Universal Mobile Telecommunications System

L'Universal Mobile Telecommunications System (UMTS) est l'une des technologies de téléphonie mobile de troisième génération (3G). Elle est elle-même basée sur la technologie W-CDMA, standardisée par le 3GPP et constitue l'implémentation européenne des spécifications IMT-2000 de l'UIT pour les systèmes radio cellulaires 3G. L'UMTS est parfois aussi appelé 3GSM, soulignant l'interopérabilité qui a été assurée entre l'UMTS et le standard GSM auquel il succède. On l'appelle également et plus simplement 3G, pour troisième génération.

Débuts

Le déploiement de l'UMTS, initialement prévu pour le début du siècle a été freiné en raison de son coût et de la mauvaise conjoncture économique du monde des télécommunications suite à l'éclatement de la bulle internet.

Le 1 décembre 2002, l'opérateur norvégien Telenor a annoncé le déploiement du prem ier réseau commercial UMTS. L'opérateur autrichien Mobilkom Austria a quant à lui lancé le premier service commercial UMTS le 25 septembre 2002. En France, SFR a lancé son offre commerciale le 10 novembre 2004 et Orange a fait de même le 9 décembre 2004. L'opérateur Bouygues Télécom a préféré se concentrer sur la technologie EDGE en 2005, pour offrir les mêmes types de services (excepté la visiophonie) avec un investissement moindre; néanmoins, Bouygues Télécom dispose d'une licence UMTS et est tenu, de part ses engagements envers l'ARCEP, à ouvrir son réseau commercialement début 2007

Tecnologie

L'UMTS repose sur la technique d'accès multiple W-CDMA, une technique dite à étalement de spectre, alors que l'accès multiple pour le GSM se fait par une combinaison de division temporelle TDMA et de division fréquentielle FDMA. Les fréquences allouées pour l'UMTS sont 1885-2025 MHz et 2110-2200 MHz. L'UMTS permet théoriquement des débits de transfert de 1,920 Mbit/s, mais fin 2004 les débits offerts par les opérateurs dépassent rarement 384 kbit/s. Néanmoins, cette vitesse est nettement supérieure au débit de base GSM qui est de 9,6 kbit/seconde.

Le débit est différent suivant le lieu d'utilisation :

• en zone rurale : 144 kbit/s jusqu'à 500 km/h ;
• en zone urbaine : 384 kbit/s jusqu'à 120 km/h;
• dans un bâtiment : 2000 kbit/s.

Applications et services

Grâce à sa vitesse accrue de transmission de données, l'UMTS ouvre la porte à des applications et services nouveaux. L'UMTS permet en particulier de transférer dans des temps relativement courts des contenus multimédia tels que les images, les sons et la vidéo. Les nouveaux services concernent surtout l'aspect vidéo : Visiophonie, MMS Vidéo, Vidéo à la demande, Télévision. On estime que fin 2006, il y aura plus de 80 millions d'utilisateurs UMTS dans le monde.

Enhanced Data Rates for GSM Evolution

La norme EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution) est une norme de téléphonie mobile, une évolution du GSM. Elle s'avère d'une part être un excellent complément de l'UMTS pour les opérateurs disposant d'un tel réseau notamment pour offrir les mêmes services à haut-débits à davantage d'utilisateurs en zone rurale ou zone suburbaine non-dense qu'à ceux en zone urbaine, et d'autre part être la préparation/amélioration de l'offre de services en vue du lancement d'un réseau 3G qui est malgré tout une condition sine qua non pour les utilisateurs en zone urbaine dense.

Applications recherchées

La course à l'innovation est permanente, il faut que chacun des opérateurs offre des contenus toujours plus nombreux et toujours plus variés. La condition sine qua non au développement d'applications telles la vidéo est l'augmentation des débits. Le GSM, 2ème gén ération de mobiles, est dépassé. La solution dont le grand public a entendu parler ces dernières années n'est autre que l'UMTS (dit 3ème génération ou 3G). Mais, si elle est la réponse technologique aux besoins des opérateurs elle possède un inconvénient majeur : son coût. Le coût de l'UMTS pour chaque opérateur est aujourd'hui de 100 millions d'euros pour la licence et de 8 milliards pour l'infrastructure. Même si le prix initial (de 5 milliards par licence) fut considérablement réduit, il n'en reste pas moins que la 3G est trop chère. C'est pourquoi les opérateurs cherchent des alternatives moins coûteuses et l'une d'entre elles est l'EDGE, qui est présenté comme la génération 2.75. Les applications multimédias telles que la transmission de photos, de sons et de vidéos sont recherchées. EDGE est vu par certains opérateurs comme une alternative (Bouygues Télécom) ou un complément pour tous (Orange France) ou pour les entreprises uniquement (SFR) à l'UMTS. La norme UMTS impose en effet de déployer un nouveau réseau physique et donc des investissements très lourds pour les opérateurs. Le standard EDGE vise à optimiser la partie radio d'un réseau mobile sur la partie Data afin d'augmenter les débits principalement en voie descendante (i.e. sur les download, les téléchargements)...

