Comprendre la technologie UMTS

La téléphonie mobile de troisième génération (3G), aussi appelée UMTS, surpasse les normes actuelles et préfigure le haut débit mobile. De la 1G à la 3G, petite histoire du téléphone mobile

Par Muriel Drouineau, CNET France


La téléphonie mobile de troisième génération (3G), aussi appelée UMTS, surpasse les normes actuelles et préfigure le haut débit mobile. De la 1G à la 3G, petite histoire du téléphone mobile.


UMTS : bienvenue dans la troisième génération de téléphonie mobile
Abréviation de Universal Mobile Telecommunications System, l’UMTS désigne une nouvelle norme de téléphonie mobile. On parle plus généralement de téléphonie de troisième génération ou 3G. Les puristes préfèrent utiliser le terme W-CDMA (Wideband Code Division Multiple Access) qui reprend le nom de la technologie déployée en Europe et par certains opérateurs asiatiques. Son principe : exploiter une bande de fréquences plus large pour faire transiter davantage de données et donc obtenir un débit plus important. En théorie, il peut atteindre deux mégabits par seconde (Mbps), soit une vitesse de transmission équivalente à celle proposée pour l'internet "très haut débit" permis par l'ADSL ou le câble.



De la 1G à la 3G

1G
Dans les années 70/80, les premiers terminaux sans fil, les radiotéléphones analogiques, font leur apparition dans les voitures ou à transporter dans des valises. Ils sont énormes, dispendieux avec couverture limitée. S'appuyant sur une technique de modulation radio proche de celle utilisée par les stations de radio FM, ces réseaux, qui ne permettaient pas de garantir la confidentialité des communications, sont par ailleurs vite devenus saturés.

2G
La seconde génération sera donc numérique. Outre une meilleure qualité d’écoute, elle s'accompagne de la réduction de la taille des combinés et assure une certaine confidentialité. Au début des années 90, la norme GSM pour la communication sans fil (Global System for Mobile Communication) est adoptée en Europe. Depuis, elle s'est imposée à peu près partout, sauf au Japon, en Amérique du Nord et du Sud, où elle est présente de manière minoritaire. En France, le GSM fonctionne sur les fréquences 900 et 1800 MHz. L’avènement des premiers réseaux de seconde génération (sous l'impulsion de France Télécom, sous la marque Itinéris, et SFR, puis Bouygues Telecom) et de terminaux portables, plus petits et légers, révolutionne l’accès à la téléphonie mobile et la vie quotidienne. Cette nouvelle manière de téléphoner devient peu à peu accessible à tous. Si bien qu'en 2004, plus de 70% de la population française est équipée d’un mobile, selon l’Autorité de régulation des télécommuniations.

2,5G


Le GPRS autorise un accès au Wap plus confortable.
En 2001, une évolution importante de la norme GSM fait son apparition : le GPRS (pour General Packet Radio Service). Le GSM avec un débit qui ne dépasse pas 9,6 kbps (équivalent à celui utilisé pour les fax) se destine principalement aux appels vocaux et peu à l'acheminement de données : les premiers services WAP sur GSM n’ont d’ailleurs convaincu personne. À mi-chemin entre le GSM (2G) et l’UMTS (3G), le GPRS, souvent appelé 2,5G, permet d’obtenir des vitesses de transfert trois fois supérieures au GSM, soit de 20 à 30 kbps. Cela autorise un accès plus confortable aux services WAP et à un internet allégé (e-mails sans pièce jointe et navigation sur le web). Concrètement, le GPRS n’étant qu’une amélioration du réseau existant, la voix continue de transiter sur le réseau GSM, tandis que les données circulent via le GPRS, selon le principe de transmission par paquets.


