Les différentes Technologies de Télécommunication de la 1G à la 4G (VoLTE Inside)

Hello Tout le Monde,
Pour faire suite à 2 gros fils :

• On refarmera (ré utiliser tout en modifiant l’équipement d’une manière ou d’une autre) les fréquences 4G pour la 5G
• 5G : Où comment l’ARCEP et le Gouvernement nous prennent pour des pigeons

Si des acronymes comme 2G, 3G, 3.5G, 4G vous parlent, c’est normal jusqu’ici puisque cela reste des noms commerciaux associés à vos forfaits ou mis en avant par les opérateurs.
En revanche GPRS, HSUPA, EDGE, HDSPA, LTE et VoLTE le sont beaucoup moins.
Donc, si vous ne savez pas ce que cela signifie exactement, voici rapidement un petit historique ces technologies pour la France.
Mise en garde :Avant de vous lancer dans la lecture de ce fil, sachez que celui-ci est long, très long.Prenez votre temps, allez-y par étape si besoin.A mon humble avis, rare seront les personnes qui arriveront à le lire d’une seule traite. Si vous en faîtes partie, vous aurez mon respect ^^

Déjà posons les bases :2G, 3G et compagnie ne veulent rien dire et sont sources de confusion entre un discours marketing et technologique.
Je m’explique :
Si je prends l’exemple de la 2G, tout le monde aura en tête l’EDGE (et l’iPhone Edge ou iPhone 2G en son temps)….
Sauf que la 2ème Génération au niveau de la technologie mobile c’est :Le GSM (Global System for Mobile Communications)
Celui-ci a été établi en…1982 via la Conférence Européenne des Administrations des Postes et Télécommunications (les PTT Européens ^^)…

Et oui je sais c’est moche 🙂
Bon alors du coup c’est quoi l’EDGE ?
Avant d’y répondre, il faut remonter un tout petit peu dans le temps et s’attarder sur le GPRS :

• General Packet Radio Service

C’est un dérivé du GSM permettant d’avoir des débits plus élévés pour l’époque (la fameuse arrivée du WAP pour les plus anciens d’entre nous).
Il fonctionnait par Slot (tranche d’information) encodé selon la qualité de la transmission radio (de CS1 à CS4 pour Coding Sheme en Anglais ou schéma d’encodage en français) :

• CS1 = 9.05 kbits/s (pour la voix)
• CS2 = 13.4 kbits
• CS3 = 15.6 kbits
• CS4 = 21.4 kbits (le max dans les meilleures conditions)

Le débit max était de 8 TS (transmission Slot) x CS4 (21.4) = 171.2 kbit/s ….Dans les faits, on avait plus de 50 kbit/s.
Finalement le GPRS (qui est une technologie permettant donc de rajouter la donnée/data au GSM) fut appelé 2G+.
Pour revenir à la technologie EDGE, derrière ces lettres se cache l’Enhanced Data Rates for GSM Evolution ou E-GRPS (Enhanced GPRS)
Standard relativement ”bâtard” car créé au départ par les opérateurs car ils étaient en retard pour le déploiement de la 3ème génération.
On appelle souvent l’EDGE la 2.75G car il servait aussi de support pour la 3G en loose (vous aviez un logo 3G mais en fait c’était de l’EDGE déguisée ;P)
Vu que l’EDGE est une évolution du GPRS, même système de fonctionnement avec les Slots encodés sauf que, cette fois-ci, on passe de 4 à 9 CS en faisant varier les modulations et en adoptant quelques nouveaux standards (tels que le GMSK pour les curieux, Gaussian Minimum Shift Keying et PSK pour Phase Shift Keying).
Cette fois-ci le réseau EDGE permet d’utiliser plusieurs canaux en même temps (ceux qui parleraient d’agrégation aujourd’hui)Grâce à ces astuces, on passe de 171.2 max en GPRS à 384 kbit/s en EDGE(un TGV pour l’époque).
Il y a une dernière évolution le ”Evolved EDGE” à 1 Mbit/s via l’agrégation de plusieurs porteuses sur plusieurs antennes et une Mise à Jour logicielle des antennes Radio (du 2,9G dans l’idée) et qui servira aussi de support pour la 3ème Génération.Petite pause pour définir une porteuse pour ceux qui se posent la question :

• La modulation de fréquence ou MF (FM en anglais) est un mode de modulation consistant à transmettre un signal par la modulation de la fréquence d’un signal porteur ou appelée ”Porteuse” .

Afin d’éviter toute confusion et uniformiser leur communication commerciale pour nous clients finaux, toutes les technologies plus hauts seront baptisées 2G, tout simplement.Au début le GPRS faisait partie du nom commercial 2G, mais l’ARCEP a tapé sur les doigts de quelques-uns et seule l’appelation 2G a été autorisée pour les réseaux Edge. D’où le E en icône sur nos téléphones pour indiquer que nous étions bien sur un réseau EDGE(et par extension 2G en suivant la nomenclature commerciale)

En France nous avons 2 Fréquences dédiées pour la 2ème Génération :

• La 900 Mhz
• La 1800 Mhz

Les fréquences ne sont qu’un support/vecteur pour envoyer les informations d’une Antenne au téléphone, l’antenne étant reliée à une infrastructure filaire amenant les services et Internet à celle-ci.
Selon le type de fréquence, elle portera plus ou moins loin et sera plus ou moins apte à se propager malgré les obstacles.

Plus la fréquence est basse, plus elle porte loin, c’est pour cela que lors de la mise en vente de 700 Mhz, elle était appelée : Fréquence en Or.
Les fréquences en-dessous de 450/460 Mhz sont généralement utilisées par la Police, Pompiers car celles-ci portent plus loin.

Maintenant sur chacune de ces fréquences (ou Bande Radio d’où le nom Baseband en Anglais), il y’a des blocs de fréquence qui servent à envoyer les informations.
Comme un train composé de wagons, plus le train est long comme pour le bloc de fréquence et sa largeur, plus les informations peuvent voyager entre l’antenne et le smartphone.
Ces largeurs de blocs sont aussi exprimées en Mhz ce qui peut porter à confusion avec les fréquences radio utilisées qui sont finalement considérées comme des voies ferrées dans mon exemple.

