Téléphonie mobile - comment cela fonctionne-t-il?

Une majorité de la population suisse possède désormais un téléphone portable. Plus de 19000 stations de base pour la téléphonie mobile garantissent que nous puissions utiliser ces téléphones et transférer des données pratiquement dans tout le pays.

1. Essor de la téléphonie mobile
2. Structure du réseau

1. Essor de la téléphonie mobile

À partir de 1993, le réseau Natel C a été progressivement remplacé par le standard GSM introduit à cette époque, ce qui a grandement contribué à l'essor de la téléphonie mobile. En Suisse, on utilise aujourd'hui quatre normes de téléphonie mobile (GSM, UMTS, LTE, 5G/NR, TETRAPOL), qui peuvent être exploitées sur neuf bandes de fréquence (400, 700, 800, 900, 1400, 1800, 2100, 2600 und 3400 - 3800 MHz).

L'offre sans cesse élargie et la demande croissante dans le domaine de la téléphonie mobile a toutefois pour conséquence une augmentation de la charge environnementale en ondes électromagnétiques de haute fréquence.

Dans le cas de la téléphonie mobile, contrairement à la distribution d'électricité où le rayonnement constitue un phénomène secondaire indésirable, le rayonnement est un moyen de transport utilisé sciemment pour la transmission d'informations sans fil.

GSM: la norme de téléphonie mobile "Global System for Mobile Communications" est exploitée en Suisse depuis 1993.

UMTS: "Universal Mobile Telecommunications System" est la norme de la téléphonie mobile de troisième génération. Comparé au GSM, l'UMTS permet de transmettre des quantités plus importantes de données, ce qui rend notamment possible la transmission d'images animées.

LTE: le trafic de données sur les réseaux suisses de téléphonie mobile augmente fortement. Afin de répondre aux besoins en hausse de capacité, ce qui correspond à des débits plus élevés, l'industrie a développé le nouveau système de téléphonie mobile LTE (Long Term Evolution), qui succède à l'UMTS, au HSPA et au HSPA+.

5G/NR: Le terme « 5G » est utilisé pour désigner la 5^e génération de téléphonie mobile, connue également sous le nom de « New Radio ». Le volume de données transmises par les réseaux de téléphonie mobile double d’année en année. L’introduction de la 3^e (UMTS) et de la 4^e (LTE) génération, respectivement vers le milieu des années 2000 et dès 2012, a permis jusqu’à présent de répondre aux besoins. Aujourd’hui cependant, ces technologies atteignent leurs limites. L’introduction de la 5G permet d’augmenter nettement les capacités de transmission de données.

TETRAPOL: Système numérique de radiocommunications à ressources partagées pour les organismes de sécurité: Standard de radiocommunication professionnel basé sur le standard TETRAPOL spécialement développé pour répondre aux exigences des forces de sécurité.

Évolution de la téléphonie mobile en Suisse:

Indicateur de base Installations de téléphonie mobile

Indicateur de base Volume de données transmises par le réseau de téléphonie mobile

2. Structure du réseau

Un réseau de téléphonie mobile se compose de nombreuses cellules. Chaque cellule possède une antenne (image de gauche), qui assure la liaison, par ondes hertziennes, avec le téléphone mobile situé à proximité. En général, plusieurs cellules sont desservies à partir d'un emplacement. Toutes les antennes de cet emplacement forment ce qu'on appelle la station de base.

Les stations de base sont reliées à une centrale téléphonique par une fibre optique ou par faisceaux hertziens. C'est de là qu'elles reçoivent les appels qu'elles transmettent aux téléphones mobiles se trouvant dans leurs cellules. C'est également de là qu'elles transmettent des communications passées d'un téléphone portable se trouvant dans le rayon qu'elles desservent.

Chaque station de base ne peut transmettre qu'un volume limité de données. La grandeur d'une cellule est donc déterminée par l'intensité de son utilisation. Dans les régions rurales où la concentration de portables est faible, les cellules ont un rayon de plusieurs kilomètres alors qu'il n'est que de quelques centaines de mètres dans les zones urbaines.

Les microcellules souvent utilisées au centre des villes sont encore plus petites. Elles sont mises en place là où le volume de trafic est particulièrement nombreux ou lorsque la couverture hertzienne est difficile à réaliser en raison de la densité des constructions. Enfin, il existe des picocellules ayant un rayon limité, de quelques dizaines de mètres. Elles garantissent la desserte à l'intérieur des bâtiments.

La puissance d'émission d'une antenne doit être suffisamment élevée pour que les signaux radioélectriques transmis puissent atteindre un portable en limite de cellule, mais pas trop pour ne pas perturber les signaux des autres cellules. Les antennes des petites cellules opèrent avec une puissance d'émission plus faible; elles génèrent donc un rayonnement moins intense et, bien que cela nécessite un nombre plus élevé d'antennes, la puissance rayonnée par l'ensemble des installations n'est pas plus grande, au contraire - du moins dans les zones urbaines. Un réseau à mailles fines dont la puissance d'émission est globalement plus faible permet même de transmettre davantage de données.