2,75G
Une autre évolution de la norme GSM est en passe d’être déployée notamment dans l'Hexagone : l’EDGE (Enhanced Data Rate for GSM Evolution). Étape intermédiaire entre le GPRS et l’UMTS, ses débits pourraient, en théorie, atteindre 250 kbps. Certains voient en ce standard un concurrent de l’UMTS, d’autres un complément. En France, il est déployé en priorité par Bouygues Telecom qui n'offrira pas de services UMTS avant 2006, et par Orange dans le but de proposer une alternative moins onéreuse à ses services 3G.

3G
À l’automne 2004, la téléphonie mobile de troisième génération fait son apparition en France. Ce n’est pas une révolution de la même ampleur que la 2G dans les années 90, mais elle pourrait grandement faire évoluer les usages : accès haut débit à l'internet sans fil, visiophonie et messages vidéo ainsi que la réception de la télévision sur le téléphone...







UMTS : le haut débit mobile
Après de nombreux atermoiements, le déploiement de la téléphonie de troisième génération en Europe a enfin débuté. La norme UMTS/W-CDMA a été retenue sur le Vieux Continent par l’association 3GPP (Third Generation Partnershipt Project) regroupant les principaux acteurs des télécommunications. Elle implique, pour chaque opérateur mobile qui souhaite se lancer dans l’aventure, l’achat d’une licence émise par l’État et la mise en place d'infrastructures en parallèle du réseau GSM/GPRS. Ce qui réprésente une facture de plusieurs milliards d’euros.



Les débits de l'UMTS laisse la part belle au multimédia.



La norme UMTS exploite le nouveau protocole de communication W-CDMA et de nouvelles bandes de fréquences situées entre 1900 et 2200 MHz. À la différence du GSM qui fait passer les données par une cellule (antenne) divisée en canaux de fréquences différentes, elles-mêmes réparties selon des créneaux de temps, le W-CDMA permet d’envoyer simultanément toutes les données, par paquets et dans le désordre (sur n’importe quelle fréquence), reste au téléphone à réceptionner les paquets de données et les rassembler.



Cette technologie permet de faire transiter davantage de données simultanément et offre un débit bien supérieur à ceux permis par les GSM et GPRS. En théorie, il peut atteindre 2 Mbps à partir d’un lieu fixe et 384 kbps en mouvement. Bien qu’on soit encore loin de la promesse initiale, le maximum en Europe a été fixé à 384 kbps (kilobits par seconde) : soit 64 à 128 kbps en émission et 128 à 384 kbps en réception, même en mouvement (train, voiture). Ce "haut débit" mobile n’est pas si éloigné des vitesses de transmission proposées dans le cadre des premières offres d’accès à l'internet par l’ADSL ou le câble.
L’UMTS présente des avantages qui s'appliquent autant aux communications vocales qu'aux transferts de données. Comme la technologie exploite une bande de fréquences plus large, elle permet de passer trois fois plus d’appels. En théorie, l’UMTS devrait donc remédier à la saturation des réseaux existants et proposer des services de meilleure qualité. Le débit cinq à dix fois plus rapide laisse apparaître le développement de nouvelles applications, notamment dans le domaine du multimédia (visiophonie, diffusion de contenu vidéo et audio, MMS vidéo ou audio, etc.). Le haut débit mobile facilite aussi l’accès aux données, web et e-mails, en situation de mobilité.

Après la 3G, la 4G ?
L’industrie mondiale des télécommunications y pense déjà, et la quatrième génération de téléphonie mobile serait prévue pour un lancement à l’horizon 2007-2010 au Japon. Des tests sont d'ores et déjà conduits sur une technologie intitulée OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) permettant d’atteindre des pics de débits de 300 mégabits/s. Dans un avenir plus proche, les spécialistes s’intéressent déjà à une évolution de l’UMTS, la technologie HSDPA (High Speed Downlink Package Access) qui garantirait enfin les 2 Mbps de débit réel initialement espérés par l’UMTS. Le déploiement de réseaux 3,5G serait planifié pour 2005 au Japon et un an plus tard en Europe.

8 kilobits par seconde (kbps) = 1 kilooctet (ko) par seconde – 1000 kilobits par seconde (soit 1 Mbps) = 125 ko par seconde