Au départ pour la 900 Mhz :

• Bouygues : 10 Mhz en largeur de Bloc de Fréquence
• Orange : 10 Mhz en largeur de Bloc de Fréquence
• SFR : 10 Mhz en largeur de Bloc de Fréquence

Free étant le dernier, il ne devra se contenter que de 5 Mhz soit 2x moins de débit maximum théorique que les autres.

Viendra ensuite la 1800 Mhz :

• Bouygues : 20 Mhz en largeur de Bloc de Fréquence
• Orange : 20 Mhz en largeur de Bloc de Fréquence
• SFR : 20 Mhz en largeur de Bloc de Fréquence

Idem pour Free, il ne doit se contenter que de 15 Mhz soit 25% moins de débit maximum théorique que les autres.

Cela pose déjà le problème de la mise à disposition par le Gouvernement auprès des opérateurs des largeurs de bloc de fréquence nécessaires et suffisantes pour fournir un service de qualité.
En terme d’égalité, il aurait fallu que chaque opérateur dispose de 20 Mhz sur la 900 et la 1800 Mhz pour un total de (4×20) x 2 = 160 Mhz au total. Alors qu’en l’état actuel, ceux-ci ne disposent que de (10+10+10+5)+(20+20+20+15)=110Mhz soit 40/45% de moins que de ce qu’il faudrait.
La rareté, l’offre et la demande étant nécessaires pour faire monter les enchères, on peut comprendre ce choix (et sûrement dû à des contraintes techniques)

La 3ème Génération :

Bon avec la 3ème Génération, les opérateurs se sont dit ‘’on met tout à plat’’, d’ailleurs on va utiliser l’Universal Mobile Telecommunication System basée sur le W-CDMA [Wide Code Division Multiple Access, du multiplexage par code (les fameux CS du GPRS et M-CS de l’EDGE) mais à large bande] format cette fois-ci standardisée au niveau mondial et issu de l’Europe.
L’UMTS pour la 3ème génération est donc né et standardisé.

Hélas, comme pour l’achat des licences auprès de l’ARCEP et du Gouvernement ainsi que le changement d’infrastructure, le cumul des deux a coûté un bras aux opérateurs.L’argent étant le nerf de la guerre, on retombe dans les mêmes travers qu’auparavant, chaque opérateur allant de ses propres normes et rustines pour fournir le débit tant attendu et promis par la 3ème génération.Ceux-ci iront plaider leur cause auprès de l’ARCEP qui autorisera quelques largesses et interprétation des standards mondiaux et Européens.

L’époque bénie et la gloire des packs opérateurs !Des jolis téléphones, modifiés aux couleurs de l’opérateur, ayant leur partie modem reflashée par leurs ingénieurs respectifs de ceux-ci pour fonctionner au mieux au sein de leur réseau mobile, tout en intégrant des applications propriétaires dédiées pour mettre en avant leurs services et options.
Combien de fois des téléphones Orange unlockés pour aller chez SFR avaient une captation réseau moindre que le même modèle pourtant disponible chez SFR ?
Il fallait s’amuser à reflasher cette partie Radio pour enfin accéder à la totalité du nouveau réseau.
Et même avec cette manipulation, il fallait changer le User Agent du téléphone pour qu’il soit reconnu comme un modèle provenant de l’opérateur du réseau.Bref, on flashait un téléphone Orange unlocké en modèle SFR avec les firmwares dédiés.Il suffisait de voir les nombreux posts sur XDA ou des sites dédiés spécialisés (Russes et Allemands étaient en avance, Modaco permettait de cuisiner sa propre ROM) pour voir les collections de RIL/Radio/Firmwares et outils de flash (HTC, Samsung en majorité).C’était aussi l’époque où un téléphone nu dans le commerce captait moins bien que le même modèle en pack opérateur.La neutralité du net n’était encore qu’un concept et les forfaits à plusieurs types d’usages étaient légion (SMS ou Appels illimités, entre 500 Mo ou 2 Go de forfait Data, Appel internet Interdit, Hotspot payant etc etc)
Mais pourquoi ?
Très bonne idée l’UMTS sur le papier, mais comme j’ai indiqué plus haut on a pris du retard sur la 3ème génération en France et pendant ce temps là en Amérique du Nord et chez nos voisins européens, c’était la LTE qui se développait pour remplacer le W-CDMA et sa variante CDMA.
Cela fait râler d’investir des euros pour acheter aux enchères des blocs de fréquence et investir dans un réseau déjà obsolète à sa sortie.
Mais que nenni, comme on dit en France, on n’a pas de pétrole mais on a des idées et plein la tête.
Du coup on sort sous un nom magnifiquement commercial, la 3G+ via le HSDPA puis on y ajoutera le HUSPA et puis après on appellera le mélange de tout le HSPA pour le faire évoluer en HSPA+ (H+ différent du 3G+) et ensuite la 3G++ ou H++
Même les opérateurs s’y perdent mais le plus important c’est de communiquer sur le fait qu’il détient le réseau le plus rapide.
Pourquoi cette valse des technologies pour la 3G ?
Les enchères en 2000 de la bande radio 2100 Mhz et le peu de blocs de fréquence disponibles.
Cela aura couté l’équivalent de 4.95 Milliards d’Euro entre 2000 et 2001 pour SFR et Orange (Bouygues n’ayant pas eu les poches aussi larges que maintenant à l’époque fera l’impasse).Il restera d’ailleurs 2 licences 3G sur les 4 non pourvues (la 4ème sera remise en vente en 2010 avec l’arrivée de Free et pour offrir plus de blocs de fréquence le nombre d’usagers ayant augmenté).Bouygues fera pression auprès du Gouvernement par rapport au prix astronomique demandé pour la licence 3G et le fait que lui même, à l’époque, était un nouvel arrivant.Ces efforts paieront et il obtiendra la 3ème licence 3G seulement à 620 Millions d’Euros forçant l’Etat à rembourser Orange et SFR qui n’avaient pas vu cette ristourne accordée à Bouygues d’un très bon oeil.
Ce qui nous donnera une mise en place de la 3G chaotique plombée par cet épisode et qui finira quelques années après.
Une fois en place, au niveau des largeurs de Bloc cela nous donne début des années 2000 :

• Bouygues : 15 Mhz en largeur de Bloc de Fréquence
• Orange : 15 Mhz en largeur de Bloc de Fréquence
• SFR : 15 Mhz en largeur de Bloc de Fréquence

Idem, il aurait fallu partir sur des blocs minimum de 20 Mhz pour arriver au débits promis par la 3ème génération. En attribuant que 15 Mhz on part déjà avec 20% de capacité en moins.

