Dossier : l'envers technique de la 4G

On en parlait depuis des années et la voici arrivée en France. Mais c'est une révolution un peu inachevée. Si elle montre de fantastiques progrès en mode données, elle oublie la voix. Il faudra attendre la prochaine génération pour que la révolution soit complète. En attendant, entrons dans les tenants et les aboutissants techniques de la 4G telle qu'on la connait aujourd'hui.

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Grande absente de la révolution 4G (famille LTE ou Long Term Evolutiion), la voix. Elle fonctionne toujours en mode circuit, comme en 3G et même en 2G. Paradoxal, puisque la téléphonie mobile a d'abord été créée pour permettre d'appeler par téléphone de n'importe où et d'être appelé. La 4G est centrée sur le monde de la donnée sur IP. Avec la 3G, on est passé du banal téléphone portable à clavier au smartphone qui s'apparente à un micro-ordinateur de poche tactile, plus performant qu'un PC portable d'il y a une dizaine d'années. Avec la 4G, sa puissance est accrue.

Première impression de l'utilisateur, une nette augmentation du débit. Ainsi, le 3GPP (3rd Generation Partnership Project), l'organisme de normalisation des réseaux de mobiles, a fixé, dans les releases 8 et 9, relatifs à la 4G, le débit théorique descendant (de la station de base vers le terminal) à 300 Mbit/s et celui montant à 75 Mbit/s. Des chiffres qui correspondent à une situation optimale, quasiment en mode démonstration. L'expérience montre que le débit réel doit être divisé au moins par deux et que celui à un instant T est impossible à prévoir, puisque le média radio est, par essence même, partagé : plus il y aura d'utilisateurs communiquant simultanément, moins chacun disposera de bande passante.

La 4G devrait également se caractériser par un meilleur confort de visionnage, par exemple d'une vidéo en direct (streaming), qui ne se figera plus en cours de lecture. Phénomène qui n'est d'ailleurs pas dû à l'augmentation du débit, mais à la baisse de la latence (temps de traversée du réseau) et à celle de la gigue (variation du temps de latence).

Cependant, du point de vue des constructeurs et des exploitants, la 4G est loin d'être juste un progrès entre celle-ci et la 3G+ (famille UMTS ou Universal Mobile Telecommunications Systems). « Le bond technologique entre ce nouveau réseau et le précédent, la 3G, est bien supérieur à celui entre la 2G et la 3G », déclare Jean-Luc Vuillemin, directeur technique des réseaux et services chez Orange. « Non seulement l'accès radio est différent, mais surtout l'architecture du cœur de réseau est nouvelle et s'inspire de celle des réseaux informatiques IP ».

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3,9G ou 4G ?

Bien sûr, il est possible d'établir une banale conversation téléphonique depuis un mobile 4G. Le réseau met alors en œuvre le processus dit de CS Fallback (Circuit Switch Fallback), c'est-à-dire le basculement vers la 3G. Sur certains terminaux ce petit tour de passe-passe est visible : il affiche alors 3G au lieu de 4G. Quelques constructeurs américains ont résolu autrement le problème en intégrant dans le même boîtier deux téléphones : l'un pour les communications vocales l'autre pour les communications de données. Évidemment, tout cela est transparent pour l'utilisateur. C'est le module téléphonique concerné qui prend la main. L'ennui est que le terminal est plus épais et, surtout, que l'autonomie de la batterie en est affectée, puisqu'elle doit alimenter deux modules à la fois.

Il existe une troisième méthode, dite VoLTE (Voice over LTE), IP de bout en bout, qui sera native dans la prochaine génération appelée LTE-Advanced et qu'il est d'ores et déjà possible de mettre en œuvre dans la 4G. Mais cela suppose la présence, dans le cœur de réseau, d'une architecture IMS (IP Multimedia Subsystem), afin, notamment, de traiter la signalisation spécifique aux paquets vocaux et, dans le téléphone, d'un client VoLTE (une couche IMS). De l'avis des opérateurs français, leur préoccupation première ne réside pas là. Ils ont déjà fort à faire pour déployer la 4G classique, qui nécessite un nouveau réseau.

Le fait que la voix emprunte encore le mode circuit a fait dire aux puristes, au début des expérimentations de la 4G, que celle-ci n'appartenait pas à la famille LTE, mais qu'elle devait être normalisée 3,9G. Comme du temps du GSM (Global System for Mobile Communications), le GPRS (General Packet Radio Service) fut considéré comme la 2,5G et Edge la 2,75G. Aujourd'hui, sous la pression marketing, tant des opérateurs que des constructeurs, la 4G actuelle est bel et bien entrée dans la famille LTE. Cet « oubli » de la voix vient du fait que la 4G est fruit des cogitations des informaticiens, qui n'ont pas pris en compte les spécificités de la voix, alors que la 2G et la 3G avaient été mises au point par des opérateurs et des constructeurs télécoms, dont le métier historique étaient précisément la voix.
Modifié le 13/02/2018 à 23h16
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