La 4G, tout le monde en parle et s’y prépare… mais en a-t-on vraiment besoin ? Ne serait-ce pas juste la dernière tendance dans le vent, un simple effet de mode promu par les départements marketing des fabricants de téléphones, par les opérateurs ou bien par les médias ? La 3G n’a pas rendu brusquement l’âme, et les utilisateurs ne semblent pas être tout à coup particulièrement mécontents de la qualité des services de leur opérateur.
Pour comprendre les enjeux et promesses de la 4G, plutôt que de se contenter de la seule lecture de rapports techniques sur la norme et des présentations des opérateurs, nous sommes allés sur le terrain tester un iPhone 4S sur un réseau 4G.
La France ne possède pas encore de réseaux 4G commerciaux, mais seulement de quelques installations de test. Direction donc vers l’Asie, et plus précisément le Japon qui, avec la Corée, fait partie des quelques pays proposant au grand public depuis plus d’un an des réseaux 4G. Les observations de ce test laissent présager de ce qu’on obtiendra bientôt en Europe et en Amérique du Nord également.
Qu’est-ce que c’est que la 4G ?
Sans entrer dans les détails, si les réseaux 4G sont plus rapides que les réseaux actuels (3G et 3G+), c’est parce que la modulation radio a été améliorée. C’est cette modulation qui permet de transmettre plus d’informations entre un mobile et l’antenne relais. La signalisation a elle aussi été améliorée, un terme qui désigne les informations techniques qu’échangent le mobile et le réseau en permanence, et qui concernent le réseau, le passage d’une cellule du réseau à l’autre, les tests de qualité… Jusqu’à présent, en 3G, on utilisait pour transmettre ces données de signalisation la même vitesse bas débit qu’en 2G. Avec la 4G, ces informations permettent maintenant au terminal d’adapter ce qu’il émet toutes les millisecondes. L’architecture globale du réseau a quant à elle été simplifiée pour y améliorer la vitesse de transmission des données et pour le rendre entièrement compatible avec des transmissions IP des données, y compris pour la voix avec le LTE Advanced.
La totalité des opérateurs de téléphonie mobile français s’est lancée dans l’aventure 4G. Or, celle-ci est particulièrement coûteuse en investissements, entre le coût des équipements et celui de l’acquisition de licences 4G. Ces fréquences 4G ont été divisées en deux appels d’offres en France. Les licences de la bande de 2,6 GHz (zones urbaines, densément peuplées) ont été acquises en septembre 2011 par les quatre opérateurs de téléphonie mobile pour un coût total de 936,1 millions d’euros. La bande des 800 MHz, issue du passage de la télévision de l’analogique au numérique, permet de couvrir des territoires beaucoup plus larges et cela, plus facilement. Les cellules étant plus larges, il y a moins d’antennes à installer et moins de permissions à négocier avec les habitants. Les enchères de décembre dernier de cette seconde partie des fréquences utilisées par la 4G ont explosé tous les records et le gouvernement a ramassé le jackpot : 3,6 milliards d’euros. Lors de cet appel d’offres, celui de Free n’a pas été retenu pour ces fréquences, car il était trop bas par rapport aux offres des autres opérateurs (Orange, SFR et Bouygues Telecom).
Devant ces sommes colossales que représentent les investissements pour constituer un réseau 4G, on peut s’interroger sur les raisons qui poussent tous les opérateurs à se lancer dans la 4G. Est-ce une obligation, une fatalité ? Le trafic DATA a supplanté le trafic voix sur les réseaux de téléphonie mobile comme l’a annoncé le PDG d’Ericsson, Hans Vestberg, lors du CTIA Wireless de 2010. Il est prévu que de 2009 à 2014, le trafic de téléphonie mobile double tous les ans. En terme de ressources, la voix continue à être la source principale de revenu, mais la tendance est lancée, et les revenus des données dépasseront tôt ou tard ceux de la voix. Le réseau 3G est en train de mourir de sa belle mort, engorgé par des utilisateurs qui utilisent de plus en plus leurs smartphones pour regarder des vidéos ou se connecter sur les réseaux sociaux, et bientôt leurs tablettes. Résultat : le trafic DATA explose et les réseaux s’engorgent !
Il existe plusieurs normes de téléphonie mobile 4G. Les deux concurrents principaux sont le WiMax et le LTE (Long Term Evolution), créé initialement par NTT Docomo et devenu le « standard » de la 4G mondiale. Le WiMax est pour ainsi dire mort-né : il existe certes quelques opérateurs qui l’exploitent, mais ce nombre est très restreint. Cette technologie risque de disparaître rapidement, emportée par le rouleau compresseur LTE. Ces deux technologies sont ce qu’on appelle des réseaux « 3,9G ». Ils offrent des fonctions nettement supérieures à celles de la 3G, mais ne répondent pas complètement aux caractéristiques de la 4G.