Pour cette 3ème génération dont c’est le Nawak total au sein des télécommunications, le tout avec la bénédiction de l’ARCEP et du Gouvernement qui touche sa quote-part via la libération des fréquences, cela nous donne au final (en débit théorique) et pour la 3ème Génération :
UMTS : Universal Mobile Telecommunications System :  1,920 Mb/s (en réalité en France entre 0,144 et 0,384 dû déjà à ces blocs de fréquences dispo et le choix des fréquences libérées par l’état)HSDPA : High Speed Downlink Packet Access : 14,4 Mb/s mais vu qu’on était en retard sur tout, on avait que la Release 5 de disponible et en tant que norme implantée dans nos antennes radio, donc 3,6 Mb/s en théorique (encore bien moins en pratique…). Durant son cycle de vie, on a déployé la Release 6 qui a permis d’atteindre 7,2 Mb/s)HSUPA : High-Speed Uplink Packet Access : Une norme à part pour augmenter le débit montant du téléphone vers l’antenne Radio. Cela a permis de faire un bon d’abord à 5,8 Mb/s et enfin d’être synchrone 14,4/14,4 en DL/UL.HSPA : High Speed Packet Access : On mélange le HDSPA, l’HSUPA, on promet qu’on a boosté ses antennes, mis à jour celles-ci on annonce du 14,4 et  5,8 Mb/s en pratique…HSPA+ : On reprend les mêmes et on revend du rêve (j’ai adoré bosser au marketing à cette époque…) : Idem on met à jour avec les normes Radio les antennes, on essaye de faire du multiplexage maison et on annonce du 42 Mb/s : Orange Premier sur le sujet :P.HSPA++ : On améliore le multiplexage ou l’agrégation de fréquences et on promet du 84 Mb/s
Avec des blocs de 15 Mhz au lieu de 20 Mhz, le type d’équipement utilisé et les investissements tirés vers le bas, vous pouvez donc enlever 20% de moins minimum et des **es de débit flagrantes sur les zones à fortes densité géographique.

Voilà… Pour vous faire rêver les équipements et norme de 3ème Génération avaient été annoncés en 2000 et sa dernière évolution en France date de ….2012 avec la vente de la 4ème licence et la vente supplémentaire de 2×5 Mhz en bloc de fréquence supplémentaire (au lieu de 3*5 Mhz et 20 Mhz pour Free nouvel arrivant, afin de fournir enfin le nécessaire pour atteindre les débits théoriques de la 3G).Nous aurons mis 12 ans sur le sujet alors qu’en 2010 la LTE (Long Term Evolution) était fonctionnelle aux US, Canada et dans d’autres pays dans le monde.
De plus, au vu normalement des standards et des blocs de fréquences 3G vendues à l’époque, on est dans l’incapacité de les tenir. D’ailleurs on se prendra des remontrances pour pratiques commerciales douteuses car vendre de la 3G dont on est incapable de tenir les débits annoncés et standardisés c’est moyen.

Alors comment faire ?
En utilisant le réseau EDGE et en faisant de l’agrégation de bloc de fréquence tout en mixant les débits 2G et 3G pour donner un coup de boost tout en développant et en mettant à jour les antennes avec les normes citées ci-dessus.
Chaque réseau opérateur ayant ses propres spécificités, on comprend mieux la nécessité des packs opérateurs avec des firmwares dédiés afin d’exploiter à 100% le réseau de l’un ou de l’autre.

La situation devient intenable et les opérateurs se mettent d’accord pour faire du lobbying et s’entendre sur les prix.
Entre les équipes de dev en interne pour valider les firmwares, les manipulations pour les constructeurs et faire des modèles spécifiques avec le packaging dédié, les problèmes de suivi de MAJ et j’en passe, les coûts deviennent de plus en plus importants.
De plus Apple avec sa clause interdisant aux opérateurs de toucher à leur système fait des émules et les autres constructeurs s’engouffrent dans la brèche. Avoir des lignes de fabrication dédiée que pour la France coûte excessivement cher.

Du jour au lendemain, l’ARCEP officialisera la possibilité de refarmer les antennes 2G 900 Mhz en 3G 900 Mhz et ainsi faciliter l’agrégation des porteuses/blocs de fréquence.
Cela permettra une augmentation théorique des débits de 50% dans le cas où le consommateur est sur une zone couverte par une antenne 900 et 2100 Mhz.

Nous voilà donc dans une configuration de type :

• Bouygues : 10 +15 Mhz = 25 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence
• Orange : 10 + 15 Mhz = 25 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence
• SFR : 10 + 15 Mhz = 25 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence

Sauf que ceux qui habitent en campagne savent de quoi je vais parler maintenant.
Plus haut j’ai indiqué que certaines bandes radio portaient mieux que d’autres, c’est le cas de la 900 VS la 1800.
En 2G, suite à cette opération, il ne reste plus que la 1800 Mhz d’existante et qu’on retrouve plus en ville qu’en campagne.
De nombreux clients en province n’ont pas encore acheté de terminaux 3G et sont restés sur des vieux Samsung ou autre Alcatel 2G.
Bingo du jour en lendemain, plus de 2G sur leur terminaux et donc coupé du monde ou un retour en GSM sans DATA internet.
Magnifique opportunités pour les vendeurs pour leur vendre de nouveaux terminaux 3G pour continuer d’utiliser les antennes MAJ à côté de chez eux.

