu’unutilisateur passe d’une cellule à l’autre, sa communication est alors coupé. En effetson mobile devra changer de fréquence puisqu’il change de cellule.
La technique du « handover »permet de pallier à ce problème. Vouspouvez ainsi vous déplacer d'une celluleà l'autre sans problème. Cette techniquepermet la transmission des informationsde gestion vers la nouvelle station debase (BTS) même lorsque que vousvous déplacez à 300 km/h (dans le TGVnotamment).
Figure 8 : Découpage cellulaire
Différentes taille de cellules existent et ce pour s’adapter en fonction dela densité du trafic. Les zones peuvent donc être équipées de picocellules (environs100mètres), de macrocellules (environs 500 mètres). Les zones rurales sont elleséquipées de cellule mesurant jusqu’à 30km.
De plus un procédé permet a l’abonné de rester connecter au réseau malgréqu’il soit situé à l'étranger. Le "roaming" (itinérance en français) permet à l'abonnéd'être identifié, et d'utiliser les cellules étrangères de la même façon que sur sonterritoire.
Figure 9 : Itinérance
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4. Présentation du DCS 1800
4.1. Origine de la norme
Le projet Digital Cellular System naît d’un initiative britannique avec uneenquête du DTI ( Department of Trade and Industry) sur la mobilité. A partir desrésultats de l’enquête, trois licences sont attribuées à trois consortiums pourdévelopper le DCS.
Le DCS apparaît alors que dans de nombreux pays européens, des situationsde monopoles s’installent. Prenons l’exemple de la France où France Telecom et SFRse partageaient la totalité des fréquences ne laissant ainsi pas la possibilité d’unenouvelle concurrence. Le DCS permis alors l’extension de la capacité des réseauxGSM et l’accroissement de la concurrence.
4.2. Différence avec le GSM 900
A l’origine les concepteurs britanniques ont conçus leur projet DCS de tellesorte que celui-ci soit une adaptation du système GSM. Les différences entre lesdeux normes sont donc seulement basées sur la fréquence qui passe à 1800MHz.Ainsi l’institut de normalisation ETSI/GSM n’a pas édité d’ensemble de spécificationpropre au DCS. On peut cependant faire apparaître quatre grands domaines où lesdifférences sont évidentes :
• Les fréquences radio : elle sont de 1710 à 1785MHz en voix montante et de1805 à 1880 MHz en voix descendante. On voit ainsi que la bande passante àété élargi par rapport au GSM. On a ici 75MHZ de bande passante contre45MHz pour le GSM.
• Le nombre de canaux radio : du fait de l’augmentation de la bandepassante, le nombre de fréquences porteuses est multiplié par trois. C’est 374canaux qui peuvent donc être attribuables.
• La taille des cellules : le 1800MHz s’atténue, à puissance égal, environquatre fois plus que le 900MHz. Les cellules DCS seront donc de taille réduitepar rapport à celle du réseau GSM.On voit ici que le DCS sera un système intéressant dès lors que l’on devra
couvrir une zone de faible taille mais de fort trafic.
5. Les différentes évolutions du GSM
Etant déjà une révolution par rapport au réseau de première génération(réseaux analogiques), le système connaît aujourd’hui une nouvelle cure de jouvence.Le réseau deuxième génération (surnommé 2G) et ses successeurs provisoires GPRS(2,5G) et EDGE (2,75G) sont en cours de remplacement, ceux-ci arrivant àsaturation. Très prochainement remplacé par l’UMTS, le GSM que nous connaissonsactuellement devrait progressivement être remplacé pour notre plus grand plaisir.Voici donc de 1996 à nos jours les évolutions apportés.
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5.1. GSM 2+ (réseau 2G)
La norme GSM évolue pour s'enrichir de nouvelles possibilités. Si la phase 2contenait uniquement le renvoi d'appel et les restrictions d'appel, la Phase 2+ apermis d'introduire :
• le signal d'appel
• la mise en attente
• l'indication de coût
• l'identification de l'appelant
• la restriction d'identification d'appelant
• l'identification de l'appelé
5.2. GPRS (réseau 2,5G)
Le protocole GPRS est basé sur le réseau GSM existant. Il n’est donc pasnécessaire pour l’opérateur d’acheter une licence pour installer ce protocole.L’installation consiste en l’adjonction d’entités propres à la gestion du GPRS.