La norme LTE n’est pas une et entière. Elle existe en plusieurs versions, comme le LTE Advanced — la « vraie 4G » —, qui reste compatible avec le LTE standard (3,9G) et n’offre pas de grandes différences techniques avec lui, si ce n’est de correspondre aux exigences réglementaires du label 4G. Concrètement, et c’est le plus important pour l’utilisateur lambda, ses transferts sont encore plus rapide (128 Mo/s théorique pour le LTE Adv. au lieu des 12,5 Mo/s du LTE). A terme, le LTE Advanced devrait être implémenté sur les réseaux de tous les opérateurs 4G. Ainsi, Pierre-Alain Allemand, directeur général réseaux de SFR a déclaré : « Nous misons plus sur le LTE Advanced qui permettra un vrai gain, mais nous ne tablons pas dessus avant 2015. »
L’intérêt pour les opérateurs de passer à la 4G est clair. Mais pour l’utilisateur moyen ? Qu’est-ce que la 4G va changer pour lui ?
Les avantages de la 4G
Une vitesse de transfert en forte hausse
La 4G, c’est le très haut débit mobile. L’ARCEP lors de l’attribution de licences 4G en France a imposé des débits maximaux au moins égaux à 60 Mbit/s, soit 7,5 Mo/s. Mais les débits théoriques du standard sont bien supérieurs, avec 100 Mb/s soit 12 Mo/s. Plus il y a de monde dans une cellule, plus la vitesse des transferts chute, car la bande passante est partagée entre tous les terminaux.
Cette rapidité des transferts, c’est l’argument massue de la 4G : malgré tous les inconvénients que l’on peut trouver, une fois goûté à la 4G, plus question de retourner à la 3G. Il ne s’agit pas seulement d’améliorations de vitesse, comme lors du passage de la 3G à la 3G+. Il s’agit plus d’appréhender différemment son mobile : on obtient dans son smartphone, dans le creux de sa main, des débits comparables à ceux d’une connexion ADSL. Les utilisations que l’on réservait jusqu’à présent à une utilisation sédentaire de l’informatique (au bureau, à la maison…), car elles nécessitaient une bande passante importante deviennent envisageables n’importe où, à tout moment. Lecture de vidéo en haute définition, streaming de musique en haute qualité, navigation ultra-rapide, etc., sont permises.
La 4G n’est pas une nouvelle technologie dont on n’a jamais entendu parler, qui apporterait des choses formidables et jusqu’ici, inconnues. Mais grâce à ses « gros tuyaux », elle permet de commencer à utiliser vraiment des applications qui jusque-là existaient, mais étaient impraticables en téléphonie mobile à cause de débits poussifs. Par exemple, on va pouvoir sortir de son placard la vidéoconférence / vidéo chat sur mobile, que les opérateurs mettaient en avant dans leurs pubs au moment du lancement de la 3G, et qui, faute de vitesse de transferts suffisante, s’est révélé être une vaste plaisanterie.
Le côté révolutionnaire de la 4G réside dans le fait que grâce à elle, la téléphonie mobile va changer de registre. Elle va passer d’une activité « bouche-trou » souvent limitée à une activité de production à part entière. L’activité mobile sur un réseau 3G est souvent vécue comme un complément d’une activité informatique principale et stationnaire. On peut accomplir de très nombreuses tâches avec son mobile ou sa tablette 3G (mails, navigation, réseaux sociaux, jeux…), mais à certains moments (les « temps morts » de la journée, par exemple, pendant les transports en commun, à la terrasse d’un restaurant avant de retourner au bureau, en fin de journée avant de s’endormir…) et en reléguant les occupations plus prenantes que l’on souhaiterait faire avec son mobile à plus tard, une fois que l’on sera devant un ordinateur.
Actuellement, si certaines de ces occupations ne sont pas effectuées avec un smartphone ou une tablette, c’est parfois pour des raisons d’ergonomie matérielle certes (manque d’un grand écran, d’un clavier, d’une carte graphique…), mais très souvent, le frein principal est l’impossibilité de pouvoir communiquer rapidement, d’échanger de gros fichiers ou d’effectuer des recherches avec efficacité et rapidité. C’est là que la 4G va avoir un impact majeur. Elle va permettre de multiplier les activités effectuées à partir de terminaux mobiles. Elle démultipliera l’utilisation des smartphones et tablettes en tant que choix réfléchi d’outil de production et de communication, et non pas simple «pis-aller»,ou activité complémentaire et imparfaite de l’ordinateur avec sa connexion ADSL, grâce à sa nouvelle indépendance acquise au moyen de transmission rapide des informations.
Une moindre latence sur le réseau
Latence : ce terme désigne le délai entre le moment où une information est envoyée et celui où sa réponse est reçue. Une latence importante, comme celle que l’on trouve sur les réseaux actuels, gène le fonctionnement des applications qui passent leur temps à attendre les réponses ou encombrent le réseau quand la réponse tarde trop et que l’application renvoie de nouvelles requêtes. Les jeux en ligne, bien sûr, nécessitent une latence courte, mais pas seulement. Le chat vidéo, certaines applications de réalité augmentée et bien d'autres demandent des temps de réponse plus réduits.
