LTE, LES REALITES D’UNE INFRASTRUCTURE MOBILE MODERNE – 1ère partie


LTE« Amsterdam n’est pas une ville, c’est un grand village… » indiquait très justement Keimpe Algra, COO et CTO de WorldMax, seul opérateur WiMax Européen opérant dans une grande ville. C’est en effet à Amsterdam que s’est déroulée la semaine dernière une conférence passionnante appelée « LTE Focus », organisé par la société anglaise Quadritech, dont l’ambition était de tracer les  contours du futur LTE, d’analyser les challenges qu’il véhicule, aussi bien dans leurs aspects techniques, qu’économiques ou de régulation. Le but était enfin de déterminer quelles stratégies de migration et de développement les opérateurs et les constructeurs envisagent de mettre en œuvre autour de cette infrastructure critique de 4ème génération de téléphonie mobile et quels retours sur investissement ils envisagent. On notera qu’au même moment, le gouvernement Français réunissait quelques ministres et anciens ministres avec le gotha de l’industrie du tout numérique en France, pour se pencher sur la manière dont ces infrastructures devaient (ou pourraient) être financées afin d’assurer une couverture totale du pays en haut débit fixe et mobile, que ce soit dans les zones denses de population ou dans les zones les moins denses. J’y reviendrai en détail avec mon collègue Marc Duchesne qui y a assisté.

Une infrastructure clé pour les collectivités locales

Le petit dossier que je vous propose de suivre pendant quelques jours  nous fera découvrir les caractéristiques du LTE, leur impact pratique sur son déploiement par les opérateurs, sur son utilisation par les consommateurs, sur la migration qui s’opérera durant plusieurs années, sur les nouveaux usages qui en découleront. Cette infrastructure est fondamentale pour les collectivités locales, surtout les plus rurales. Elle doit être considérée dans les projets de développement de très haut débit fixe parce qu’elle en est complémentaire. En effet, la convergence des usages fixes et mobile est aujourd’hui irréversible, elle est un atout pour les communes rurales que ces infrastructures désenclavent en leur permettant de développer et pratiquer des activités économiques variées, donnant égal accès à tous aux mêmes ressources où qu’ils se trouvent, quand ils le souhaitent. Nous verrons, à travers les différentes présentations et discussions de la conférences, parfois assez techniques, mais toujours reliées à une réalité concrète, que le LTE n’est pas encore arrivé et que, même si tout le monde s’accorde pour dire qu’il finira par arriver, les plus grosses difficultés sont encore à venir. Les surprises ne font que commencer comme le précisait un représentant de Orange à la conférence : « Nous n’avons pas su bien prédire comment le 3G allait être utilisé, donc comment pouvons nous savoir ce qui va se passer maintenant.. ? On ne sait pas ce que sera le LTE, on en a simplement un sentiment de ce qu’il sera, une vision… On ne sait pas prédire les utilisateurs, mais on sait mieux prédire les lois de la physique… » ajoutait-il pour rassurer l’assemblée, composée essentiellement de techniciens.

Qu’est-ce que le LTE ?

LTE signifie Long Term Evolution. Ce terme a commencé d’apparaitre publiquement en 2006 au salon 3GSM World à Barcelone alors que les constructeurs dévoilaient les toutes premières démonstrations des évolutions HSDPA des réseaux 3GSM (UMTS). Ils tiraient ainsi les dernières salves de cette infrastructure vocale en bout de course dont la durée vie s’annonce comme plutôt éphémère (premières installations en 2002). Le LTE est un projet du 3GPP (3rd Generation Partnership Project), organisme international qui était crée en 1998 de la coopération entre 5 organismes de standardisation régionaux (Chine, Japon, Europe, Etats-Unis et Corée du Sud) auxquels se sont joints d’autres organismes depuis. L’objectif du 3GPP est de produire les spécifications techniques et les études techniques pour la mise en place d’un Système 3G mobile basé sur les technologies radio (UMTS, GPRS , Edge, GSM) et le cœur du système GSM qui supportent une nouvelle technologie appelée Universal Terrestrial Radio Access (UTRA) dans les deux modes FDD et TDD. Le projet LTE (terme plus souvent utilisé que UTRA) a débuté en 2004 avec comme objectif de définir les spécifications de la future norme de réseau mobile dite de 4ème génération.

LTE utilise OFDM, plus flexible dans l’utilisation du spectre

Les systèmes de 2ème ou 3ème génération étaient basés sur des systèmes de modulation différents (CDMA, W-CDMA, TDMA, CDMA 2000…) générant des incompatibilités majeures entre eux, parfois au sein d’une même région (aux Etats-Unis par exemple). Le 3GPP a décider de bâtir l’UTRA sur le derniers né des systèmes de modulation, l’ OFDM qui a été adoptée par le WiMax dès 2004 et d’autres systèmes de réseaux sans fil. L’utilisation du système OFDM apporte en effet une plus grande efficacité spectrale. Il permet au spectre des fréquences disponibles d’être divisé en multiples porteuses, d’une taille minimum de 1.4 Mhz jusqu’à un maximum de 20 Mhz, chacune des porteuses pouvant opérer sur des fréquences différentes. Ceci offre une assez grande flexibilité de l’utilisation du spectre (qui n’existait pas dans les précédents systèmes) et permet de plus facilement réutiliser le spectre des réseaux précédents (2G et 3G) que l’on ajoute au spectre encore libre. Nous verrons que cette flexibilité peut avoir ses revers en termes de coûts, d’efficacité et de bande passante. LTE utilisera aussi les antennes Mimo pour augmenter la bande passante. Elles sont déjà utilisées de façon plus rudimentaires dans d’autres technologies de réseau dont le WiMax et le WiFi n. LTE et WiMax sont donc très similaires.

La courbe d'efficacité spectrale selon les technologies   Source: IP Wireless

La courbe d'efficacité spectrale selon les technologies Source: IP Wireless

LTE, un pur réseau IP pour remplacer les réseaux vocaux

Enfin, le cœur du réseau LTE est appelé à remplacer les réseaux existants (2G et 3G) dont il supportera les technologies de base. Mais le réseau LTE diffère fondamentalement des réseaux vocaux dans la mesure où c’est un réseau tout IP fonctionnant en commutation de paquet (comme Internet) par opposition au réseau téléphonique commuté (RTC) classique qui fonctionne en commutation de circuit. L’intérêt de l’IP est qu’il permet de facilement développer des services ouverts à valeur ajoutée, ce qui n’était pas la cas sur le RTC. L’une des caractéristiques les plus connues du LTE est de permettre un débit élevé, download de 100 mbps en théorie, non symétrique avec une capacité d’upload jusqu’à 50 mbps. Mais aujourd’hui, alors que le WiMax a déjà montré non sans douleurs la réalité de ses courbes de performances à travers de nombreux déploiements, LTE n’est toujours connu que de façon théorique car aucun déploiement n’a encore eu lieu et les premiers tests sont à peine mis en oeuvre. Or en matière de sans fil, le passage de la théorie à la réalité contient son lot de surprises, souvent désagréables. C’est la connaissance acquise sur le terrain qui prime et Andy Seybold, analyste américain spécialiste des réseaux sans fil se plait à dire très sérieusement: « Il y a toujours un côté de magie noire dans les technologies sans fil. » Le LTE n’y échappera pas…

à suivre….

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