La principale évolution est son mode de transmission, le GPRS fonctionne enmode paquet alors que le GSM fonctionnait en mode connecté. Le mode paquetfourni à l’utilisateur une connexion virtuellement permanente contrairement au modeconnecté. Ce service permet donc une optimisation de l’utilisation des canaux etpermet ainsi une augmentation du débit de transmission.
Grâce au meilleur débit proposé (environs 40 kbits réel), le GPRS permetl’accès aux services multimédias tels que les Multimedia Messaging System (MMS),l’envoi d’images, de musique ou encore le WAP ; celui-ci étant un standard pour leséchanges destinés auxtransmissions de données sans fil.
Le GPRS a été adopté par denombreux opérateurs car il permetune transition douce entre le GSMactuel et la future norme UMTS.
Figure 10 : Evolution théorique des débits
5.3. EDGE (réseau 2,75G)
« Enhanced Datarate for GSM Evolution », c’est une solution intermédiaireentre l’UMTS et le GSM proposant des débits théoriques maximals de 383kbits/s.Pour améliorer les débits, l’EDGE optimise la connexion entre le terminal et lastation de base en prenant en compte la distance qui les sépare.
Offrant des débits théorique intéressant, ce système a cependantl’inconvénient d’être peu rentable pour les opérateurs puisqu’il nécessite denombreuses mises à jour matériel du réseau. Pour cette raison, ce système n’a pas étémis en place en Europe.
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5.4. UMTS (réseaux 3G)
L’«Universal Mobile Telecomunications Systems », est le premier systèmeEuropéen dit de troisième génération. Actuellement en déploiement en France,l’élargissement de la bande passante et la meilleure utilisation des canaux ont permisd’améliorer le débit du réseau. Les principales améliorations sont les suivantes :
• L’utilisation la plage de fréquences des 2000MHz.
• L’élargissement des canaux, chaque canal est désormais large de 5MHzcontre 200KHz pour le GSM.
• L’utilisation du W-CDMA. Celui-ci est le résultat de l’amélioration duTDMA utilisé par le GSM.Toutes ces améliorations permettent de fournir à l’usager un débit maximal
d’environs 384Kbits. De nombreux services sont alors nés de ce réseau 3G comme lavisiophonie.
Ces améliorations ont cependant un coût car les technologies utiliséesnécessitent le remplacement de l’ensemble des BTS du réseau GSM, le remplacementdes MSC mais aussi l’acquisition des licences UMTS.
5.5. HSDPA (3,5G)
HSDPA pour High Speed Downlink Packet Access est l’évolution prévue pourle réseau UMTS. N’étant pour le moment qu’au stade de projet, on sait déjà quel’HSPDA permettra d’augmenter le débit réel jusqu’à 2Mbits/s. Les principalesmodifications porteront sur l’amélioration de la transmission radio. De tels débitspermettront alors aux opérateurs de fournir à l’usager un service télévisuel commecela est déjà le cas au Japon.
Cependant, comme pour le passage du GSM à l’EDGE, cette évolutionnécessitera de nombreux changements matériels et logiciels. La figure 11 résumel’ensemble des évolutions de débit qu’a connu le GSM depuis son lancement.
Figure 11 : Débits réels des différentes normes
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C'est grâce à l'entente unanime des principaux acteurs européens, quant à lamise en place d'une seule norme pour l'utilisation des téléphones mobiles, quel'Europe est aujourd'hui le premier marché mondial des mobiles avant celui desEtats-Unis ou encore celui de l’Asie Pacifique.
Répondant pleinement au cahier des charges fixé lors de sa création le GSM,arrivé aujourd’hui à saturation, peut sereinement laisser place à ses successeurs quien sont ses évolutions naturelles.
Prouvant à de multiples reprises sa capacité d’innovation, le réseau GSM estdonc aujourd’hui, et pour la troisième fois, en pleine mutation ; offrant par la mêmeoccasion toujours plus de services et de débits aux usagers.
La croissance des débits peut aujourd’hui nous amener à nous interroger quantaux futures utilisations de nos mobiles et sur leurs impacts sociaux. L’évolutionconstante que nécessite un réseau haut débit sera-t-elle une nouvelle forme defracture numérique ?