Un nombre augmenté de clients par cellule
La cellule d’un réseau de téléphonie mobile, c’est l’unité de base. Elle est fixe, définissant une aire géographique. Le territoire est couvert de milliers de ces cellules, il est « maillé ». Chaque cellule est composée d’une antenne radio et d’un équipement informatique gérant les communications. Lorsqu’un utilisateur en mouvement rentre dans une nouvelle cellule, son mobile va se raccorder automatiquement à cette nouvelle cellule pendant tout le temps où il est présent dans la zone couverte par les ondes-radio émises par l’antenne de la cellule.
La 4G optimise mieux l’utilisation des ressources radio, et permet à plus de personnes de se connecter sur une même cellule que la 3G. C’est définitivement un avantage pour les opérateurs, qui pourront économiser sur les frais de déploiement de ces cellules, et pourraient couvrir de larges zones plus rapidement. Par contre, la bande passante étant divisée par le nombre de personnes se servant de leur mobile dans une cellule 4G, les zones très fréquentées risquent d’avoir des vitesses de transferts plus faibles, sauf si les opérateurs y multiplient les cellules.
Une meilleure réception dans les bâtiments
Les fréquences radio que la 4G a récupéré à la télévision permettent une meilleure réception à l’intérieur des tours et des gratte-ciel aux murs de béton épais (« l’indoor profond »).
Et ses inconvénients…
Parmi les inconvénients de la 4G, l’autonomie de la batterie est le problème qui risque de gêner le plus les utilisateurs.
L'autonomie
C’est LE problème de la 4G ! La batterie d’un smartphone, d'une tablette ou d'un routeur 4G rend l’âme très, très rapidement. On gagne en vitesse de transfert des données, mais on s’attache un nouveau fil à la patte, qui immobilise : celui du câble du chargeur de batterie…
Bien sûr, les technologies évoluent vite et combleront ce défaut dès la fin de l'année : l'iPad Wi-Fi + 4G d'Apple présente une autonomie similaire à l'iPad Wi-Fi + 3G grâce à une nouvelle batterie (lire : Le secret de la batterie de l'iPad de troisième génération) ; les puces compatibles deviendront plus petites et moins gourmandes ; les composants logiciels de base des téléphones seront optimisés… Reste que pour le moment, la plupart des smartphones et tablettes dotés d'une puce 4G ne passent pas la journée sur une charge… voire la matinée.
La 4G brouille l'écoute
Certains blocs de fréquences de la 4G pourront malheureusement parasiter la télévision numérique. Lors de l’appel d’offres, les fréquences les plus éloignées de celle de la TNT étaient aussi les plus chères : « Nous avons obtenu le meilleur bloc au meilleur prix, et également celui le plus éloigné du spectre de la TNT et donc des possibilités de brouillage », a déclaré Delphine Ernotte, directrice exécutive Orange France. Bouygues Telecom a eu moins de chance et évalue que 20 % des foyers équipés d'un poste de télévision TNT sera plus ou moins affecté par son réseau, alors que le gouvernement ne l’estime qu’à 2 %.
Un gouvernement qui a d'ailleurs décidé que les opérateurs eux-mêmes devront résoudre les problèmes d’interférences entre les ondes radio de la 4G et celles de la TNT. Un numéro vert sera mis en place pour permettre aux foyers gênés par la 4G de faire des réclamations. La mise au point de solutions (filtre au niveau des prises antennes, modification de la direction vers laquelle l’antenne collective de l’immeuble est tournée, recours a une solution de TV par câble/xDSL/satellite…) pour permettre la réception de la TNT dans les foyers gênés sera financée par un « pot commun » auquel chaque opérateur 4G contribuera à hauteur de deux millions d’euros par an, et ce, pendant cinq ans.
Une mise en place longue
La couverture de toute la France prendra du temps : il est prévu que les opérateurs 4G couvrent 99 % de la population en 15 ans, et 90 % de la population de chaque département en moins de 12 ans. Certes, les réseaux 3G devraient continuer à fonctionner pendant plusieurs années, mais ils couvrent déjà mal les zones les plus rurales qui ne verront pas le bout d'une onde 4G avant des décennies.
Notre test grandeur nature
Pour se rendre compte de ce qu’apporte réellement la 4G, il est temps de passer à un test grandeur nature d’un réseau 4G. Celui-ci a été effectué il y a peu à Tokyo dans un quartier central et animé, Shibuya, sur le réseau LTE de NTT Docomo, Xi. Les tests ont été accomplis avec un routeur mobile L-09C du coréen LG, sur lequel un iPhone 4S était connecté en Wi-Fi.
