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4G LTE : explications sur les bandes de fréquences

Christophe Laporte

mercredi 04 décembre 2013 à 17:50 • 43

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Dans nos différents articles sur la 4G hier, nous avons glissé un certain nombre d’imprécisions. Afin de faire amende honorable, voici un article pour y voir plus clair !

image : quialameilleure4G (Orange)
image : quialameilleure4G (Orange)

En France, trois bandes de fréquences sont utilisées : 800 MHz, 1800 MHz et 2600 MHz. Initialement, les appels d’offres portaient sur les 800 MHz (souvent présentées comme les fréquences en « or ») et les 2600 MHz. Ultérieurement, Bouygues a été autorisé à utiliser les fréquences 1 800 MHz pour émettre en 4G.

Si l’on fait un point sur les licences 4G à ce jour, aucun acteur n’est dans une situation similaire :

  • SFR dispose de 10 MHz duplex en largeur de bande en 800 MHz et 15 MHz duplex en largeur de bande en 2,6 GHz
  • Orange dispose de 10 MHz duplex en largeur de bande en 800 MHz et 20 MHz duplex en 2,6 GHz
  • Outre les 1800 MHz, Bouygues dispose de 10 MHz duplex en 800 MHz et de 15 MHz duplex en 2,6 GHz
  • Free Mobile n’a que 20 MHz duplex en 2,6 GHz. Toutefois, la situation n’est pas figée pour le trublion de la téléphonie mobile, qui a la possibilité de négocier un droit d’itinérance. D’autre part, la société de Xavier Niel a fait part de son intérêt pour recycler en 4G ses fréquences 1800 MHz.

Pour la faire simple, il y a deux paramètres en compte : la bande utilisée et la largeur de bande.

Avantages / inconvénients de chacune des bandes

800 MHz : la fréquence en or

Comme nous l’indiquions plus haut, la bande 800 MHz est souvent présentée comme les fréquences en or. Pourquoi ? La fréquence des 800 MHz présente l’avantage de porter plus loin, limitant en théorie le nombre de relais pour le déploiement. Elle pénètre également mieux à l’intérieur des bâtiments.

Dans la colonne désavantage, elle fait mauvais ménage avec la TNT dont les fréquences 790 MHz sont très proches (lire : La 4G et la TNT s'embrouillent). Si la fréquence des 800 MHz est parfaitement adaptée aux zones rurales, elle pose question dans les zones fortement denses. Sa longue portée facilite leur saturation dans ce type de configurations.

2600 MHz : idéal pour les villes et les zones urbaines ?

La fréquence 2600 MHz présente des caractéristiques opposées au 800 MHz. Elle couvre une surface réduite et traverse moins facilement les murs. Ses caractéristiques font qu’elle est plus adaptée pour une utilisation en ville où elle est plus à même d’encaisser une utilisation intensive du réseau.

Mais pour parvenir à encaisser le choc, il faut avoir une largeur de bande importante. C’est pour cela que tous les opérateurs ont pris plus de blocs de fréquences en 2600 MHz qu’en 800 MHz. Et de cela peut découler de meilleures performances si les cellules ne sont pas saturées.

1800 MHz : le meilleur des deux mondes ?

Cette fameuse fréquence utilisée par Bouygues depuis le 1er octobre a eu deux avantages. Elle a permis à l’opérateur d’accélérer significativement le déploiement de son réseau 4G, puisqu'elle était déjà utilisée pour son réseau 2G qu'il a largement eu le temps de déployer. D’autre part, cela a permis à l’iPhone 5 d’être compatible avec au moins un réseau 4G en France.

En ce qui concerne les caractéristiques techniques, le 1800 MHz présente des caractéristiques à mi-chemin entre le 800 MHz le 2600 MHz : cela pénètre mieux que le 2600 MHz mais porte moins loin que du 800 MHz.

Pourquoi Free et Orange ont du 150 Mbits/s ?

Le second paramètre, la largeur de bande, est plus facile à comprendre. Plus celle-ci est importante, plus l’opérateur sera en mesure d’offrir de meilleures performances. C’est pour cela que seuls Free Mobile et Orange qui disposent de 20 MHz duplex sur la fréquence 2600 MHz peuvent se targuer d’offrir un débit théorique maximum de 150 Mbits/s. Et vous l’aurez compris, la fameuse bande en or avec ses tranches de 10 MHz ne sera pas en mesure de proposer des débits théoriques aussi performants.

Tout cela, c’est pour la théorie. Il ne faut pas réduire un réseau à une histoire de bande et/ou à une largeur de bande. La qualité d’un réseau dépend de son maillage et de la façon dont l’opérateur mixe les différentes fréquences à sa disposition.

Juste après l'annonce de Free, l'Agence Nationale des Fréquences a dévoilé le nombre de supports actifs pour la 4G par bande et par opérateurs. Cela permet de se rendre compte que les différents opérateurs ont opté parfois par la force des choses (les attributions des fréquences se font aux enchères) à des stratégies radicalement différentes.

Free Mobile n’a guère le choix. L’opérateur est limité au 2,6 GHz et va devoir déployer à toute vitesse s’il veut ne pas être distancé par ses concurrents. Fort logiquement, Bouygues a misé avant tout sur le 1800 MHz. Le 2,6 GHz a ensuite ses faveurs, contrairement au 800 MHz qui n’est quasiment pas utilisé.

Pour le moment, l’opérateur historique a clairement privilégié le 2600 MHz face au 800 Mhz. SFR, de son côté, mise autant sur les deux bandes à sa disposition.

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