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Principes et spécificités des types de réseaux GSM

G, 2G, 3G, H+, 4G, 5G : ces acronymes ont marqué l’évolution des réseaux de la communication au cours de ces 30 dernières années.

Ces petits logos présents sur les téléphones mobiles correspondent en effet à des générations de normes téléphoniques ayant progressivement vu le jour avec le développement des réseaux de télécommunication.

Le réseau GSM est l’une de ces normes téléphoniques, et sa création a été le point de départ d’une aventure qui a révolutionné la téléphonie mobile telle qu’on la connait aujourd’hui.

Voyons donc de plus près ce que c’est que le GSM, comment il est structuré et quelle a été son évolution.

Qu’est-ce que le GSM ?

Lancé par la CEPT (Conférence Européenne des Postes de Télécommunication), le GSM est la première norme de téléphonie cellulaire numérique. Il fut conçu pour pallier à l’aspect lourd et encombrant des premiers terminaux mobiles.

Il s’agissait non seulement d’une nécessité de confort d’utilisation, mais également de coût et de compatibilité entre les téléphones fixes et les téléphones mobiles.

Le projet a connu un grand succès et le GSM a officiellement vu le jour en 1991. Par opposition à son prédécesseur (réseau analogique de 1re génération), il a été qualifié de réseau de 2e génération.

Avec un débit théorique de 9,6 kbit/s, sa création a marqué l’ouverture à la transmission de données numériques de faibles volumes tels que les SMS ou les MMS.

Comment fonctionne le GSM ?

Un dispositif GSM est une combinaison entre deux éléments :

  • Un terminal ou station mobile.
  • Un module de sécurité ou carte SIM qui est délivré par un opérateur téléphonique.

Lorsqu’une station mobile (le smartphone par exemple) se connecte à un réseau GSM, elle recherche des signaux d’identification.

Ces signaux d’identification ou fréquences GSM sont émis en permanence par une antenne relais. Si la station mobile ne trouve pas de signaux d’identification, cela veut dire que l’utilisateur se trouve dans une zone non couverte et tout appel est alors impossible.

Si elle en trouve plusieurs (GSM, CDMA ou UMTS), elle mesure la puissance du signal reçu et choisit l’antenne avec le meilleur signal. Elle envoie alors à l’antenne correspondante un signal d’identification.

L’antenne transmet ensuite cette information au centre de commutation qui gère le réseau de l’opérateur mobile (Bouygues Telecom, SFR, Orange ou Free Mobile).

Les différents types de réseau GSM

Le réseau GSM est représenté par le sigle « 2G » sur l’ensemble des téléphones mobiles (qu’il s’agisse d’iPhone, de Samsung, de Nokia ou autres marques).

À ce jour, il existe différents types de réseau mobile issu du GSM et servant aussi bien à émettre qu’à recevoir des appels téléphoniques et des données numériques.

La génération de ces réseaux est déterminée par un chiffre précédant la lettre « G » et permet de renseigner l’utilisateur sur la qualité de la communication et du débit de connexion Internet.

On distingue ainsi :

  • Le réseau 2,5 G

Encore qualifié de GPRS (General Packet Radio Service), le réseau 2,5 G offre un débit théorique de 140 kb/s. Vedette de la fin du 20e siècle, il est considéré aujourd’hui comme étant un réseau très lent.

Dans la catégorie 2,5 G, on retrouve également la norme EDGE. Elle est une évolution du GPRS et peut être assimilée à un réseau 2,75G. Elle offre un débit maximum théorique de 384 kb/s.

  • Le réseau 3 G

Le réseau 3G marque l’ère de la téléphonie mobile de 3e génération, avec plusieurs générations intermédiaires comme la 3G+ et 3G++.

Cette nouvelle ère a été celle de la mobilité sur tout support, sur toute destination et sur tout usage pour l’accès aux :

  • Sites internet.
  • Vidéos.
  • Fichiers png.
  • Multimédia, etc.

Parfois affichée sous l’acronyme UMTS, elle offre un débit moyen de l’ordre d’1,2 Mbit/s.

Sous sa version 3G++, elle atteint un débit maximum théorique de 41 Mbit/s, permettant ainsi de surfer, de regarder des films ou de télécharger des applications mobiles de manière fluide.

Qu’est-ce qui change avec la 4G ?

Le réseau 4G permet de se connecter avec un mobile aussi rapidement qu’avec un ordinateur à la maison via une connexion ADSL.

Il offre un débit théorique de plus de 100 Mbit/s et permet aussi bien de regarder la TV que d’envoyer des vidéos et de nombreuses autres données numériques de grande taille.

Avec la 4G, tout est numérique, même les communications vocales utilisent le protocole internet : c’est ce qu’on appelle la voix sur IP.

Comment fonctionne-t-elle ?

La 4G fait appel à une technologie de communication appelée LTE (Long Terme Evolution) qui correspond en réalité à la 3,9G, car on n’atteint pas tout à fait les débits fixés par les conventions internationales. Cependant, certains opérateurs n’ont pas hésité à commercialiser la LTE en guise de 4G.

La vraie 4G, c’est le LTE Advanced, et là, l’accès aux sites internet ou le téléchargement d’applications et de fichiers png est encore plus rapide. Tous les smartphones modernes sont compatibles à la 4G.

C’est une norme téléphonique offrant un débit maximum théorique d’1 Gbit/s.

La 5G : vers quel avenir numérique ?

Comme son nom l’indique, le réseau 5G est la cinquième génération de la radio analogique. Il devrait permettre d’atteindre 100 fois la vitesse de la 4G et 1000 fois la vitesse de la 3G.

D’après les experts, des essais en laboratoire ont montré qu’il est possible d’atteindre 12 Gb/s en mode 5G.

Cependant, le réseau 5G ne sera disponible que lorsque la 4G sera saturée par les objets connectés, mais ceci ne se fera pas avant 2020.

Comment choisir son opérateur mobile ?

Pour couvrir la surface de la France métropolitaine par exemple, moins de 200 antennes d’une portée de 30 kilomètres suffiraient. Mais en réalité, on retrouve plus de 50.000 antennes relais installées en France depuis 2012.

La raison en est que la portée réelle d’une antenne relais est diminuée par un certain nombre de facteurs comme la géographie, la démographie ou encore la végétation.

En France, tous les forfaits téléphoniques sont utilisés par un réseau mobile :

  • Orange.
  • Bouygues Telecom.
  • SFR.
  • Free Mobile.

Pour choisir un opérateur mobile, il est conseillé de s’assurer que les forfaits qu’il propose offrent une expérience d’utilisation optimale et soient adaptés aux attentes démographiques.

Conclusion

Une communication mobile est une transmission de signaux numériques. Rien n’empêche donc de transmettre des données numériques issues d’autres sources comme des photos ou des pages web, si ce n’est que la quantité d’informations est beaucoup plus importante et nécessite des débits de transmission plus élevés. C’est pour cette raison que le réseau 3G et la 4G viennent compléter le réseau GSM ou réseau 2G.