Débit
La vitesse de transfert est tout simplement incroyable, rappelant clairement l'ADSL. Surfer devient un vrai plaisir : les pages s’affichent prestement, les vidéos se jouent rapidement… Les conditions 3G de notre test étaient loin d'être optimales : 75 Ko/s en voie descendante et 25 Ko/s en voie montante, avec un ping entre 140 et 200 ms. En conditions normales, on atteint en général un débit moyen de 200 Ko/s en voie descendante, 100 Ko/s en voie montante, et un ping sous les 100 ms.
Les choses sont toutes autres sur un réseau 4G : on passe alors à 1,22 Mo/s en téléchargement et 730 Ko/s en téléversement, avec un ping sous les 40 ms. En conditions réelles, le débit de la 4G est donc de cinq à vingt fois supérieur à ceux des meilleurs réseau 3G / 3G+ déployés.
Autonomie
Le routeur, un peu plus long et large que l'iPhone, est avant tout composé par une énorme batterie qui rappelle le principal défaut de la 4G. NTT Docomo annonce six heures d'autonomie pour ce routeur, il tient en pratique 3h30 à 4h. En regardant en streaming des vidéos H.264, on est plus proche des 2 h 30.
Le routeur est utilisable de deux manières : on peut le laisser allumé toute la journée, ce qui veut dire le recharger trois fois au moins, ou bien ne le laisser allumé qu’en mode 3G, moins gourmand, et passer manuellement en mode 4G lorsqu’on a besoin d’accéder à internet rapidement.
Quel avenir pour la 4G en France ?
Le déploiement de la 4G en France est encore un peu opaque, les opérateurs préférant ne pas communiquer trop tôt sur les dates et les détails de leurs futures offres malgré l'arrivée quotidienne de nouveaux matériels compatibles. Mais en partant des tests effectués récemment sur le réseau Xi japonais à l’heure actuelle, il peut paraître raisonnable d'espérer plusieurs choses.
Un premier déploiement à Noël
Les opérateurs commencent doucement à déployer leur réseau 4G : Ericsson, par exemple, installe les équipements des réseaux d'Orange et Bouygues. Le directeur général du premier opérateur français, Stéphane Richard, est clair : « début 2013, [Orange aura un réseau 4G] dans des endroits spécifiques comme de grandes villes ». SFR, qui a d'ores et déjà commencé à communiquer sur le sujet promet que la 4G arrivera « bientôt » : ce sera sans doute d'ici Noël 2012, là encore dans un nombre très restreint de grandes agglomérations.
Et un déploiement progressif
Si l’on se base sur ce qui s’est passé au Japon il y a plus d’un an, il est fort probable que les opérateurs français proposeront tout d’abord uniquement une offre DATA, destinée aux clients gros consommateurs de données et ayant les moyens de s’offrir un abonnement qui devrait être coûteux. Devraient donc tout d'abord apparaître des offres autour des clefs et routeurs 4G, qui permettront à un smartphone, une tablette ou un ordinateur de bénéficier des avantages offerts par cette norme.
La commercialisation de nouveaux matériels aidant, des offres voix + DATA 4G avec LTE Integral seront proposées par la suite. L’arrivée du mix données + voix sur IP que proposera le LTE Integral devrait aussi aider la 4G à se répandre dans le grand public, et on verra alors des offres plus abordables.
Des batteries anémiques
Les premiers matériels compatibles distribués en Europe ne devraient pas être différents de ceux qui sont commercialisés au Japon ou aux États-Unis, et risquent de provoquer des sueurs froides chez ceux qui se plaignent déjà de devoir recharger leurs appareils deux fois par jour. L'évolution rapide des technologies laisse cependant à penser que ce problème sera résolu avant même que la 4G ne couvre une portion significative du territoire.
Le passage à une gravure plus fine ouvrant la porte à des puces plus petites et moins gourmandes, la densification des cellules des batteries et l'optimisation des logiciels internes des appareils ne permettront pas de gagner en autonomie, mais devraient au moins permettre de ne plus en perdre. Dans un premier temps néanmoins, la 4G sera réservée aux plus courageux, ceux qui s'encombreront d'une batterie externe.
Le déploiement coûteux de la 4G risque d’avoir une série de conséquences indirectes. « Dommages collatéraux » du développement de la 4G, l’importance des investissements auxquels doivent faire face les opérateurs de téléphonie mobile fait que leur développement de la fibre optique devrait en pâtir. Il sera en effet difficile pour ces sociétés de mener ces deux chantiers de front, à pleine puissance. De plus, l’arrivée quelque peu remarquée de Free dans la mare aux canards de la téléphonie mobile, et les baisses de tarifs, et donc baisses de revenus pour les opérateurs, va amplifier la nécessité de devoir faire des choix pour ces opérateurs. Où les Français préfèrent-ils avoir des transferts rapides ? Sur leurs terminaux mobiles, via la 4G, ou chez eux, via la fibre optique ? De la réponse à cet arbitrage dépendra la vitesse de conquête de la 4G dans le grand public, et pas uniquement aux quelques « happy-few » de sociétés ayant les moyens de payer cher des abonnements 4G à leurs cadres…
Pour comprendre les enjeux et promesses de la 4G, plutôt que de se contenter de la seule lecture de rapports techniques sur la norme et des présentations des opérateurs, nous sommes allés sur le terrain tester un iPhone 4S sur un réseau 4G.
