DE LA 3G VERS LA 4G

L'Informaticien - - À LA UNE -

Comme on peut s’en rendre compte tous les jours, les opé­ra­teurs mettent le pa­quet sur la 4G ac­tuel­le­ment : la nou­velle technologi­e af­fole les bud­gets mar­ke­ting mais pas seule­ment. Der­rière ces af­fiches de quatre mètres par trois, sur les­quelles l’on nous parle de vi­tesses af­fo­lantes en mo­bi­li­té, il existe la réa­li­té tech­nique et tech­no­lo­gique. Voyons comment les opé­ra­teurs migrent leurs ré­seaux ac­tuels pour mettre le cap sur la 4G.

La 4G n’a fi­na­le­ment que deux buts : aug­men­ter les dé­bits et ré­duire la la­tence. Et pa­ra­doxa­le­ment, l’ar­chi­tec­ture d’un ré­seau 4G est plus simple que celle des pré­cé­dentes tech­no­lo­gies UMTS/W-CDMA/GSM/, etc. Soyons pré­cis : les opé­ra­teurs en­tre­tiennent ac­tuel­le­ment un sa­vant flou ar­tis­tique en four­rant toutes les tech­no­lo­gies dans le même sac : le LTE équi­vaut à la 3,9G mais n’est pas équi­valent à la 4G, pour la simple rai­son que ce der­nier est un ré­seau « full IP », en­tiè­re­ment ba­sé sur les pa­quets de don­nées. C’est-à-dire que nous sommes dans une phase de tran­si­tion où les opé­ra­teurs évo­luent tout d’abord vers la LTE puis au fur et à me­sure ils fe­ront mi­grer leurs ré­seaux vers la 4G. Ce rap­pel est très im­por­tant puis­qu’il condi­tionne tout ce qui va suivre ; d’au­tant plus qu’il met aus­si en lu­mière la ma­nière dont les opé­ra­teurs jouent in­tel­li­gem­ment avec les sym­boles (3G+, 4G Ready, 4G/LTE, etc.) au risque de « perdre » le consom­ma­teur.

La mi­gra­tion des ré­seaux des opé­ra­teurs vers la 4G va donc en­traî­ner une sim­pli­fi­ca­tion ar­chi­tec­tu­rale de ces ré­seaux qui va ser­vir à op­ti­mi­ser la qua­li­té gé­né­rale du ré­seau, comme dans le sché­ma ci-contre.

La prin­ci­pale ca­rac­té­ris­tique des ré­seaux de qua­trième gé­né­ra­tion est donc de rendre le ré­seau plus in­tel­li­gent, en sup­pri­mant des étapes et en lui confé­rant des ca­pa­ci­tés comme l’au­to­con­fi­gu­ra­tion et l’au­to-op­ti­mi­sa­tion. En ef­fet, les ré­seaux 4G vont gran­de­ment sim­pli­fier la vie des tech­ni­ciens ré­seau qui étaient jus­qu’à pré­sent de confi­gu­rer, sou­vent à la main, les pa­ra­mètres d’un ré­seau. C’est ce qu’on ap­pelle le SON (Self Or­ga­ni­zing Net­work). Même sché­ma­ti­que­ment, un ré­seau 3G est plus com­pli­qué ! La sim­pli­fi­ca­tion de l’ar­chi­tec­ture est donc tout à fait vi­sible ici et amé­liore consi­dé­ra­ble­ment ce que les opé­ra­teurs et équi­pe­men­tiers ap­pellent le « han­do­ver ». C’est ce qui per­met à votre té­lé­phone mo­bile de ne pas perdre la connexion lorsque vous êtes en mou­ve­ment et que votre ap­pa­reil change de cel­lule sans in­ter­rompre la com­mu­ni­ca­tion. Dans le sché­ma 3G, on voit clai­re­ment que les sta­tions de base, elles-mêmes re­liées aux an­tennes, ne dia­loguent pas entre elles. Ce rôle est ce­lui du RNC (Ra­dio Net­work Control­ler) qui est en charge de la ré­par­ti­tion de la res­source ra­dio, du chif­fre­ment des don­nées avant l’en­voi au « Té­lé­phone mo­bile » et à une par­tie de la lo­ca­li­sa­tion des abon­nés. Dans le sché­ma 4G, chaque eNode B – les sta­tions de base de nou­velle gé­né­ra­tion – rem­plit ce rôle et dia­logue avec les autres ce

