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Qu’est-ce que la 4G ?

Les réseaux mobiles 4G sont l'un des développements technologiques les plus passionnants de ces dernières années. Même si le nouveau réseau mobile standard doit encore établir ses fondations dans le monde, les services les plus basiques de la 4G distancent de loin ceux des générations précédentes en termes de vitesse et de précision de traitement des données. La 4G est potentiellement au moins dix fois plus rapide que la connexion 3G la plus rapide. Comment les fournisseurs de réseau ont-ils réalisé cette prouesse ?

Les réseaux 3G et 4G sont basés sur l'adresse IP (internet protocol), ils se servent donc des mêmes standards d’envoi et de réception des informations que le Web. La différence est que lorsque la 3G a été introduite en 2001, les réseaux mobiles utilisaient des standards différents pour les appels vocaux que pour la messagerie multimédia. La 4G vise aujourd’hui à utiliser l’IP à la fois pour les appels vocaux, le texte et la messagerie multimédia. Ce qui implique un envoi et une réception des données uniquement au moment où l’on en a besoin, selon un ‘système de commutation de paquets’.

Les réseaux à commutation de paquets sont une évolution naturelle d'un système de téléphonie plus ancien, appelé circuit de commutation : une ligne était dédiée à l'utilisateur durant toute la durée de sa tâche, de l’émetteur jusqu’au récepteur. Pour cette même raison les appels longue distance coûtaient chers car des milliers de kilomètres de câble étaient sollicités pour la durée de l'appel.

La commutation de paquets corrige toutes les inefficiences de l'ancien système. Avec la VoIP (voice over internet protocol), pendant que vous parlez au téléphone, l'autre personne écoute (normalement) et donc seule la moitié de la ligne est utilisée à un moment donné. Le volume de données peut donc être divisé en deux.

Ces secondes où nous restons silencieux lors d'une conversation téléphonique, à écouter, sont de l’information redondante qui peut être supprimée. En outre, le système de commutation de paquets n’envoie et ne reçoit les données qu’au moment adéquat, par des milliers de chemins d'accès de réseaux différents plutôt que par une seule ligne dédiée.

Le téléphone mobile utilisant le protocole Internet découpe les données en une série de paquets plus légers et attache une adresse à chacun d'entre eux indiquant les différents équipements de réseau où ils doivent être envoyés.

Tandis que les paquets passent dans le système, des routeurs traitent chacun d’eux sur une base de cas par cas ; dès lors, les paquets empruntent de nombreuses voies différentes pour arriver à destination. Les lignes les moins chères et les moins encombrées, que ce soit via satellite ou des câbles sous-marins, sont préférées. Lorsque les paquets arrivent, l’appareil récepteur les rassemble en suivant leurs instructions.

Les performances de la 4G ne s’arrêtent pas là. Elle a aussi une capacité et un débit de données plus élevés. Elle peut donc gérer simultanément davantage d'utilisateurs et un volume plus important de données. Pour l’utilisateur obsédé des téléchargements de vidéos HD et prenant allègrement des photos haute résolution qu’il tient à partager au plus vite avec ses amis du monde entier, la 4G permet un envoi et une réception bien plus rapides.

La 4G bénéficie également de moins de latence – le temps nécessaire pour obtenir une réponse à l’instruction donnée. En réduisant cette latence bien en deçà de la norme pour le temps réel (un temps de latence jusqu'à 50 millisecondes), les réponses sont quasi instantanées et il n’y a plus aucun retard ou écho lors d'un appel téléphonique. Enfin, la 4G exploite mieux la partie du spectre électromagnétique qu'elle occupe, avec des techniques de codage révolutionnaires qui permettent à davantage de données d’être poussées sur chaque hertz de sa bande passante.

Les utilisateurs de mobile 4G peuvent s’attendre à des vitesses de téléchargement du réseau mobile supérieures à 10 mégaoctets par seconde (Mo/s) ou plus, soit la norme typique d'une connexion Internet à domicile et beaucoup plus rapide qu'une connexion 3G. Avec l'amélioration des infrastructures, elle pourrait bien battre des records.

Les trois principales déclinaisons disponibles de la 4G sont le HSPA+ (High Speed Packet Access), le WiMAX – une évolution du système maison sans fil à large bande, utilisé en Amérique du Nord pour les endroits éloignés – et le LTE 4G (Long Term Evolution). Ce dernier protocole est le plus rapide des trois.

 

Extrait du magazine Comment ça marche – n°39

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