La France ne possède pas encore de réseaux 4G commerciaux, mais seulement de quelques installations de test. Direction donc vers l’Asie, et plus précisément le Japon qui, avec la Corée, fait partie des quelques pays proposant au grand public depuis plus d’un an des réseaux 4G. Les observations de ce test laissent présager de ce qu’on obtiendra bientôt en Europe et en Amérique du Nord également.
Qu’est-ce que c’est que la 4G ?
Sans entrer dans les détails, si les réseaux 4G sont plus rapides que les réseaux actuels (3G et 3G+), c’est parce que la modulation radio a été améliorée. C’est cette modulation qui permet de transmettre plus d’informations entre un mobile et l’antenne relais. La signalisation a elle aussi été améliorée, un terme qui désigne les informations techniques qu’échangent le mobile et le réseau en permanence, et qui concernent le réseau, le passage d’une cellule du réseau à l’autre, les tests de qualité… Jusqu’à présent, en 3G, on utilisait pour transmettre ces données de signalisation la même vitesse bas débit qu’en 2G. Avec la 4G, ces informations permettent maintenant au terminal d’adapter ce qu’il émet toutes les millisecondes. L’architecture globale du réseau a quant à elle été simplifiée pour y améliorer la vitesse de transmission des données et pour le rendre entièrement compatible avec des transmissions IP des données, y compris pour la voix avec le LTE Advanced.
La totalité des opérateurs de téléphonie mobile français s’est lancée dans l’aventure 4G. Or, celle-ci est particulièrement coûteuse en investissements, entre le coût des équipements et celui de l’acquisition de licences 4G. Ces fréquences 4G ont été divisées en deux appels d’offres en France. Les licences de la bande de 2,6 GHz (zones urbaines, densément peuplées) ont été acquises en septembre 2011 par les quatre opérateurs de téléphonie mobile pour un coût total de 936,1 millions d’euros. La bande des 800 MHz, issue du passage de la télévision de l’analogique au numérique, permet de couvrir des territoires beaucoup plus larges et cela, plus facilement. Les cellules étant plus larges, il y a moins d’antennes à installer et moins de permissions à négocier avec les habitants. Les enchères de décembre dernier de cette seconde partie des fréquences utilisées par la 4G ont explosé tous les records et le gouvernement a ramassé le jackpot : 3,6 milliards d’euros. Lors de cet appel d’offres, celui de Free n’a pas été retenu pour ces fréquences, car il était trop bas par rapport aux offres des autres opérateurs (Orange, SFR et Bouygues Telecom).
Devant ces sommes colossales que représentent les investissements pour constituer un réseau 4G, on peut s’interroger sur les raisons qui poussent tous les opérateurs à se lancer dans la 4G. Est-ce une obligation, une fatalité ? Le trafic DATA a supplanté le trafic voix sur les réseaux de téléphonie mobile comme l’a annoncé le PDG d’Ericsson, Hans Vestberg, lors du CTIA Wireless de 2010. Il est prévu que de 2009 à 2014, le trafic de téléphonie mobile double tous les ans. En terme de ressources, la voix continue à être la source principale de revenu, mais la tendance est lancée, et les revenus des données dépasseront tôt ou tard ceux de la voix. Le réseau 3G est en train de mourir de sa belle mort, engorgé par des utilisateurs qui utilisent de plus en plus leurs smartphones pour regarder des vidéos ou se connecter sur les réseaux sociaux, et bientôt leurs tablettes. Résultat : le trafic DATA explose et les réseaux s’engorgent !
Les normes réseau. Cliquez pour agrandir.
Il existe plusieurs normes de téléphonie mobile 4G. Les deux concurrents principaux sont le WiMax et le LTE (Long Term Evolution), créé initialement par NTT Docomo et devenu le « standard » de la 4G mondiale. Le WiMax est pour ainsi dire mort-né : il existe certes quelques opérateurs qui l’exploitent, mais ce nombre est très restreint. Cette technologie risque de disparaître rapidement, emportée par le rouleau compresseur LTE. Ces deux technologies sont ce qu’on appelle des réseaux « 3,9G ». Ils offrent des fonctions nettement supérieures à celles de la 3G, mais ne répondent pas complètement aux caractéristiques de la 4G.
