Update 03/10/2013 : suite au lancement commercial des offres 4G des trois opérateurs (Orange, SFR, Bouygues), nous venons de mettre à jour ce dossier assez complet sur la 4G LTE !
La croissance du marché des smartphones a poussé les constructeurs vers une surenchère technologique. Si les performances augmentent sans cesse au gré des nouveaux SoC, la connectivité est bien la clef de voûte des terminaux mobiles. C’est le fil d’Ariane qui les connecte au monde extérieur.
La norme de troisième génération (3G) a été poussée dans ses derniers retranchements avec l’introduction de la HSPA+ avec l’utilisation simultanée de 2 cellules radio (DC-HSPA). Ayant atteint ses limites, les constructeurs et opérateurs mobiles poussent désormais la norme de quatrième génération (4G LTE).
À cela, il y a plusieurs raisons, les bandes de fréquence allouées à la 3G voient de plus en plus d’utilisateurs les utiliser simultanément. Le réseau 3G est donc saturé, notamment en zone urbaine.
Le phénomène est mécanique et nécessite l’allocation de nouvelles bandes de fréquences. La 4G LTE tombe à pic puisqu’elle fait véhiculer les données sur des nouvelles bandes de fréquences. Les bandes sont plus larges et la modulation est encore optimisée. L’apogée de cette nouvelle norme étant la LTE de catégorie 5 qui prévoit un débit descendant maximum théorique de 300 Mb/s contre 42 Mb/s pour le HSPA+, soit un rapport de 7.
Mais les enjeux et les bénéfices de la 4G LTE dépassent la simple augmentation de la bande passante et du débit.
La 4G LTE : un défi technologique
Avec la 4G LTE, ce sont avant tout des défis technologiques que les constructeurs doivent relever. Il suffit pour s’en rendre compte de constater que les ambitions ont dans un premier temps dû être revues à la baisse par rapport à ce qui était prévu par l’UIT-R.
La 4G LTE est en gestation du côté des constructeurs de terminaux mobiles, des opérateurs mobiles et des équipementiers télécom depuis plusieurs années. Les Scandinaves ont été les premiers à la mettre en oeuvre à Stockholm en Suède ainsi qu’à Oslo en Norvège dès décembre 2009 grâce à l’opérateur suédois TeliaSonera. Une date à marquer d’une pierre blanche tout comme le fut celle de la première communication GSM.
Depuis lors, les constructeurs ont planché sur des solutions afin de tirer profit de ce nouveau mode cellulaire. Samsung a été le premier à dégainer un téléphone mobile compatible 4G LTE avec le SCH-R900 au second semestre 2009.
Mais avant cela, en 2008, la 4G LTE telle que la prévoyaient les spécifications « IMT-Advanced » (International Mobile Telecommunications Advanced) établies par l’organisme de normalisation UIT-R stipulaient que le débit devrait plafonner à 1 Gb/s afin de prétendre au titre de standard de 4ème génération pour la téléphonie mobile.
Or, l’UIT-R est un organisme administratif composé de près de 200 états membres qui doit prendre en compte les desiderata des différents pays, l’état d’avancement de la technologie, les attentes des utilisateurs pour les différents marchés, les besoins réels, les coûts de mise en oeuvre et identifier tous les problèmes qui pourraient ralentir la diffusion d’une nouvelle norme de télécommunication au niveau mondial.
L’ampleur de la tâche est vaste et l’équation extrêmement difficile à résoudre. C’est pourquoi l’organisme a décidé de transiger en faveur des industriels qui poussaient pour des spécifications revues à la baisse.
Appelée norme de 3G ultime ou encore 3,9G, le standard que l’on appelle actuellement “4G LTE” a finalement eu l’aval de l’UIT-R pour pouvoir prendre cette appellation pour des raisons commerciales. Le Wimax a également bénéficié de ce “changement de statut opportun.”
Mais la véritable norme de 4G LTE sera finalement la 4G LTE Advanced.
