CGX SYSTEM – La Brève Technique n°6
De la Radiofréquence à la 5G
Il a envahi nos vies tant par son utilité que par sa capacité à nous connecter et à nous distraire (et de plus en plus aujourd’hui ! ). Notre besoin de communiquer – variable selon les individus – est aussi fort que son omniprésence : le téléphone portable.
Derrière cette omniprésence, se cache un phénomène physique essentiel : les ondes électromagnétiques. Sans elles, pas de communication mobile, pas d’Internet sans fil, pas de transmission instantanée.
Sans ondes électromagnétiques, pas de vecteur pour nos petites histoires d’humains
Leur découverte remonte à plus de 150 ans, grâce aux travaux de l’Écossais James Clerk Maxwell. Sa théorie a bouleversé la science et ouvert la voie aux technologies de communication modernes. Merci à lui pour son ingéniosité, sa persévérance et ses travaux !
Une simple impulsion électrique peut générer une onde qui se propage à la vitesse de la lumière, parcourant l’espace et traversant les obstacles. Ingénieurs et chercheurs ont su exploiter cette propriété pour encoder des messages et les transmettre efficacement, en jouant sur la fréquence et l’amplitude des ondes.
Ces ondes, lorsqu’elles sont modulées en fréquence ou en amplitude, permettent de transporter des messages. C’est ainsi que sont nées les télécommunications modernes, reposant sur les radiofréquences (RF), des ondes électromagnétiques dont les fréquences sont inférieures à 3000 GHz. C’est grâce à elles que nos téléphones, Wi-Fi, badges d’accès ou encore objets connectés fonctionnent.
Une technologie omniprésente… et le dilemme au long court des RF
Les technologies qui utilisent ce phénomène physique sont partout. Surtout depuis l’heure de la numérisation de notre économie où tout message est transporté sous forme de bits, des successions de 0 et de 1.
Des radios fréquences il y en a donc partout et ces messages peuvent se catapulter, se parasiter s’ils se rencontrent. C’est pourquoi leur gestion est cruciale.
Mais ce phénomène ne peut se produire sur des bandes de fréquences proches ou frontières mais pas entre des bandes de fréquences très éloignés.
Chaque bande de fréquence a une portée qui lui est propre.
- Les basses fréquences proposent des signaux très intenses qui peuvent porter de gros volumes de données et donc des débits importants mais leur portée est courte. Les obstacles peuvent les empêcher de se propager (ex : Bluetooth, Wi-Fi…).
- Les ondes moyennes ou longues vont pouvoir traverser des obstacles, porter plus loin, mais les volumes de données sont plus petits. Et des relais sont nécessaires pour réamplifier le signal pour qu’il porte encore plus loin. C’est le cas du réseau GSM et ses successeurs dont on peut voir les nombreuses antennes, en périphérie des villes souvent, patchwork de pièces de métal rectangulaires, qui semblent surveiller les alentours.
Le GSM fut l’une des premières normes 2G à se populariser rapidement
Elle est formalisée au début des années 80 par l’ Institut Européen des Normes de Télécommunication pour fonctionner sur la bande de fréquence de 900Mhz.
Au fil des années, les innovations technologiques et les besoins grandissant en communication, propulsent de nouveaux protocoles sur des bandes de fréquences plus élevées. Les modems – entre autres technologies – doivent constamment évoluer pour recevoir/ comprendre et retranscrire / émettre du message normé 2G, 3G, 4G et maintenant 5G.
Les bandes de fréquences utilisées sont toujours plus élevées. Le but est de pouvoir associer la longue portée avec des débits importants.
L’Attribution des Fréquences : Un Enjeu Stratégique
Les fréquences radio sont une ressource partagée entre États, opérateurs et industries. Leur gestion repose sur des accords internationaux et des régulations nationales. En France, c’est l’ARCEP qui veille à une répartition optimale des fréquences, garantissant une utilisation efficace et équitable de cette ressource stratégique.
Et demain ?
Sujet controversé, la 5G est déjà en plein déploiement par tous les opérateurs. Les 1ère fréquences en usage se situent sur la bande des 3500 Mhz. Il est annoncé l’usage d’une fréquence de 26Ghz qui dépasse de loin ce qui se fait sans la ultra haute fréquence (UHF). Des fréquences qu’on trouvait jusqu’alors associé au spatial, aux domaines scientifiques ou militaires.
Cette évolution ouvre la voie à des débits inédits, atteignant 5 à 10 Gbit/s, soit plusieurs films HD téléchargés en quelques secondes. Les industriels y voient un levier clé pour les machines autonomes et l’intelligence artificielle, permettant des décisions en temps réel grâce aux capteurs intégrés.
L’humain peut ainsi trouver dans son assistant la machine / l’outil, un moyen d’exercer sa créativité et de soulager sa peine ! Mais face à ces mutations, il doit rester au cœur de la technologie. L’outil numérique doit être au service de sa créativité et de son autonomie, sans jamais perdre de vue la curiosité et la maîtrise de ce qui se cache derrière l’écran.