La norme LTE n’est pas une et entière. Elle existe en plusieurs versions, comme le LTE Advanced — la « vraie 4G » —, qui reste compatible avec le LTE standard (3,9G) et n’offre pas de grandes différences techniques avec lui, si ce n’est de correspondre aux exigences réglementaires du label 4G. Concrètement, et c’est le plus important pour l’utilisateur lambda, ses transferts sont encore plus rapide (128 Mo/s théorique pour le LTE Adv. au lieu des 12,5 Mo/s du LTE). A terme, le LTE Advanced devrait être implémenté sur les réseaux de tous les opérateurs 4G. Ainsi, Pierre-Alain Allemand, directeur général réseaux de SFR a déclaré : « Nous misons plus sur le LTE Advanced qui permettra un vrai gain, mais nous ne tablons pas dessus avant 2015. »
L’intérêt pour les opérateurs de passer à la 4G est clair. Mais pour l’utilisateur moyen ? Qu’est-ce que la 4G va changer pour lui ?
Les avantages de la 4G
Une vitesse de transfert en forte hausse
La 4G, c’est le très haut débit mobile. L’ARCEP lors de l’attribution de licences 4G en France a imposé des débits maximaux au moins égaux à 60 Mbit/s, soit 7,5 Mo/s. Mais les débits théoriques du standard sont bien supérieurs, avec 100 Mb/s soit 12 Mo/s. Plus il y a de monde dans une cellule, plus la vitesse des transferts chute, car la bande passante est partagée entre tous les terminaux.
3G+ en violet, 4G LTE en rouge.
Cette rapidité des transferts, c’est l’argument massue de la 4G : malgré tous les inconvénients que l’on peut trouver, une fois goûté à la 4G, plus question de retourner à la 3G. Il ne s’agit pas seulement d’améliorations de vitesse, comme lors du passage de la 3G à la 3G+. Il s’agit plus d’appréhender différemment son mobile : on obtient dans son smartphone, dans le creux de sa main, des débits comparables à ceux d’une connexion ADSL. Les utilisations que l’on réservait jusqu’à présent à une utilisation sédentaire de l’informatique (au bureau, à la maison…), car elles nécessitaient une bande passante importante deviennent envisageables n’importe où, à tout moment. Lecture de vidéo en haute définition, streaming de musique en haute qualité, navigation ultra-rapide, etc., sont permises.
La 4G n’est pas une nouvelle technologie dont on n’a jamais entendu parler, qui apporterait des choses formidables et jusqu’ici, inconnues. Mais grâce à ses « gros tuyaux », elle permet de commencer à utiliser vraiment des applications qui jusque-là existaient, mais étaient impraticables en téléphonie mobile à cause de débits poussifs. Par exemple, on va pouvoir sortir de son placard la vidéoconférence / vidéo chat sur mobile, que les opérateurs mettaient en avant dans leurs pubs au moment du lancement de la 3G, et qui, faute de vitesse de transferts suffisante, s’est révélé être une vaste plaisanterie.
Le côté révolutionnaire de la 4G réside dans le fait que grâce à elle, la téléphonie mobile va changer de registre. Elle va passer d’une activité « bouche-trou » souvent limitée à une activité de production à part entière. L’activité mobile sur un réseau 3G est souvent vécue comme un complément d’une activité informatique principale et stationnaire. On peut accomplir de très nombreuses tâches avec son mobile ou sa tablette 3G (mails, navigation, réseaux sociaux, jeux…), mais à certains moments (les « temps morts » de la journée, par exemple, pendant les transports en commun, à la terrasse d’un restaurant avant de retourner au bureau, en fin de journée avant de s’endormir…) et en reléguant les occupations plus prenantes que l’on souhaiterait faire avec son mobile à plus tard, une fois que l’on sera devant un ordinateur.
Actuellement, si certaines de ces occupations ne sont pas effectuées avec un smartphone ou une tablette, c’est parfois pour des raisons d’ergonomie matérielle certes (manque d’un grand écran, d’un clavier, d’une carte graphique…), mais très souvent, le frein principal est l’impossibilité de pouvoir communiquer rapidement, d’échanger de gros fichiers ou d’effectuer des recherches avec efficacité et rapidité. C’est là que la 4G va avoir un impact majeur. Elle va permettre de multiplier les activités effectuées à partir de terminaux mobiles. Elle démultipliera l’utilisation des smartphones et tablettes en tant que choix réfléchi d’outil de production et de communication, et non pas simple «pis-aller»,ou activité complémentaire et imparfaite de l’ordinateur avec sa connexion ADSL, grâce à sa nouvelle indépendance acquise au moyen de transmission rapide des informations.
Une moindre latence sur le réseau
Latence : ce terme désigne le délai entre le moment où une information est envoyée et celui où sa réponse est reçue. Une latence importante, comme celle que l’on trouve sur les réseaux actuels, gène le fonctionnement des applications qui passent leur temps à attendre les réponses ou encombrent le réseau quand la réponse tarde trop et que l’application renvoie de nouvelles requêtes. Les jeux en ligne, bien sûr, nécessitent une latence courte, mais pas seulement. Le chat vidéo, certaines applications de réalité augmentée et bien d'autres demandent des temps de réponse plus réduits.