Il n’en reste pas moins que les challenges sont multiples et très difficiles à résoudre pour rendre les terminaux mobiles compatibles avec le successeur de la 2G et de la 3G.
Pour s’en rendre compte, il suffit de comprendre que faire transiter des données (les émettre et les recevoir) consomme beaucoup de courant électrique. Or, si la conception des puces permet de les diminuer, c’est principalement la finesse de gravure des circuits intégrés qui les baisse de façon significative. Or, les débits visés par les normes 3, 4 et 5 de la 4G LTE sont respectivement de 100 Mb/s, 150 Mb/s et 300Mb/s, soit 2.4, 3.6 et 7 fois supérieures aux 42 Mb/s du DC-HSPA. Mais dans le même laps de temps, les technologies CMOS avancées n’ont pas progressé dans les mêmes proportions. Les puces sont bien passées d’une longueur de grille de 45 nm pour les transistors à 28 nm ou 32 nm (pour les derniers Medfied et Clover Trail+ d’Intel).
Rappelons que la finesse de gravure se traduit par des transistors plus performants pour une même consommation électrique (fréquence de transition plus élevée, gain plus important et courant de fuite moindre).
Il faudra attendre les technologies plus avancées (22nm puis 14nm) pour espérer voir arriver des smartphones supportant la 4G LTE et disposant d’une autonomie “satisfaisante”.
Concernant les débits, au-delà des largeurs de bande qui peuvent varier de 1.4 MHz à 20 MHz, le multiplexage OFDMA (Orthogonal Frequency Division Multiple Access) optimise l’utilisation spectrale et minimise les interférences. Le codage 64QAM est ainsi utilisé dans les zones qui le permettent.
Des techniques mettant en oeuvre plusieurs antennes (MIMO pour multiple-input and multiple-output) en émission et en réception (au niveau du terminal mobile et des stations de base) assurent également l’augmentation du débit ainsi que la portée.
Sommaire du dossier :
- 1. La 4G LTE : un défi technologique
- 2. Adressage IP au coeur de la 4G LTE / Problématique autour des fréquences
- 3. Anticiper le passage au haut débit mobile
- 4. Les offres 4G en France / Conclusion
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Merci pour cet article très complet 🙂
J’aimerais savoir une chose : est-ce qu’un Galaxy S4 ou HTC One acheté aux USA marcherait en France? je parle particulièrement de la 3G et 4G
Merci
Je ne sais pas si l’article répond correctement mais bon j’ai une question, probablement bête mais je me lance. Il existe une différence entre 4G et LTE ? ou les deux vont de paires? Je demande car sur beaucoup de fiche constructeurs il est mentionné soit ” 4G ” soit ” LTE ” .. ça prête à confusion.
@ Nyto
Dans la plupart des cas non, car leurs fréquences sont 1900Mhz.
Mais le s4 est compatible partout je pense.
@Maxbe merci de ta réponse
la plupart des cas oui je sais bien mais j’ai le souvenir d’avoir lu que c’est 2 marchaient aussi bien sur le réseau US que FR. Me souvient plus si c’était une rumeur ou pas, pour ça que je demande confirmation 🙂
Le vrai nom c’est LTE, comme dit dans l’article, ce sont les industriels qui ont poussé pour qu’elle puisse être commercialisée sous le nom de 4G même si elle ne satisfaisait pas aux normes demandées.
La vraie 4G, celle qui correspond aux normes, c’est la LTE Advanced, qui est en essai au Japon, celle qu’on nous vend comme “4G” est de la LTE “normale”.
Cette décision de l’UIT (de pouvoir vendre un produit sous une “fausse” appellation) va amener de la confusion dans le marché. Déjà que les gens n’y comprennent rien…
@spece92 Merci pour l’info !
Deja avant de parler de tel debit, je parle particulierement a free: fournissez nous au moins 5 mb/s et on sera content!