Pour récapituler, en 2010 avec l’arrivée de Free, la 4ème licence 3G peut être enfin vendue.
Les 2 autres blocs de fréquences sur la 2100 Mhz cités précédemment seront aussi mis en vente.
SFR et Orange récuperont 5 Mhz de plus et Free ne repartira qu’avec un bloc de 5Mhz seulement mais aura plus tard 5Mhz aussi sur la Bande 900 Mhz.

Nouvelle donne :

• Bouygues : 10 +15 Mhz = 25 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence
• Orange : 10 + 20 Mhz = 30 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence
• SFR : 10 + 20Mhz = 30 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence
• Free : 5 + 5 Mhz = 10 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence

Dans cette nouvelle configuration on peut en tire 3 enseignements :

• On comprend mieux la nécessité d’une itinérance de données pour Free et ses débit 2 à 3 fois inférieur à la concurrence dans les meilleurs des cas. Ils n’ont pas assez de wagons pour transporter autant de monde qu’il voudrait.
• Orange et SFR tirent leur épingle du jeu. Cela sera aussi la fameuse période faste des Rouges proposant des forfaits plus agressifs qu’Orange et une image à la traine pour Bouygues niveau qualité de réception.
• Que nous sommes loin des 40 Mhz en largeur de blocs que devrait disposer chaque opérateur afin de fournir un service et des débits de qualité à ses abonnées

Alors cette fois-ci pour la 4G ? On remet les choses à plat ?

Pendant quelques années de recherche, de lobby, de discussion, l’Europe via le CEPT (les fameux PTT européens) et la France (qui a fait pression) ont choisi la norme FDD pour le LTE au lieu du TDD (Frequency Division Duplexing VS Time Division Duplex).La Chine a choisi le TDD par exemple.
Pourquoi la FDD : Parce que c’est la plus simple à mettre en oeuvre, la plus économe lorsqu’on a déjà une infrastructure en place.
A contrario, la TDD permet de moduler à loisir toutes les sous-porteuses pour soit émettre de la data ou soit en recevoir ce qui permet une gestion plus fine des ressources réseau en laissant piloter les ajustements par l’opérateur pour répartir au mieux les charges sur son réseau au niveau Download et Upload. De l’auto-adaptatif mais qui demande plus d’équipements à embarquer au niveau des antennes.
Je ne rentrerai pas les normes Half et Full Duplex qui on aussi leur importance :

VS

Les FDD/TDD n’ont pas été les 1ères normes du LTE.La première a été CDMA2000(et accessoirement aussi feu le WiMax très apprécié en Russie par ex (ou quelques amis esseulés dans la campagne française)).
Mais comme indiqué plus haut le CEPT et la Chine ayant choisie le FDD/TDD, quelques pressions bien exercées auprès de UIT (Union Internationale des Télécommunications) ont fait que ces technos se sont fait sortir du cadre de la 4ème génération et donc rebaptisées 3.9G.(D’où aussi l’échec aussi du Wimax en France malgré la licence Free sur le sujet). Le Wimax utilise des fréquences soit de 2.5 ou 3.5 (étant la plus fréquente)De plus le Wimax supportait le VoIP mobile soit l’ancêtre de notre VoLTE actuelle.HTC était leader sur ce marché d’ailleurs avec ses Max, Onyx, EVO 4G (oui Wimax = 4G commercial)

Le CDMA2000 était un peu la dernière cartouche pour les US pour faire évoluer leur réseaux 3G en gardant la même infrastructure. Un mal pour un bien à part pour les millions d’américains ayant investi dans des téléphones EV-DO (HTC aussi leader sur ce segment) ou obligeant les coréens à revoir leur infra et faire abandonner toute une génération leur téléphones devenus obsolètes en un claquement de doigt.
Revenons à notre LTE (Long Terme Evolution….hum hum)

Alors bienvenue à nouveau dans un ”bordel” sans nom.Au départ le LTE c’est aussi des blocs de fréquence de 20Mhz à minima situés sur des plages de fréquence pouvant pouvant aller de 450 Mhz à 3,8 Ghz (bon en France rideau les fréquences au dessus 2,6 et en dessous de 700 celles-ci étant généralement réservées aux appareils d’états et pouvoirs régaliens)
A savoir, avec les nouvelles Normes Radios, 20Mhz en largeur de bande, quelques soit sa fréquence radio, ça permet d’envoyer 300Mb/s en download théorique (dans le meilleur des mondes possibles en se basant sur une latence d’échange de 0,125 ms soit un espacement entre sous-porteuse de seulement 120 Khz). On aura choisi d’avoir un espacement de 30 Khz soit une latence de 0.5 ms changeant là aussi la donne.
Hors vendre des blocs de 100, 50, 30 voire 20 Mhz ce n’est pas assez rentable pour un Gouvernement en quête de liquidité.On décide alors de les vendre par bloc de 5/10 Mhz max comme on a la coutume de faire depuis le début.
On fera des enchères d’abord pour la 2600 Mhz et quelque temps on fera des enchères pour la 800 Mhz. Le tout espacé de quelques mois.
La 800 c’était la fréquence pour les chaines de TV hertziens avant l’arrivée de la TNT (700 Canal donc, 800 les autres chaines analogiques).
Bon c’est encore un gros gavage pour l’état qui fait rentrer fin 2011 (toujours dans le contexte de crise économique) 3.5 Milliards pour une fréquencet et 2.63 Milliards pour l’autre.