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Le « Global System for Mobile communication » est une technologie detéléphonie mobile qui procure aux abonnés une grande mobilité. L’ETSI, son institutde normalisation, permet son évolution constante et la parfaite adéquation entre lesbesoins du marché et ceux des constructeurs.
Le réseau GSM est constitué de trois sous-systèmes qui permettent sa gestion,son exploitation et son bon rendement fréquentielle. Utilisant le principe cellulaire,les zones à desservir sont quadrillées par des cellules. Elles peuvent s’apparenter àdes antennes qui permettent à l’utilisateur d’accéder au réseau global.
Les bandes de fréquences allouées pour le GSM en Europe sont de 890 à915MHz (voix montante) et de 935 à 960MHz (voix descendante). Pourcommuniquer un téléphone mobile utilise deux principales techniques, la modulationde fréquence et le multiplexage temporel.
La modulation de fréquence a comme but d’augmenter la fréquence dessignaux générés par les fonctions du portable (voix, données). En effet ceux-ci avantmodulation ne sont pas de l’ordre de grandeur de la bande passante du GSM(900MHz).
Le multiplexage temporel permet d’augmenter la capacité du réseau. Leprincipe est de faire passer plusieurs communications sur une même fréquence.
En 1989 apparaît un système équivalent au GSM mais utilisant la bande defréquence des 1800MHz. Dénommé DCS, ce système accroît le nombre decommunications possibles par zone Il présente l’inconvénient d’avoir moins de portéque le GSM. Les deux technologies sont complémentaires, dès 1997 ils serontutilisés de manières simultanées par les mobiles bi-bandes.
Le GSM a connu plusieurs successeurs tel que le GPRS qui lui ont permisd’améliorer son débit et sa capacité. Aujourd’hui ceux-ci tendent à être remplacéspar l’UMTS.
274 mots
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Tableau 1 : Abonnés français au téléphone mobile en 2004 www.journaldunet.com 6
Figure 1 : Architecture réseau David Pitre, « Le réseau de téléphonie mobile », Institut Universitaire deTechnologie, 2002. 8Figure 2 : Exemple d’appelle J.Tisal, « Le radiotéléphone cellulaire GSM », Masson, 1995. 8Figure 3 : Sous-système radio J.Tisal, « Le radiotéléphone cellulaire GSM », Masson, 1995. 9Figure 4 : Sous-système d’acheminement 9Figure 5 : Domaine d’utilisation des ondes www.cite-sciences.fr 10Figure 6 : Exemple d’une modulation de fréquence 11Figure 7 : Principe de l’AMRT 11Figure 8 : Découpage cellulaire David Pitre, « Le réseau de téléphonie mobile », InstitutUniversitaire de Technologie, 2002. 12Figure 9 : Itinérance Jean-Luc Breysse (Dir.), « Un réseau cellulaire en pleineévolution », science & vie, p.10-, n°1047. 12Figure 10 : Evolution théorique des débits 14Figure 11 : Débits réels des différentes normes www.01net.com 15
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Ouvrage :
J.Tisal, « Le radiotéléphone cellulaire GSM », Masson, 1995.
Bruno Salgues, « Les télécoms mobiles », Hermes, 1997.
Xavier Lagrange Philipe Godlewski Sami Tabbane, « Réseaux GSM-DCS »,Hermes, 1995.
Ouvrage interne :
David Pitre, « Le réseau de téléphonie mobile », InstitutUniversitaire de Technologie, 2002.
Encyclopédie :
Jean Cellmer, « Réseau cellulaires norme GSM », Techniques de l’ingénieur ,E7 II, p.364-1, 364-2, 364-3, 364-7, 364-8, 364-19, 364-20.
Revue :
Jean-Luc Breysse (Dir.), « Un réseau cellulaire en pleine évolution », science& vie, p.8-9-10-11-12-13, n°1047.
Jean-Luc Breysse (Dir.), «Faut-il avoir peur de la téléphonie mobile ?»,science & vie, p.18-19, n°1047.
Site Internet :
gsm.fr, «[GSM] Lexique», dans «www.gsm.fr» -http://www.gsm.fr/lexique.php?sid=fabd335705dc1ef7d9d2121b62e46729– [consultéle 14/02/2005].
« La téléphonie mobile en France », dans « http://www.top.online.fr/gsm/ » -http://www.top.online.fr/gsm/presentation/ - [consulté le 14/02/2005].
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