4G, télécommunications

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De la 2G à la 4G

C’est l’arrivée, au début des années 1990, des systèmes de radiotéléphonie cellulaire fondés sur des techniques numériques qui a lancé le mouvement d’expansion des réseaux sans fil. Dans ces systèmes, la couverture du terrain est assurée par une juxtaposition de cellules radio (d’où l’expression radiotéléphonie cellulaire), chacune étant desservie par un émetteur-récepteur. Ces réseaux sont dits de deuxième génération. Ils sont plus connus sous la dénomination GSM – Global Systems for Mobile Communications –, du nom des normes internationales qui les régissent. Ils ont été rapidement adoptés par la plupart des pays (parfois sous des variantes différentes) où ils ont remplacé souvent les nombreux systèmes analogiques nationaux, dits 1G.

Essentiellement dédiés à la téléphonie mobile, les réseaux 2G mettent en œuvre la même technique de commutation temporelle que la téléphonie fixe numérique. Ils établissent un chemin électronique entre le demandeur et le demandé, une liaison à double sens et symétrique, que les deux correspondants sont seuls à utiliser pendant toute la durée de l’appel. Cette technique (dite à commutation de circuits) est optimisée pour la parole. Elle peut aussi transmettre des données, à l’aide d’un modem (comme on faisait sur le téléphone fixe, avant l’arrivée de l’ADSL – Asymmetric Digital Subscriber Line), mais à un débit limité à 9,6 kilobits par seconde (kbit/s), et au prix d’une très mauvaise utilisation de la liaison.

Avec l’essor des smartphones au début des années 2000, la nature des communications mobiles a évolué : les abonnés utilisent certes leur terminal pour téléphoner, mais de plus en plus aussi pour accéder aux services d’Internet (courriel, réseaux sociaux, musique en ligne, etc.). Les fournisseurs de réseaux ont alors été confrontés à la perspective d’une saturation des réseaux 2G en capacité téléphonique et plus encore en capacité de raccordement aux services Internet. D’où la mise en route de la 3G, une évolution de la 2G dont on a gardé l’architecture, mais en réétudiant l’interface radio et en améliorant le traitement des données (notamment par la mise en œuvre de la technique de commutation de paquets et du protocole de communication IP – Internetwork Protocol – popularisé par Internet). Prévue pour 2002, la 3G n’a été déployée qu’à partir de 2005. Dans l’intervalle, on a fait évoluer la 2G pour accroître les débits pour les connexions à Internet. Tout d’abord, l’implantation en 2001 du GPRS (General Packet Radio Service), appelé parfois 2,5G, a permis de porter le débit maximal par liaison à environ 48 kbit/s. Puis en 2003, avec le EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution), appelé parfois 2,75G, le débit est passé à 128 kbit/s grâce à une technique de codage plus efficace du signal radio.

Avec l’arrivée de la 3G, on a pu raccorder plus d’abonnés au téléphone et le débit par connexion Internet a pu atteindre 384 kbit/s par liaison en moyenne. Et puis s’est passé, pour la 3G, le même phénomène que pour la 2G. L’engouement durable du public pour les smartphones, surtout avec l’arrivée d’une nouvelle génération de matériels en 2007, puis le succès des tablettes graphiques tactiles à partir de 2010 ont entraîné une croissance plus rapide qu’anticipé de la demande pour Internet mobile.

On a donc apporté des modifications à la 3G pour augmenter les débits Internet sur les liaisons. Cela a donné naissance en 2006 au HSPA (High Speed Packet Access), connu sous diverses appellations (3G+, 3,5G ou encore H), qui a permis de porter le débit descendant autour de la dizaine de mégabits par seconde (Mbit/s). Une nouvelle évolution du HSPA en 2008-2010, a conduit au HSPA+ (connu sous les appellations 3,75G ou H+, 3,9 voire 4G par certains) avec un débit pouvant atteindre quelque 20 à 40 Mbit/s.

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René WALLSTEIN, « 4G, télécommunications », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 01 décembre 2021. URL : https://www.universalis.fr/encyclopedie/4g-telecommunications/