Ce qui m’exaspère c’est que tout le monde nous parle de la 4G chez les opérateurs par ci et par là alors qu’on est encore beaucoup trop nombreux à avoir un chez soi un débit inférieur à 10 Mo/s, c’est décevant…
Alors oui je rage (qu’on vienne pas me le reprocher je l’admets), parce que y’a des gens, et pas mal je crois, qui une fois rentrés chez eux posent leur téléphone dans un coin et utilisent leur ordi pour accéder à internet. Pour moi, la connexion data sur un téléphone n’est qu’un plus lorsque je suis de sortie pour google deux-trois trucs, lire quelques news et consulter ses mails. Le principal restera toujours la connexion que j’ai chez moi, sauf que maintenant ça passe au second plan, le déploiement de la fibre ça passe après la 4G faut croire. L’inconvénient c’est que chez moi je capte en EDGE maximum sur mon téléphone et que la connexion via ma box est à chier.
Alors s’il vous plaît monsieur les opérateurs, je suis pas riche, pas tout le temps en vacances, pas bien souvent de sortie, pensez aux personnes comme moi ! 🙂
Entièrement d’acccord avec Viketaur ! Je suis en zone blanche : réseau mobile en EDGE, pas d’ADSL, encore moins de fibre optique, je reçois internet via WiMax (une sorte de WiFi relayée par des antennes..) et je monte grand max (quand il fait beau) à 1.5Méga ! Alors oui c’est super de pouvoir checké facebook en 3s quand je suis à Toulouse, mais chez moi je met une semaine (non vraiment, je laisse tourner le pc une semaine non stop) à télécharger un mkv en 1080p – le premier qui me dit “t’as qu’à acheter le bluray” prend une claque, on dl tous. Fin bref tout ça pour dire que si on pouvait homogénéiser un peu le déploiement des technologies, ça rendrait personne malheureux ^^
solution pour l’autonomie , le solaire + fuel cell.
et le top en mobile , c celui qui a un modem CAT 5.
Très bon dossier.
Par contre ce serait bien d’avoir une liste (pas toutes) des smartphones qui sont compatibles avec la 4G LTE mais avec les catégories (3 à 5) pour nous donner une ordre idée.
A savoir, par exemple, HTC one et S4 ont des puces 4G de quel catégorie (Je suppose 4 ?)
Concernant l’autonomie j’ai entendu un son de cloche différent: les données transitant beaucoup plus vite, la puce est moins sollicitée dans la durée. Elle est donc moins souvent “active” et finalement pour les heavy (ab)users l’autonomie s’en retrouve légèrement allongée par rapport à la 3G
Viketaur
“Alors s’il vous plaît monsieur les opérateurs, je suis pas riche, pas tout le temps en vacances, pas bien souvent de sortie, pensez aux personnes comme moi”
Oh pauvre… Tu sais à qui tu causes là ? Tu peux laisser tomber, ils ont décidé que vous paieraient plus de 20€/mois et ils vont y arriver vous allez voir. C’est comme l’engagement et les mobiles subventionnés.
Quand je lis qu’il faut payer 10€/mois pour ne pas être engager…
Free avait pourtant tendu la perche, mais il faut croire que les Français préfèrent se faire pigeonner. Du coup, tout va peu à peu revenir à l’ancienne et même Free à dû se plier aux exigences des Français… Retour à la vaseline.
J’ai encore plein d’éclaircissement à ajouter à l’article.
Premièrement, la catégorie ne fait pas tout en terme de débit, tout comme le fait que le mobile soit DC-HSDPA. En effet, la norme LTE existe en plusieurs release, et le dual-carrier n’est supporté qu’à partir de la release 10. On peut donc se retrouver à avoir un mobile catégorie 3 release 10 qui fera du dual-carrier au maximum à 100Mbps, ou un catégorie 4 release 9 qui ne supportera pas le dual-carrier car la release limite (même s’il le supporte en 3G). Faites bien attention au choix du mobile.
