Auteur Sujet: Comment fonctionne un réseau de téléphonie mobile ? (Lu 91796 fois)

vivien · « **le:** 16 janvier 2012 à 08:34:54 »

Comment fonctionne un réseau de téléphonie mobile ?

Le réseau

Orange à fait une très bonne vulgarisation du fonctionnement d'un réseau 2G / 3G. Je le recopie ici car a chaque changement profond du site il est difficile de retrouver les infos.

Appeler ou être joint sur son mobile : quoi de plus naturel ?
Un réseau de téléphonie mobile fonctionne grâce à des ondes radio propagées dans l’air sur une fréquence de 900 MHz ou 1800 MHz pour le GSM (réseau 2G) et 2100 MHz pour l’UMTS (réseau 3G).

La couverture
Pour permettre une couverture maximale du territoire, celui-ci est divisé en une multitude de cellules. Chaque cellule constitue une zone dans laquelle une communication peut être passée autour d’une antenne-relais appelé aussi station de base.

La cellule
La portée des antennes-relais, et par conséquent la taille des cellules, dépend de multiples critères tels que le type d'antennes-relais, le relief (plaine, montagne, vallée…), le lieu d'implantation (zone rurale, zone urbaine…), etc. La taille des cellules varie également en fonction de la densité de population présente sur la zone de couverture. En effet, une antenne-relais a une capacité limitée d'écoulement du trafic (c'est-à-dire des appels passants par le relais). C'est la raison pour laquelle, en zone dense (en milieu urbain par exemple), les cellules sont toujours de petite taille pour assurer un bon écoulement du trafic des communications, garantissant ainsi la qualité du réseau. Les fréquences ou "ressources radio" sont limitées. Elles sont réparties sur les cellules pour satisfaire la demande du trafic (voix, data).

Paramètres d’un Réseau 2G

Chaque antenne GSM couvre une zone géographique bien délimitée.

- L’emplacement est optimisé en tenant compte des contraintes radios et de l’impact visuel des équipements conformèment à la politique d’intégration paysagère développée depuis plusieurs années.

- Sa capacité maximale est le nombre maximal de communications (voix) téléphoniques simultanées qu’elle peut traiter. Elle dépend des équipements radio installés. L’ajout de capacité nécessite un ajout de fréquences et/ou de sites.

- Les antennes GSM ont une capacité maximale d’environ 60 communications (voix) simultanées. Au-delà de cette capacité, l’antenne est saturée et les appels ne passent plus.

- Le niveau du signal radio en un lieu donné dépend de la puissance d’émission, de la distance par rapport à l’antenne et de la configuration géographique (relief, obstacles…).

En 2G, la couverture dépend de la puissance de l’antenne.
Une réduction de la puissance entraîne une réduction de la couverture.

Paramètres d’un Réseau 3G

- La puissance de l’antenne se répartit, automatiquement et en fonction des besoins, entre la couverture (zone géographique) et la capacité (trafic à acheminer). Il est donc nécessaire de faire des hypothèses sur le trafic pour pouvoir représenter la zone géographique couverte par une antenne 3G.

- La capacité se répartit, à son tour, entre la téléphonie (voix) et l’Internet (data). La capacité maximale d’une antenne 3G est par conséquent un mix entre un nombre de communications simultanées et le débit nécessaire pour les différents services Internet utilisés (e-mail, navigation Internet, téléchargement, télévision…).

En 3G, une baisse de puissance de l’antenne entraine une réduction de la couverture et la capacité. De plus, ceci aboutit rapidement à une diminution du débit pour l’Internet mobile et à une réduction de la zone géographique où ce débit est disponible.

L’antenne relais

Définition
Les antennes-relais reçoivent et transmettent les communications. Hautes de 1,30m à 2,70m, de différents types ( perches, panneaux…), les antennes sont reliées par des câbles au matériel radio, lui-même contenu dans une armoire ou un local situé près de l'antenne. Perchées en moyenne à une hauteur de 12 à 50 mètres, les antennes utilisent en général des supports tels que les châteaux d’eau, les toits d’immeubles, les pylônes…

Fonctionnement
Les antennes-relais sont indispensables pour qu’un téléphone mobile fonctionne. A la réception d'un appel, l'antenne-relais transforme les ondes électromagnétiques qui transitent dans l’air en signal électrique. Le signal circule alors dans des câbles sous forme de données numériques. Le phénomène a lieu dans le sens inverse lorsque l'antenne-relais èmet le signal.