Ce qui nous donne fin 2011 :

Pour la 2600 Mhz

• Bouygues : 15 Mhz
• Orange : 20 Mhz
• SFR : 15 Mhz
• Free : 20 Mhz

Pour la 800 Mhz

• Bouygues : 10 Mhz
• Orange : 10 Mhz
• SFR : 10 Mhz
• Free : 0 Mhz

Et donc potentiellement en agrégation de porteuses :

• Bouygues : 15 +10 Mhz = 25 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence
• Orange : 20 + 10 Mhz = 30 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence
• SFR : 15 + 10Mhz = 25 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence
• Free : 20 + 0 Mhz = 20 Mhz max en largeur de Bloc de Fréquence

Comme on le constate, il faut agréger des porteuses pour arriver enfin a ce qu’on devrait avoir théoriquement via une seule antenne quelque soit sa bande radio et on est loin des 40 Mhz préconisé sur 2 antennes sur une latence de 0.125ms (soit 600 Mb/s en débit théorique maximum logiquement)

De plus viennent se rajouter des problèmes de brouillage à certains endroits, quelques difficultés pour déployer et libérer les blocs en temps et en heure.
On revoit les normes, on fait varier les blocs de 1,4 jusqu’à 20 Mhz afin de ne pas prendre trop de retard mais on garde le droit de l’appellation 4G même si le débit ne suit pas.
Encore mieux, si vous avez du HSPA couplé à un bloc (au tant si petit soit-il) vous pouvez aussi mettre le logo 4G sur votre téléphone.Du coup chez nous pour avoir du 300Mb/s comme prévu sur un bloc de 20 Mhz sur une antenne, il nous faut passer par du MiMo 4×4 (20Mhz ca donne 100 Mb/s avec le choix technologique implanté chez nous).
C’est confusant, alors on va les appeler les catégories ou cat. (sur les fiches techniques)

• Cat 1 : 10 Mb/s
• Cat 2 : 50 Mb/s
• Cat 3 : 100 Mb/s
• Cat 4 : 150 Mb/s
• Cat 5 : 300 Mb/s

Vis à vis des techno’s un tableau c’est le mieux, merci Wiki

Génial ! du LTE cat 1 va moins vite que du HSDPA… Pas grave comme j’ai marqué plus haut vous pouvez être théoriquement locké sur une antenne qui délivre un débit de Cat. 1 et sur une antenne HSPA en soutien, être affiché en 4G et avoir un débit de 20/30 Mb/s sur votre téléphone au cumul (en règle générale, les antennes à côté de chez vous sont dotées de l’ensemble de ses technologies pour faire le mix).
Au niveau des fréquences Radio, c’est l’orgie et une mine d’argent sans fin pour les Etats et pas seulement la France. Comme chacun regarde ce qui se passe chez le voisin, tout les Gouvernements se jalousent et jalousent ces rentrées d’argent.
D’ailleurs, on avait au départ 39 fréquences radio, 27 pour la techno FDD et 11 pour les TDD.En fait aujourd’hui ce n’est plus totalement vrai, au dernier recensement mondial on est plus sur :

• 36 pour le FDD
• 21 pour le TDD

Et je vous fais fi des 8 en technos FDD SDL-LTE soit les Frequency-division duplexing Supplemental Downlink (à vos souhaits)
Autre particularité, le nombre de bandes de fréquences qui sont finalement identiques sur le papier mais différentes en réalité.
Notre B28 700 Mhz qui viendra plus tard (et qu’on force à faire rajouter à nos chers constructeurs) cette fameuse 700 Mhz est déjà supportée par la B12, B13, B14, B17, B68, B85 (en équivalent TDD ce sont les … B44 oui juste ça).En règle générale celle utilisée par le plus grand nombre reste la B12 car la plus usuelle (mais on voit que certains pays ont choisis aussi de faire un peu n’importe quoi sur la 700 Mhz).Ce qui encore plus intéressant c’est que du coup en adoptant la B28 au vu des contraintes techniques spécifiques (la 700 chez nous c’était les Sister Canal analogique et normalement la Radio Numérique Terrestre en 2010 … Qu’on ne verra jamais soit dit en passant), on a adopté la même techno que APT (Asia Pacific Telecommunity).
Bon je ne vous cache pas que j’ai même moi aussi du mal à me suivre VS toutes ces technos/évolutions/disparités.
Pour ceux qui suivent et qui sont encore là derrière l’écran de l’ordinateur ou du smartphone), vous avez eu une lumière dans les yeux en pensant à l’édition du RN3 dédiée pour cette partie du Pacific à savoir le Redmi Note 3 Pro Special Edition embarquant en son temps la B20 et B28… Vous savez maintenant pourquoi il y avait la B28 et pourquoi il était en FDD et non en TDD. Ce n’était pas pour faire plaisir au Français à l’époque même si il nous a bien servi (et à votre humble serviteur).
On revient à la 4ème Génération et à la technologie LTE :Le LTE c’est donc la 4G !Oui et Non …
Comme dit plus haut, il faut un certain débit et utiliser les techno standardisées avec pour dire qu’on est vraiment sur de la 4ème génération.Des porteuses de 5/10 au mieux 20 Mhz, des mix HSPA, LTE, des espacements de sous porteuses dépassés, on arrive péniblement à 150 Mb/s chez nous.
Idée de Génie :Faisons comme pour les évolutions de la 3G et faisons aussi de l’agrégation de porteuses en plus d’utiliser le HSPA comme support. Vu qu’on a 5 Mhz par ci, 10 par là, regroupons les pour avoir le débit qu’il faut en utilisant plusieurs antennes.Et puis faisons comme la 2G en 3G, refarmons le 2G qui restent en 1800 Mhz en 4G (merci Bouygues encore) et laissons tomber le HSPA en support pour proposer de la 4G en Stand Alone.
Entre temps, le LTE avance tranquillement et se met à jour en LTE-A.

Il faut dire qu’il y a eu tellement de liberté avec le LTE qu’on appelle 4G mais avec des débits au ras des paquerettes qu’il faut faire quelque chose pour redorer le blason.
Je suis sûr que nombreux d’entre vous ont dû se dire aux débuts ”je n’ai pas l’impression que ça va plus vite que la 3G”.

Et ainsi naquit le LTE-Advanced (ou 4G IMT-Advanced).
En prenant les débits théoriques du LTE multipliés par les possibilités d’agrégation, le LTE-A permet un débit de 1 Gb/s ou bien au delà (encore une fois respecteur les largeurs de blocs minimum, les latences nécessaires etc etc).
Le LTE-A est capable de gérer le MiMo 4×4 mais aussi MiMo 8×8 qu’on appellera Massive MIMO ainsi que l’arrivée du 256 QAM (Modulation d’amplitude en quadrature). Non Le QAM n’est pas une nouvelle technologie, on utilise sa variante 64 QAM pour notre TNT.
La configuration optimum est :
Une porteuse de 100 Mhz pour 500Mb/s et 2×100 Mhz pour 1 Gb/s (donc juste besoin de 2 Antennes)
Dans ces configurations (3GPP Release de 10 à 12) c’est la vraie 4ème Génération ou 4G pour les intimes.