Un nombre augmenté de clients par cellule
La cellule d’un réseau de téléphonie mobile, c’est l’unité de base. Elle est fixe, définissant une aire géographique. Le territoire est couvert de milliers de ces cellules, il est « maillé ». Chaque cellule est composée d’une antenne radio et d’un équipement informatique gérant les communications. Lorsqu’un utilisateur en mouvement rentre dans une nouvelle cellule, son mobile va se raccorder automatiquement à cette nouvelle cellule pendant tout le temps où il est présent dans la zone couverte par les ondes-radio émises par l’antenne de la cellule.
La 4G optimise mieux l’utilisation des ressources radio, et permet à plus de personnes de se connecter sur une même cellule que la 3G. C’est définitivement un avantage pour les opérateurs, qui pourront économiser sur les frais de déploiement de ces cellules, et pourraient couvrir de larges zones plus rapidement. Par contre, la bande passante étant divisée par le nombre de personnes se servant de leur mobile dans une cellule 4G, les zones très fréquentées risquent d’avoir des vitesses de transferts plus faibles, sauf si les opérateurs y multiplient les cellules.
Une meilleure réception dans les bâtiments
Les fréquences radio que la 4G a récupéré à la télévision permettent une meilleure réception à l’intérieur des tours et des gratte-ciel aux murs de béton épais (« l’indoor profond »).
Et ses inconvénients…
Parmi les inconvénients de la 4G, l’autonomie de la batterie est le problème qui risque de gêner le plus les utilisateurs.
L'autonomie
C’est LE problème de la 4G ! La batterie d’un smartphone, d'une tablette ou d'un routeur 4G rend l’âme très, très rapidement. On gagne en vitesse de transfert des données, mais on s’attache un nouveau fil à la patte, qui immobilise : celui du câble du chargeur de batterie…
Bien sûr, les technologies évoluent vite et combleront ce défaut dès la fin de l'année : l'iPad Wi-Fi + 4G d'Apple présente une autonomie similaire à l'iPad Wi-Fi + 3G grâce à une nouvelle batterie (lire : Le secret de la batterie de l'iPad de troisième génération) ; les puces compatibles deviendront plus petites et moins gourmandes ; les composants logiciels de base des téléphones seront optimisés… Reste que pour le moment, la plupart des smartphones et tablettes dotés d'une puce 4G ne passent pas la journée sur une charge… voire la matinée.
La 4G brouille l'écoute
Certains blocs de fréquences de la 4G pourront malheureusement parasiter la télévision numérique. Lors de l’appel d’offres, les fréquences les plus éloignées de celle de la TNT étaient aussi les plus chères : « Nous avons obtenu le meilleur bloc au meilleur prix, et également celui le plus éloigné du spectre de la TNT et donc des possibilités de brouillage », a déclaré Delphine Ernotte, directrice exécutive Orange France. Bouygues Telecom a eu moins de chance et évalue que 20 % des foyers équipés d'un poste de télévision TNT sera plus ou moins affecté par son réseau, alors que le gouvernement ne l’estime qu’à 2 %.
Un gouvernement qui a d'ailleurs décidé que les opérateurs eux-mêmes devront résoudre les problèmes d’interférences entre les ondes radio de la 4G et celles de la TNT. Un numéro vert sera mis en place pour permettre aux foyers gênés par la 4G de faire des réclamations. La mise au point de solutions (filtre au niveau des prises antennes, modification de la direction vers laquelle l’antenne collective de l’immeuble est tournée, recours a une solution de TV par câble/xDSL/satellite…) pour permettre la réception de la TNT dans les foyers gênés sera financée par un « pot commun » auquel chaque opérateur 4G contribuera à hauteur de deux millions d’euros par an, et ce, pendant cinq ans.
Une mise en place longue
La couverture de toute la France prendra du temps : il est prévu que les opérateurs 4G couvrent 99 % de la population en 15 ans, et 90 % de la population de chaque département en moins de 12 ans. Certes, les réseaux 3G devraient continuer à fonctionner pendant plusieurs années, mais ils couvrent déjà mal les zones les plus rurales qui ne verront pas le bout d'une onde 4G avant des décennies.
Il a fallu huit ans à SFR pour couvrir 98 % de la population en 3G… un objectif atteint quelques semaines à peine après l'attribution des premières licences 4G !
Notre test grandeur nature
Pour se rendre compte de ce qu’apporte réellement la 4G, il est temps de passer à un test grandeur nature d’un réseau 4G. Celui-ci a été effectué il y a peu à Tokyo dans un quartier central et animé, Shibuya, sur le réseau LTE de NTT Docomo, Xi. Les tests ont été accomplis avec un routeur mobile L-09C du coréen LG, sur lequel un iPhone 4S était connecté en Wi-Fi.
Débit
La vitesse de transfert est tout simplement incroyable, rappelant clairement l'ADSL. Surfer devient un vrai plaisir : les pages s’affichent prestement, les vidéos se jouent rapidement… Les conditions 3G de notre test étaient loin d'être optimales : 75 Ko/s en voie descendante et 25 Ko/s en voie montante, avec un ping entre 140 et 200 ms. En conditions normales, on atteint en général un débit moyen de 200 Ko/s en voie descendante, 100 Ko/s en voie montante, et un ping sous les 100 ms.