Autre point concernant le multi-bande. En fait, pour bosser avec une RF Fujitsu, je sais que la partie front-end (RF) supporte toutes les bandes. Seulement après, tout dépand de comment ça a été intégré dans le mobile, car suivant l’electronique autour (en gros les filtres), le processeur a beau supporter toutes les bandes, chez moi il est “castré” par les composants à 2 bandes seulement. Après je m’en fiche, c’est pour les tests. Mais faites attentions: supporter toutes les bandes c’est facile pour une processeur (aujourd’hui), mais intégrer les composants autours, ça c’est cher et tout le monde ne vas pas intégrer les 40 bandes. Voir p-e des filtres correctes pour une bande US, et naze mais suffisante pour l’europe en QPSK (débit max très limité). Donc attention aux performances RF l’air de rien.
Dernier point concernant la puissance des processeurs. L’air de rien, la release 10 avec du catégorie 4 (150Mbps sur 2 carriers), c’est TRES TRES stressant pour les processeurs, et rien qu’avec ça, on commence à atteindre des limites en terme de performances (la bande passante de la DDR est quasi saturé par exemple). Heureusement la release 10 prévoit une toute petite baisse dans les performances réseau max pour soulager la bande passante mémoire. Mais j’ose à peine imaginer les monstres de puissance et de consommation qu’il faudra développer pour supporter les catégorie 5 et plus…
J’habite au Canada a Montréal au Québec est je suis chez Bell un opérateur qui a la LTE et franchement sur mon iphone ou sur le S3 de mon ami la batterie fond comme neige au soleil! Franchement je préfère ma bonne vieille 3G.
Je capte 16 en Download et 7 en Upload et j’en suis très content pas besoin de cette LTE qui te bouffe la baterie.
Mais à quoi peu bien servir la “4G” à Paris, quand la seule antenne est à La Défense.
Messieurs les opérateurs, on déploie son réseau avant et ensuite on vend les forfaits non ?
C’est comme si je te vendais un shampoing alors que t’as pas de cheveux !!!
ALLO 😉
Ah oui, et puis la 4G était aussi un nom générique pour le support des technologies OFDMA tout IP. Cela incluait le WiMax et le LTE. Mais actuellement le WiMax ne se développe plus (il est utilisait plutôt en Indes) et le marché ni la technologie n’évolue quasi plus. Par contre, le LTE est en train de se développer à vitesse grand V.
Du coup, aujourd’hui même si on parle de 4G tout court, ça sous entend LTE principalement.
Et quand on parle de 100-150Mbps, c’est par cellule. Et donc partagé entre tout les utilisateurs dans la zone couverte par la cellule. Donc par exemple si on est 20 à se servir de son téléphone en même temps en DL max sur une cellule à 100Mbits, la vitesse max sera de 5Mbits.
Et petit détail pour le futur. Le LTE advance il me semble peut utiliser une largeur de bande de 100MHz (contre 20MHz en LTE) avec toute les fioritures du LTE (carrier aggregation, MIMO, etc). Mais il ne faut pas s’attendre à des miracles. Avec le LTE déjà, on atteint au maximum quasiment la limite physique du nombre de bits/Hz transportable par air (je ne sais plus qui a énoncé cette limite). Du coup les principales optimisations que l’on peut attendre concernera surtout tout ce qui est gestion de retransmission, de flux, et du moindre bits gagné dans les zones de controle.
Excellent dossier.
Il aurait été dans SouthPark, j’aurai terminé par “j’ai appris quelque chose aujourd’hui”.
De plus la plupart des commentaires sont supplémentaires, et également riches d’informations. Un article comme on voudrait en lire d’autre sur ce site !
Je retire un centième de point à une note hypothétique pour la faute de frappe : la danse s’ici l’automne 2013.
Moi j’ ai la LTE quasi tout le temps en Australie (en ville seulement) avec mon iPhone 5.
Dans une petite ville du western australia tout le centre ville est couvert en LTE par contre si tu sors de la ville (la campagne) tu n’ as même pas de reseau des fois.