Canal de transmission, caractéristique

Le support ph ysique de transmission est évidemment aérien. La propagation des ondes est dite par trajets multiples (se propagent dans plusieurs directions) et elle subit de nombreuses réverbérations et atténuations dûes à l'environnement (collines, immeubles, etc). Par ailleurs, de nombreuses ondes interfèrent avec le téléphone mobile de l'utilisateur. Enfin, Les utilisateurs d'un système de téléphonie mobile EDGE sont à des distances variables de leur station de base, a fortiori s'ils se déplacent ; ils subissent donc des délais de propagation différents.

Débit nécessaire

La technologie EDGE peut théoriquement atteindre un débit maximum de 473 kbit/s. Pratiquement, le débit (maximum) a été fixé au niveau du standard de la norme EDGE à 384 kbit/s par l'ITU (International Telecommunication Union) dans le but de respecter la norme IMT-2000 (International Mobile Telecommunications-2000). Le taux de transfert des données dépend non seulement de la modulation et du schéma de codage mais également de la qualité du lien et du temps de propagation. La technique de mesure d'un réseau EDGE est d'analyser chaque bloc de transmission composé de quatre séquences et d'en estimer la probabilité d'erreur. En cas de problème, une adaptation automatique de la modulation et du schéma de codage (donc du débit) est effectuée .

Bande de fréquences disponible

La norme EDGE aura l'avantage de pouvoir rapidement s'intégrer au réseau GSM existant. En émission, un mobile EDGE - à l'instar d'un GSM  émet tra donc dans une bande qui s'étend de 890 à 915 MHz (Uplink). En réception, la bande sera 935 à 960 MHz (Downlink). Ainsi, pour une communication, il y aura 25 MHz de séparation entre le canal d'émission et le canal de réception (Duplex separation). Ces bandes de fréquences sont divisées en portions de 200 kHz (RF carrier spacing) chacune; ce sont les canaux de transmission. Il y en a donc au total 124 qui sont répartis entre les opérateurs. Chaque canal peut accueillir jusqu'à 8 transmissions simultanées en temps partagé

Déploiement, services actuels ou prévisions

La question du déploiement du réseau est indissociable de celle de l'UMTS car il constitue une alternative à la 3G. En France, l'UMTS ne fait pas l'unanimité. Peu convaincu par les premiers terminaux compatibles, les écarts peu importants entre les débits de l'UMTS première génération et ceux de EDGE et certainement échaudé par le prix de la mise en place du réseau, l'opérateur Bouygues Telecom privilégie, pour l'instant, la mise en place d'un réseau EDGE pour développer ses services I-Mode.

Les terminaux compatibles EDGE, déjà très répandus sur le marché, présentent également l'avantage d'être beaucoup moins chers et pl us autonomes que leurs concurrents UMTS. L'EDGE fait aussi partie de la stratégie de Orange, comme complément de son réseau UMTS. Déployée sur l'ensemble du territoire à partir de 2005 (même dans les zones couvertes par l'UMTS), cette technologie sera présentée aux clients de l'opérateur comme une alternative moins onéreuse à l'UMTS, et un moyen d'avoir accès à du « presque » haut débit mobile y compris dans les zones rurales. De son côté, SFR, qui a choisi l'option UMTS, devrait aussi entamer une mise à jour de son réseau GPRS vers l'EDGE, mais ne met en avant cette solution que pour les endroits à très faible densité de population. Ainsi, dans l'avenir, nous pourrions imaginer un réseau UMTS (et EDGE) pour les zones urbaines et périurbaines et un réseau EDGE seul pour les zones rurales. À moins que l'ARCEP ne se mêle de l'affaire : l'autorité de régulation des communications électroniques et des postes a en effet imposé aux deux opérateurs français ayant acquis une licence UMTS (SFR, Orange) de s'engager à couvrir 58% de la population française d'ici à la fin 2005 et près de 90% à l'horizon 2009/2010.

Conclusions

En conclusion, l'EDGE est aujourd'hui une alternative à l'UMTS (trop chère). Si cette norme perçait, elle pourrait devenir une solution de remplacement pour les gens les moins fortunés et souhaitant accéder à du contenu multimédia (limité par rapport à l'UMTS) ou alors pour ceux habitant des zones de densité de population très faible.

Résumons dans un tableau les points forts et faibles de la technologie EDGE :

Il faut cependant garder à l'esprit que l'UMTS n'en est qu'à ses débuts et que les débits peuvent s'accroître fortement, à l'image de ce qui s'est fait entre le GSM et EDGE. Mais n'oublions pas la règle universelle : Si le consommateur moyen n'éprouve pas le besoin de nouveaux services (nécessitant un débit accru et donc de nouvelles normes), telle ou telle technologie ne percera pas. Reste les professionnels, pour qui le débit peut être crucial mais les retombées en termes de bénéfices comparées aux investissements risquent encore longtemps de rester un frein.