3G en bas, 4G en haut.
Les choses sont toutes autres sur un réseau 4G : on passe alors à 1,22 Mo/s en téléchargement et 730 Ko/s en téléversement, avec un ping sous les 40 ms. En conditions réelles, le débit de la 4G est donc de cinq à vingt fois supérieur à ceux des meilleurs réseau 3G / 3G+ déployés.
Autonomie
Le routeur, un peu plus long et large que l'iPhone, est avant tout composé par une énorme batterie qui rappelle le principal défaut de la 4G. NTT Docomo annonce six heures d'autonomie pour ce routeur, il tient en pratique 3h30 à 4h. En regardant en streaming des vidéos H.264, on est plus proche des 2 h 30.
Le routeur utilisé
Le routeur est utilisable de deux manières : on peut le laisser allumé toute la journée, ce qui veut dire le recharger trois fois au moins, ou bien ne le laisser allumé qu’en mode 3G, moins gourmand, et passer manuellement en mode 4G lorsqu’on a besoin d’accéder à internet rapidement.
Quel avenir pour la 4G en France ?
Le déploiement de la 4G en France est encore un peu opaque, les opérateurs préférant ne pas communiquer trop tôt sur les dates et les détails de leurs futures offres malgré l'arrivée quotidienne de nouveaux matériels compatibles. Mais en partant des tests effectués récemment sur le réseau Xi japonais à l’heure actuelle, il peut paraître raisonnable d'espérer plusieurs choses.
Un premier déploiement à Noël
Les opérateurs commencent doucement à déployer leur réseau 4G : Ericsson, par exemple, installe les équipements des réseaux d'Orange et Bouygues. Le directeur général du premier opérateur français, Stéphane Richard, est clair : « début 2013, [Orange aura un réseau 4G] dans des endroits spécifiques comme de grandes villes ». SFR, qui a d'ores et déjà commencé à communiquer sur le sujet promet que la 4G arrivera « bientôt » : ce sera sans doute d'ici Noël 2012, là encore dans un nombre très restreint de grandes agglomérations.
Et un déploiement progressif
Si l’on se base sur ce qui s’est passé au Japon il y a plus d’un an, il est fort probable que les opérateurs français proposeront tout d’abord uniquement une offre DATA, destinée aux clients gros consommateurs de données et ayant les moyens de s’offrir un abonnement qui devrait être coûteux. Devraient donc tout d'abord apparaître des offres autour des clefs et routeurs 4G, qui permettront à un smartphone, une tablette ou un ordinateur de bénéficier des avantages offerts par cette norme.
SFR communique déjà sur la 4G… qui ne sera une réalité pour une part significative du territoire que dans de longues années.
La commercialisation de nouveaux matériels aidant, des offres voix + DATA 4G avec LTE Integral seront proposées par la suite. L’arrivée du mix données + voix sur IP que proposera le LTE Integral devrait aussi aider la 4G à se répandre dans le grand public, et on verra alors des offres plus abordables.
Des batteries anémiques
Les premiers matériels compatibles distribués en Europe ne devraient pas être différents de ceux qui sont commercialisés au Japon ou aux États-Unis, et risquent de provoquer des sueurs froides chez ceux qui se plaignent déjà de devoir recharger leurs appareils deux fois par jour. L'évolution rapide des technologies laisse cependant à penser que ce problème sera résolu avant même que la 4G ne couvre une portion significative du territoire.
Le passage à une gravure plus fine ouvrant la porte à des puces plus petites et moins gourmandes, la densification des cellules des batteries et l'optimisation des logiciels internes des appareils ne permettront pas de gagner en autonomie, mais devraient au moins permettre de ne plus en perdre. Dans un premier temps néanmoins, la 4G sera réservée aux plus courageux, ceux qui s'encombreront d'une batterie externe.
Le déploiement coûteux de la 4G risque d’avoir une série de conséquences indirectes. « Dommages collatéraux » du développement de la 4G, l’importance des investissements auxquels doivent faire face les opérateurs de téléphonie mobile fait que leur développement de la fibre optique devrait en pâtir. Il sera en effet difficile pour ces sociétés de mener ces deux chantiers de front, à pleine puissance. De plus, l’arrivée quelque peu remarquée de Free dans la mare aux canards de la téléphonie mobile, et les baisses de tarifs, et donc baisses de revenus pour les opérateurs, va amplifier la nécessité de devoir faire des choix pour ces opérateurs. Où les Français préfèrent-ils avoir des transferts rapides ? Sur leurs terminaux mobiles, via la 4G, ou chez eux, via la fibre optique ? De la réponse à cet arbitrage dépendra la vitesse de conquête de la 4G dans le grand public, et pas uniquement aux quelques « happy-few » de sociétés ayant les moyens de payer cher des abonnements 4G à leurs cadres…