qui per­met une conver­sa­tion di­recte et à bande pas­sante éle­vée entre les sta­tions de base pour maxi­mi­ser les per­for­mances ra­dio. En plus de s’échan­ger des in­for­ma­tions per­met­tant des han­do­vers très per­for­mants, cette ar­chi­tec­ture 4G per­met de mi­ni­mi­ser les in­ter­fé­rences et rend pos­sible la mu­tua­li­sa­tion de plu­sieurs sites ra­dio en un seul site lo­gique, ce qui aug­mente for­te­ment les per­for­mances. Cette sim­pli­fi­ca­tion du ré­seau a pour ef­fet de rendre l’ar­chi­tec­ture plus « plate ». « L’ar­chi­tec­ture se rap­proche de plus en plus de celle des ré­seaux fixes » , es­time An­dré Me­cha­ly, di­rec­teur mar­ke­ting pour Al­ca­tel-Lucent dans la ré­gion EMEA.

En 2020 : 1 Go de don­nées mo­biles/per­sonne/jour

« En Eu­rope, la de­mande en termes de ca­pa­ci­tés est ex­po­nen­tielle, mais les re­ve­nus res­tent “flat ” : ils ne sont pas li­néaires avec l’in­ves­tis­se­ment » , ex­plique Alain Fer­rasse-Pa­lé, di­rec­teur gé­né­ral de No­kia Sie­mens Net­works (NSN) France. La de­mande en ca­pa­ci­té va donc dras­ti­que­ment aug­men­ter dans les an­nées à ve­nir, no­tam­ment avec la consom­ma­tion de vi­déos qui va ex­plo­ser. Au­jourd’hui, un uti­li­sa­teur consomme en moyenne 5 Mo de don­nées par jour : un chiffre qui de­vrait grim­per à 1 Go à l’ho­ri­zon 2020 ! Ain­si, le simple pas­sage à la 4G ne per­met­tra pas d’ab­sor­ber toute cette de­mande. C’est pour­quoi, entre autres, il existe en­core di­vers ré­seaux et que le tout de­vient de plus en plus hé­té­ro­gène et donc plus complexe à gé­rer. « On se doit donc d’être in­no­vant » , pour­suit Alain Fer­rasse-Pa­lé. « Par exemple, on tra­vaille en­core sur la 2G, on l’op­ti­mise pour pou­voir li­bé­rer des fré­quences pour les trans­for­mer en 3G ou LTE. » Mais ce­la ne se­ra pas suf­fi­sant non plus pour ré­pondre à la de­mande, et par­ti­cu­liè­re­ment pen­dant les heures de pointe qui de­viennent « très dif­fi­ciles à gé­rer » pour les opé­ra­teurs, qui plus est dans les zones très denses, à l’ins­tar du quar­tier de La Dé­fense no­tam­ment. C’est ici qu’entrent en jeu les « smart cells ». Su­jet ma­jeur du der­nier sa­lon Mo­bile World Con­gress de Bar­ce­lone pour les équi­pe­men­tiers, « elles servent à deux choses : bou­cher les trous de cou­ver­ture, mais aus­si à four­nir une ré­ponse à la ca­pa­ci­té » pour les opé­ra­teurs. « Lors­qu’on ajoute une fré­quence sur le ré­seau, on lui donne une bouf­fée d’oxy­gène » , sché­ma­tise quant à lui An­dré Me­cha­ly, chez Al­ca­tel-Lucent. « Nous sommes obli­gés d’ap­por­ter de l’élas­ti­ci­té sur le ré­seau, et donc de mieux réuti­li­ser le spectre puis de li­mi­ter les in­ter­fé­rences. Pour ce­la, on doit ré­duire la zone d’émis­sion des cel­lules. On ar­rive à un ré­seau bi­couche com­po­sé avec des sta­tions de base plus des smart cells plus éven­tuel­le­ment des fem­to­cell pour la pro­blé­ma­tique en in­té­rieur des bâ­ti­ments. » Ce sont donc ces smart cells, qui peuvent em­bar­quer plu­sieurs tech­no­lo­gies (2G, 3G, 4G, WiFi) qui vont ré­pondre à l’ex­plo­sion du tra­fic. Dans les faits, les tech­no­lo­gies 4G et WiFi de­vraient être les plus mixées.

Node B : les re­lais. RNC (Ra­dio Net­work Control­ler) : sous-en­semble en charge de la ré­par­ti­tion de la res­source ra­dio. Coeur de ré­seau NSS + GSS : en charge de la ges­tion des ser­vices.

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