Sauf qu’on n’a pas des blocs de 100 Mhz de dispo pour chaque opérateur (et configuté sur un seul bloc en continue) donc on va faire de l’agrégation de porteuses sur des blocs plus petits et sur plusieurs antennes …
Bref comme le LTE de base qui est limité à des blocs de 20 Mhz.
Via le tableau ci-dessous, on constate qu’Orange s’en sort très à ce niveau.

Pour les opérateurs, si les antennes sont bien à jour, en agrégeant au maximum cela nous donne en cumul de bloc de fréquences (ou porteuses) :

• 60 MHz sur 4 antennes chez Bouygues
• 50 MHz chez Orange sur 3 antennes (on remarquera officiellement le support du 256 QAM chez Orange, mais trouver les 4 antennes sur un même spot, dur dur…)
• 55 Mhz chez SFR sur 4 Antennes (Edit : SFR annonce aussi le MiMO 4×4 et le support 256 QAM sur son réseau pour fin d’année et début l’année prochaine)

On est encore loin dans des conditions optimales des 500 Mb/s ou du 1 Gb/s sachant qu’on reste sur des latences de 0.5 ms .On arrive à peine au débit théorique du LTE tout court…
De plus il ne faut pas oublier que nous avons refarmé des fréquences dédiées à la 3G pour de la 4G, plus toutes les combinaisons des 39 bandes de fréquences officiels et on comprend que tout ne peut rentrer dans la partie software du modem pour s’amuser à agréger des porteuses de 1,4 Mhz à 100 Mhz sur autant de bandes radio etc etc.
Bref on revient un peu à l’époque de la 3G où certains constructeurs sortent des modèles dédiés pour certains marchés comme le marché Français, Anglais par exemple (Samsung, LG par exemple). Il n’y a qu’à voir le RN7 spécial édition Free par exemple.
Concernant le tableau plus haut des Cat. et si on le met à jour avec le LTE-A cela nous donne un rajout de Cat. 6 à Cat. 17 :

Ne me remerciez pas.
Mais alors le plus marrant, c’est qu’en France on a décidé d’afficher le logo 4G+ si on agrège 2 porteuses au mini (quelque soit sa largeur de bloc).Et on se retrouve souvent sur 5 + 5 ou 5 +10 ou de 5 + 20 et 5 + 15 et rarement sur de 2×20 Mhz selon l’implantation des antennes.
Donc vous pouvez avoir le Logo 4G+ avec au total 10 Mhz en bloc de fréquence dispo et agrégé et le logo 4G si vous avez seulement accroché une antenne avec un bloc de 20 Mhz.Mathématiquement votre 4G sera plus rapide que votre 4G+ dans ce cas de figure ^^ (je sais c’est moche).
D’autant plus moche, que sur la config  5+5, les 5 plus proches seront pour le download et le 5 plus loin pour l’upload, le tout afin de privilégier ceux qui sont proches des antennes et fournir la meilleure expérience (les joies de la prioritisation et de ne pas être en Full Duplex cf plus haut où je ne suis pas rentrer dans les détails mais maintenant à un sens technique).Idem pour les 5 + 15, le 15 sera pour le download mais si vous êtes loin de l’antenne les débits s’écroule et les 5 proche seront pour l’upload… etc etc etc.
Mais ce n’est pas fini pour la 4G et le LTE :
Ben non ca ne serait pas marrant. Il y a aussi après le LTE-A, le LTE-U soit le LTE Unlicensed. Avec mes recherches et mes discussions avec certaines personnes au sein des opérateurs, j’ai appris qu’on avait aussi mis en place en loose une sous famille de la LTE-A, le LTE-B soit le LTE Broadcast (ou de son petit nom eMBMS…

Je vous avais marqué que le LTE c’était de 450 à 3,8 Ghz. La version U permet de déployer le LTE jusqu’à 5Ghz (exactement la même techno que pour le Wifi 5Ghz) histoire de rentabiliser un peu les équipements des fabricants.Hors si vous allez lu mon fil sur la 5G ici ou ici, on a décidé d’utiliser ces fréquences inférieures à 6Ghz ou appelées Sub-6Ghz pour de la 5G (considérée comme fausse 5G par les spécialistes car les services 5G ne peuvent être déployées dans ces conditions, la Vraie 5G soit la 5G Stand Alone avec les services issues et dédiées à 5G arrivant en 2023 en France. En 2018 Xerfi avait annoncé 2025, il y a donc du mieux)
Au USA, T-Mobile teste le LTE-U. Et cerise sur le gâteau si vous avez un modem X12 mini sur votre téléphone (qui équipe les SnapDragon 821/835/845/855 etc) vous y avez accès.Avec le 256 QAM effectif (pour rappel Orange et maintenant SFR ont la techno de prête et il faut juste rendre son réseau compatible et l’implémenter) ça dépote, pas besoin de soit disant 5G (testé et approuvé, les 1 Gb/s sont largement atteints et ce en 4G donc)
Si vous êtes curieux, le LTE-U c’est les releases de 13 à 15 chez la 3GPP.Autre avantage avec le LTE-U, on peut utiliser les WiFi 5Ghz à côté pour booster les débits mobiles.
D’ailleurs c’est tellement bien que ces technologies LTE/4G seront utilisées pour fournir la 5G chez nous (mais les opérateurs seront en droit de ne fournir que 240 Mb/s ou même 120 Mb/s dans certaines conditions)
Donc pour récapituler pour la 4ème Génération :

• HSPA+ et ++ (au US il s’embêtent pas ils mettent 4G au lieu de H+ ou H++)
• LTE (4G chez nous et 4G+ si locké aussi sur une antenne 3G)
• LTE-A avec mise en place de la sous famille LTE-B (ce qui donne la 4G+ mais en utilisant que 2 antennes et avec les débits du LTE et encore)
• LTE-U (refarmé en 5G chez nous comme le LTE et LTE-A d’ailleurs)