Dès que le mobile est allumé, un dialogue s’établit entre le terminal et l’antenne la plus proche pour permettre une émission ou une réception d’appel. Entre le téléphone mobile et l'antenne-relais, l’appel est acheminé à travers les airs.

Puissance et rayonnement
Le champ électromagnétique émis par une antenne se propage principalement à la manière du faisceau d'un phare. L'énergie du champ décroît très rapidement, à mesure que l'on s'éloigne de l'antenne : à 40 mètres, il est quatre fois plus faible qu’à 20 mètres. L’énergie est comme « diluée » dans l’espace à partir de la source.

Selon leur puissance, les relais couvrent des zones allant de quelques centaines de mètres à plusieurs kilomètres. On distingue les stations micro-cellulaires et macro-cellulaires. En moyenne, la puissance émise par une antenne est de l’ordre de quelques dizaines de watts.

Pour respecter les normes réglementaires en matière d'exposition, on définit des distances de sécurité de quelques mètres autour de l’antenne pour une station macro-cellulaire ou de quelques dizaines de centimètres pour une station micro-cellulaire.
A l'extérieur de ces périmètres, l'exposition du public aux ondes radio est toujours inférieure aux seuils réglementaires.

Densité de relais
La capacité des antennes-relais est limitée. Le trafic des communications étant supérieur en ville, il nécessite une couverture plus dense et donc un nombre de relais plus important, chaque antenne-relais gérant une zone plus restreinte. De ce fait, l'augmentation du nombre d'antennes-relais contribue à réduire les puissances de chacune d'entre elles.

Propagation radio

La propagation des ondes radio décroit rapidement en fonction de la distance et des matériaux traversés.

- En zone rurale, avec une puissance d’émission P, peu d’obstacles sont traversés et le client est sous couverture jusqu’à plusieurs kilomètres.

- En zone urbaine, avec la même puissance d'émission P et selon la densité des bâtiments, le client est sous couverture jusqu'à plusieurs centaines de mètres.

Une baisse de la puissance d’émission entraine la dégradation ou suppression :
- des services data (internet mobile etc..)
- du service voix en Outdoor

En milieu réel
de nombreux obstacles (relief, bâtiment, végétation …) atténuent la puissance émise

Implantation des èmetteurs d’ondes radio sur le territoire

L'Agence Nationale des Fréquences met à disposition du public l'implantation des èmetteurs d'ondes radio et les mesures d'exposition réalisées autour.

Vous pouvez les consulter à l'adresse suivante: www.cartoradio.fr

Exemple de fiche de L'Agence Nationale des Fréquences :

Optrolight · « **Réponse #1 le:** 08 octobre 2012 à 22:37:16 »

Pour compléter voici, l'architecture du réseau Orange en infographie.

Source: Support pédagogique Orange

butler_fr · « **Réponse #2 le:** 08 octobre 2012 à 23:45:00 »

ouch
les abréviations sont pas vraiment compréhensible pour un profane (sauf le hlr vus que c'est ce qui a planté chez orange la dernière fois^^)
tu aurais une table de correspondance Optrolight?

sinon article très bien construit

thenico · « **Réponse #3 le:** 09 octobre 2012 à 00:06:22 »

Merci pour le schéma avec une partie LTE (a partir du eNode B), il y avait des équipements que je ne connaissais pas ...

Leon · « **Réponse #4 le:** 09 octobre 2012 à 06:41:15 »

Sur le site d'Orange, déjà donné par Optrolight, tout est expliqué, avec la carte interactive. C'est peut-être simpliste, mais ça suffit.
Support pédagogique Orange

Leon.

Nico · « **Réponse #5 le:** 09 octobre 2012 à 07:13:40 »

Sinon, plus qu'un lexique, n'hésite pas à regarder sur Wikipedia car en plus de la signification tu auras une explication sur son rôle dans un réseau mobile.

Optrolight · « **Réponse #6 le:** 09 octobre 2012 à 18:15:30 »

Merci Leon d'avoir reporté l'info!