Le gain est net, pour les accros c’ est sur que c’ est important mais pour moi bof bof…
Si Huawei prétend que son smartphone est “le plus rapide au monde”, ce n’est pas pour son processeur (même s’il se défend très bien), mais plutôt pour sa connectivité LTE (4G) de catégorie 4. Fort de son savoir-faire dans les télécoms, le chinois offre le premier téléphone à pouvoir atteindre un débit de 150 Mbps, là où les concurrents sont encore bloqués à 100 Mbps (notamment le Samsung Galaxy S III 4G).
http://www.frandroid.com/actualites-generales/129936_prise-en-main-du-huawei-ascend-p2/
Comment les industriels nous vendrons la LTE Advanced ?? la 5G ?
Vraiment ecoeurant cette dénomination 4G presque mensongère
Moi je vois surtout que le forfaits 4G ressemblent au forfait qu’on avait avant free : arnaque chère, engagement, pleins d’option bidons et pleins de forfais dans tous les sens…
Un autre article sorti à quelques heures d’intervalle sur le même sujet! (avec la même illustration 🙂 )
http://blog.numerique-zen.fr/blog/2013/03/19/le-point-sur-la-4g/
bonjour
est ce que les antennes des relais GSM 3G peuvent etres utilisées pour la 4G ou bien il faudra les changées merci
quel categorie free installe en ce moment?
Bonjour,
Article très intéressant. Peut-on en savoir plus sur le slide en photo? (source…)
https://www.journaldugeek.com/files/2013/03/P1010326.jpg
@woodwood d’une présentation Qualcomm 🙂
Il faudrait modifié l’article concernant l’iphone 5 et sa 4G car il est compatible avec la 4G de Bouygues maintenant car il prend en charge les 1800MHz
4 octobre:
je commande une SIM 4G à Bouygues: elle arrive meme pas activée…:-( et 7 numéros de servuces clients après (sic!), toujours rien…! Bref, un réseau 4G mais une SIM HS, ça sert à quoi?
Pub depuis avant hier:
_ “un mois gratuit sans engagement”:
ok je descend dans une boutique (je persiste, suis je bete?):
_ “ah il faut un RIB!”:
je n’en ai pas, parait que c’est gratuit, faudrait savoir…
_ “oui gratuit le premier mois apres vous pouvez annuler l’abonnement”..
grrr…”légalement vous avez l’obligation d’accepter au moins deux modes de paiement: quel est votre second mode?”
_ “désolé on n’accepte que le RIB”…re-grrr
je persiste (suis je re-bête?): “ok je l’ai sur mon smartphone, je vous l’envoie à quel email?”
_”ah on n’a pas d’imprimante”
_ “qui vous parle d’imrpimante gardez le en version électronique”
_ “ah non il faut une version papier”
_ “c’est la poste ici ou vous êtes opérateurs d’internet fixe et mobile????????” RE-GRRRRRRRRRRRR!!!!!!!!!!!!!!!!!
-“ok ok ok…une 4G en prépayée?”
– “ah non on fait pas ça” (en réalité si, data seule, pour les tablettes, ça existe mais le vendeur est nul…)
là je pête un plomb et me tire!
ps: je suis ingénieur, ai travaillé au service informatique de Bouygues Tel y’a plus de 10 ans, (ils sont nuls et cons -sauf qq un- une calamité!) et suis maintenant directeur d’opérateurs en afrique: en fait, là-bas, vous achetez une SIM dans la rue, à 3h du mat, chez tout vendeur ambulant entre capotes et cigarettes, et -miracle!- elle marche tout de suite!
Môssieur Bouygues, entre l’achat de la chaîne 1 à Mitterrand pour contrôler les électeurs français, les cadeaux de Noël au fiston Sarko pour contrôler nos élus, le lobbying mensonger anti-Free pour garder ton oligopole, si tu venais apprendre ton métier dans des pays soi-disant “sous -développés”???