Alors au final ca nous donne quoi en débit théorique si toutes les antennes sont à jour à côté de soi (d’ailleurs on a décidé que 2 antennes c’est 4G+ et 3 c’est 4G++…WTF) et en restant sur une latence de 0.5 ms :
Free Mobile :

• 1800 + 2600 Mhz pour une largeur de 25 Mhz = 126 Mb/s max théorique
• 700 + 1800 + 2600 Mhz pour 45 Mhz = 226 Mb/s max théorique

Bouygues Telecom :

• 800 + 1800 Mhz pour une largeur de 30 Mhz = 151 Mb/s max théorique
• 800 + 2600 Mhz pour une largeur de 25 Mhz = 126 Mb/s max théorique
• 1800+ 2600 Mhz pour une largeur de 35 Mhz = 176 Mb/s max théorique
• 800 + 1800 + 2600 Mhz pour une largeur de 45 Mhz = 226 Mb/s max théorique
• 1800 + 2600 +700 Mhz pour une largeur de 40 Mhz =  200 Mb/s max théorique

Alors dans les rêves les plus fous mais qui n’arrivera jamais :

• 1800 + 2600 + 800 + 700 pour une largeur de 50 Mhz = 252 Mb/s max théorique

Orange :

• 800 + 2600 Mhz pour une largeur de 30 Mhz =  151 Mb/s max théorique
• 800 + 1800 + 2600 Mhz pour une largeur de 50 Mhz = 252 Mb/s max théorique
• 1800 + 2600 + 700 Mhz pour une largeur de 50 Mhz =  252 Mb/s max théorique

Alors dans les rêves les plus fous mais qui n’arrivera jamais :

• 1800 + 2600 + 800 + 700 pour une largeur de 60 Mhz = 300 Mb/s max théorique

SFR :

• 800 + 2600 Mhz pour une largeur de 25 Mhz = 126 Mb/s max théorique
• 800 + 1800 + 2600 Mhz pour une largeur de 45 Mhz = 226 Mb/s max théorique

Alors dans les rêves les plus fous mais qui n’arrivera jamais :

• 1800 + 2600 + 800 + 700 pour une largeur de 50 Mhz = 252 Mb/s max théorique

De toute façon la 700 va basculer vers la 5G via une MAJ NR (New Radio), la 900 se libère, dans quelques mois faudra refaire les calculs en espérant que les téléphones intègrent déjà en dur les différentes nouvelles combinaisons d’agrégations de porteuses et soient compatibles avec les nouveaux profils radios.Le NR est le profil qui permet de réduire la latence entre l’envoi et la réception. On passe alors de 0.5 ms à des latence de l’ordre de 0,0625 milliseconde au mieux. Pour le moment en France on n’a aucune information sur le choix de cette nouvelle latence (0.25, 0.125 ms etc etc)
Le souci est de savoir si les modems actuels 4G/LTE de nos précieux sont capables de gérer des latences aussi faibles, si les antennes à jour seront capables de les moduler afin d’assurer une rétrocompatibilité… Sinon point de Salut sur le sujet, on ne pourra plus se connecter en 4G sur les antennes 700 Mhz.
Pour le LTE ou j’ai marqué 4G+ si locké sur une antenne 3G vous allez crier au scandale.Faites le test :Si vous avez 4G+ et basculer sur réseau 3G préféré dans les options et que le switch est immédiat, vous avez votre réponse, si cela se déconnecte, met du temps pour locker une antenne 3G vous étiez sur 2  antennes 4G et non en config LTE+HSPA
Je parle souvent de débits max théoriques. En effet ces débits partent du principe que vous êtes dans la zone de réception optimale et surtout sans traffic autour.Un autre point souvent oublier (que j’ai abordé rapidement au début) est le raccordement au réseau internet terreste de ces antennes radio.En effet elles ne permettent pas de se connecter à Internet par magie.Il y a des armoires où arrivent de nombreuses lignes filaires Internet. Et on rentre dans une autre problèmatique.En effet de nombreuses antennes ont 3G refarmées en 4G utilisent un multiplexage de lignes ADSL/VDSL au lieu de lignes optiques. Les capacités de celles-ci sont donc moindres.Afin d’avoir le maximum en débits pour l’ensemble des personnes connectés sur ces antennes, il faudrait fibrer totalement toutes nos installations tant en ville, qu’en campagne.Bref un vaste chantier pas forcèment rentable pour nos opérateurs, les investissements les plus lourds ayant lieu dans des zones de faible densité démographique et donc avec un potentiel d’abonnements très faibles. Le compte n’y est pas.
Ce qui m’amène justement aux atouts du LTE. En effet cela apporte aussi le VoLTE qui fait débat sur le site … ‘’Pourquoi je ne l’ai pas etc etc….’’

Alors déjà qu’est ce que la VoLTE ?
VoLTE = Voice over LTE.

Bref utiliser les technos LTE pour faire transiter les conversations audio au lieu du GSM à HSPA.Sinon la définition précise donnée par la GSMA :

VoLTE est synonyme de voix sur l’évolution à long terme. Utilisant la technologie IMS (Internet protocol Multimedia Subsystem), il s’agit d’un service téléphonique numérique par paquets acheminé sur IP via un réseau d’accès LTE. Les appels vocaux via LTE sont reconnus comme la progression reconnue des services vocaux sur les réseaux mobiles, qui déploie la technologie d’accès radio LTE.

Bon déjà faut des pré requis :

• Etre en vrai 4G donc être que sur des antennes LTE
• Qu’elles prennent en charge les codec AMR-NB et AMR-WB (Adaptative Multi Rate Wideband, techniquement exclusivement dédié à la VoLTE)
• Que l’antenne délivre de l’IPV 6 et le téléphone soit aussi en IPV 6

Hors plus haut, je vous indiquais qu’on avait refarmé des antennes 3G en 4G, que certaines antennes ont accès à internet via l’ADSL/VDSL et non via la Fibre, ce qui entrainent la présence d’un double protocole IPV4/IPV6, la non MAJ niveau soft pour la prise en charge effective de la VoLTE.