Ah pardon, j’avais oublié, t’es le fils à Papa…
Nouvelle expérience Orange, en boutique ultra design du centre ville de Lyon:
_ “vous avez donc la 4G? Chez moi, c’est sûr?”
test via l’intranet boutique, map 4G de Lyon: des pixels gros comme un arrondissement, bien rouge:
_” oui, voyez monsieur, la 4G est chez vous”
_ “ok, je vous prends la totale -ras le bol de Bytel-, ADSL LiveBox et 4G!” (suis je bête? tiens, ça me rappelle qq chose…)
contrat signé, payé, je repars avec le barda, livebox SIM activée, n° temporaire et un PC samsung avec ODR de 200€ (ça, c’est ZE super affaire!: un pc valeur 360€ pour in fine 169€ réels! courez y, il est top à ce prix)…)
J’arrive chez moi, test 4G: NA-DA! Même pas de 3G, EDGE seulement! pfff
Dans la rue, dans le parc en face, dans le parc au bout de la rue: NADA aussi…!
Mossieur Stéphane Richard, entre l’achat revente plus-value très, trop louche de ta propre boite (600k€ devenus…20M€!), tes fraudes fiscales, ton copinage avec Tapie et la teigne d’EDF, t’as pas appris à dessiner des pixels HD Rétina???
Tu mérites bien ton prénom…
Bref retour à la case départ et toujours pas de 4G…
Effectivement, commme GNU’s Not Unix, “LN4”: LTE is not 4G… juste un E(dge)++++ et encore…
L.T.E.: “Là, T’es en Edge”!
Allez, j’attends que Free se lance… merci Xavier, entre ta triple play, ToIP (et pas que Voip), eFax, 3G illimitée cinq fois (!) moins chère que les rentiers, l’EAP-SIM qui pemet à ta 3G de se connecter à un WiFi automatiquement (et gratuit, et illimité, bref mieux que de la 4G -mais plus lent je l’admet mais au moins ça marche!-), Le Monde, 42, Kima Ventures, la Halle Freyssinet, etc. tu dois en emmerder du monde dans les “200 familles”! Quel pays…
Dé-Zola-nt!!!
@nicolas est ce qu ils t on filé la bonne carte sim au moins ? car moi j avais le même souci sur nantes je change mon tel pour pouvoir avoir la 4g je met ma sim et la … rien … H+ max ! je file en boutique et la ils me disent : c’est normale votre sim n’est pas compatible 4G … changement de sim et la nickel !
Bonjour,
J’ai vraiment beaucoup apprécié l’article ; si un suivi du sujet dans son ensemble [LTE, 4G, offres opérateurs(couverture,…), analyses (performances, …) des terminaux dans le cadre des offres constructeurs …] était envisagé, ce serait très positif / constructif.
Le sujet rejoint en effet bon nombre d’intérêts et professionnels et personnels et répond à bon nombre d’interrogations.
Merci
J’ai des screens ( imprime ecran ) realisé sur iphone 5S dans le departement du HAUT RHIN ( 68 ) avec la 4G LTE de BOUYGUES TELECOM le speed test en 4 g me donne
test 4G Bouygues iphone5S DPT 68
( debit descendant 1.44 Mbps )
( debit montant 4.84 Mbps )
j’ai egalement des testes en 3G puisque depuis l’arrivée de cette fameuse 4G les debit 3G on bien chuté et cela personne n’en parle
test 3G Bouygues iphone5S DPT 68
( debit descendant 0.89 Mbps )
( debit montant 2.16 Mbps )
J’appel le service client BOUYGUES et leurs reponses est ( bizarre MR je ne sais que vous repondres … ) fin de la conversation !!!
@Remysolitaire : Ton forfait est-il compatible 4G ? N’as-tu pas dépassé ton fair-user ? as-tu fais les tests dans plusieurs endroits ?
Car sur ZD Net, le haut rhin, c’est 13,2 Mb/s : http://www.zdnet.fr/services/4g-monitor/
De mon côté, j’ai au minimum 10 fois ce que tu m’annonces !!!
En ce qui concerne les courants de fuite, l’article se trompe car plus la techno est fine plus le canal du transistor est fin et donc les courants de fuite grands. C’est la tension d’alimentation qui reduit permettant une réduction plus importante de la puissance globale
Bonsoir. SVP j’aimerais savoir s’il est possible d’avoir des liaisons spécialisées à travers un réseau LTE. Meri