Donc :

• Si vous êtes en 4G avec une antenne 3G accrochée, pas de VoLTE malgré le Logo…
• Si vous êtes sur une antenne refarmée pas à jour délivrant de l’IPV4/6 et que le téléphone est réglé en IPV4/6 via son APN : forte chance que rideau aussi
• Si vous êtes sur une bonne antenne, que le Tél est en IPV4 : Rideau.

L’ARCEP est au courant de ce problème, d’ailleurs pour la 5G, les opérateurs auront l’obligation de déployer que de l’IPV6, ce qui permettra sûrement de démocratiser plus facilement la VoLTE (Vu que notre 5G au début sera de toute façon basé sur le LTE).
Si tout est en ordre vous devriez avoir la VoLTE, des fois il faut forcer en tapant dans le dialpad le code suivant :*#*#86583#*#*
Les avantages certains sont :

• Une qualité Audio HD
• Internet en 4G en même temps que l’appel (pas de bascule vers un réseau compatible voix)
• Des temps de connexions à un appel plus rapide (quasi instantané entre 2 appels VoLTE, en normal les ⅔ premiers sonneries chez l’appelant sont le temps de latence avant que le téléphone de l’appelé sonne)

Ah oui faut aussi faire la demande d’activation auprès de son opérateur. On est les seuls à le faire, par défaut le VoLTE n’est pas activé.Théoriquement le protocole VoLTE supporte aussi bien la voix… que la vidéo (le tout en natif sans passer par une logiciel tiers, Duo etc etc…. Mais ne rêvons pas trop ;).J’espère que ces contraintes seront levées automatiquement avec les forfaits 5G.
Comme on le voit plus haut, les conditions peuvent ne pas être toutes respectées pour avoir la VoLTE.En effet des partenaires comme Samsung, Apple intègrent des solutions qui permettent de passer en VoLTE même si ces conditions ne sont pas respectées grâce à la courtoisie des opérateurs (ou des euros mis sur la table au choix). Certaines fois le nom commercial change de VoLTE à HD Voice, Clear Voice, Numeric Call etc etc.
Soit dit en passant il y a une solution toute simple, il suffirait que toutes nos antennes passent en Full IPV 6 et que pour toutes les technos pré LTE, les antennes soient équipées de puces dédiées convertissant les appels classiques en Full numérique.Certains constructeurs réfléchissent à intégrer ce dispositif dans la partie modem des smartphones, Qualcomm en proposant déjà.
Le sujet de la VoLTE est un sujet sensible et flou de la part des opérateurs. En effet j’ai déjà vu certains ayant un iPhone et l’option active par défaut basculer sur un Android, avoir l’option désactivée et se retrouver bloqué en revenant sur iPhone, l’option Voix en 4G vérouillé en interne par l’opérateur demandant de prendre contact avec le service client et technique (ce fut une méthode à une époque, de prendre l’Iphone d’un ami, y mettre sa puce pour forcer l’activation de la VoLTE sur sa ligne).

Idem, jouer avec les regions de nos Mi n’aide pas. En effet, comme l’installation automatique d’applications spécifiques pour tel ou tel marché (Inde par ex), certaines fonctions sont désactivées automatiquent car inexistantes dans la région choisie (L’Inde dans cet exemple commence à peine à déployer la VoLTE, n’a pas de VoWiFi, de ce fait pourquoi les laisser accessibles et actifs dans un pays qui en dépourvu par exemple au risque de créer des problèmes non nécesssaires).
Certains bugs peuvent aussi apparaitre avec le changement sans arrêt des régions (les impondérables existent).

Vérifier donc que vous soyez bien sur la région qui nous concerne à savoir la France, avoir les bon APN et une connectivité en IPV6 de préférence, que votre opérateur ait bien activé l’option avant de dire que cela ne marche pas (Idem le VoWiFi fonctionne mieux sur des réseaux Wifi 2.4Ghz que 5Ghz chez nous mais là encore c’est un autre sujet).

Encore une fois, j’ai déjà vu l’Option VoLTE fonctionnait une journée après son activation par un Opérateur, mais vu que le modèle rentré en interne par le service technique n’est pas celui détecté par le réseau ou l’antenne accrochée (dire qu’on a un iPhone ou un Samsung pour outrepasser le technicien qui nous dit : ”Xiaomi, Ouais c’est pas compatible donc non on n’active rien”) , la désactivation intervient souvent la journée suivante.

Est-ce que c’est normal ? Est-ce que c’est la faute des opérateurs ? Des constructeurs ? De notre infrastructure ?
Impossible d’en être certain, chacun jouant l’Autruche. Cependant c’est au choix des opérateurs mobiles de vouloir certifier ou non les téléphones pour que ceux-ci soient actifs dans leurs bases techniques et sur leur réseau.
Les produits en 4G depuis le snapdragon 800 sont compatibles VoLTE et VoWiFi, sur ce …

La seule chose que je peux avancer, c’est mon retour d’expérience, à savoir qu’avec mes Mi à l’étranger et avec un abonnement local, j’ai autant la VoWifi que le VoLTE (petite manipulation supplémentaire pour le VoWifi nécéssitant de fournir mon adresse aux services d’Urgence 911 pour son activation) et qu’à travers de nombreux posts ici, beaucoup de Mi Fans, qui sont dans les configurations citées plus haut, ont la VoLTE fonctionnelle auprès de nombreux opérateurs différents.
Bon ce fût long, désolé et Merci au courageux d’avoir lu jusqu’au bout. J’ai essayé de ne pas être trop technique, j’ai clairement un parti pris mais que j’ai essayé de gommer (légèrement).

N’hésitez pas à commenter et selon les remontées ou questions, il y a de fortes chances que je fasse évoluer le fil initial pour corriger selon l’actualité, si des erreurs ou rendre la chose plus digeste ou accessible au plus grand nombre 🙂

Le lien vers l’article de la Mi Community

https://c.mi.com/thread-2302202-1-0.html