Téléphone mobile - Partie 3
Téléphone classique
Le terme « téléphone classique » est souvent utilisé de manière rétrospective pour désigner les téléphones mobiles aux fonctionnalités limitées par rapport aux smartphones modernes. Ces téléphones offrent généralement les fonctions d'appel et de messagerie texte, ainsi que des fonctionnalités multimédias et Internet de base, et d'autres services proposés par l'opérateur mobile. Un téléphone classique possède des fonctions supplémentaires par rapport à un téléphone mobile basique, qui ne permet que les appels et les SMS. Les téléphones classiques et les téléphones mobiles basiques utilisent généralement un logiciel et une interface utilisateur propriétaires et personnalisés. À l'inverse, les smartphones utilisent généralement un système d'exploitation mobile qui partage souvent des caractéristiques communes entre les appareils.
Infrastructure
L'avantage majeur des réseaux cellulaires modernes par rapport aux systèmes précédents réside dans le concept de réutilisation des fréquences, permettant de nombreuses conversations téléphoniques simultanées dans une zone de couverture donnée. Ceci permet une utilisation efficace du spectre radioélectrique limité alloué aux services mobiles et permet à des milliers d'abonnés de converser simultanément dans une zone géographique donnée.
Les anciens systèmes couvraient une zone de service avec une ou deux stations de base puissantes, d'une portée de plusieurs dizaines de kilomètres, utilisant seulement quelques fréquences radio. Une fois ces fréquences occupées, aucun nouvel abonné ne pouvait être pris en charge tant qu'un canal n'était pas libéré. Attribuer un canal unique à chaque client serait irréalisable, faute de bande passante suffisante. De plus, des limitations techniques, comme le rendement des antennes et la conception des récepteurs, restreignent la gamme de fréquences utilisables par un terminal.
Un réseau cellulaire de téléphonie mobile tire son nom de la division de la zone de service en de nombreuses petites cellules, chacune dotée d'une station de base dont la portée utile est, par exemple, de l'ordre du kilomètre. Ces systèmes disposent de dizaines, voire de centaines, de canaux. Lorsqu'un abonné utilise un canal pour téléphoner, cette fréquence est indisponible pour les autres abonnés de la cellule et des cellules adjacentes. Cependant, les cellules plus éloignées peuvent réutiliser ce canal sans interférence, car le terminal de l'abonné est trop éloigné pour être détecté. La puissance d'émission de chaque station de base est coordonnée pour assurer une couverture optimale de sa propre cellule, sans interférer avec les cellules plus éloignées.
L'automatisation intégrée au téléphone mobile du client et aux stations de base gère toutes les phases de l'appel : détection de la présence du téléphone dans la zone de couverture, attribution temporaire d'un canal, connexion avec le réseau fixe pour joindre d'autres abonnés et collecte des informations de facturation. Ces systèmes automatisés gèrent le transfert d'appel entre les cellules afin d'assurer la continuité des communications, en changeant de canal si nécessaire. À l'inverse, avec les premiers systèmes de téléphonie mobile, tout était manuel : le client recherchait un canal libre et s'adressait à un opérateur pour passer un appel vers un numéro fixe ou un autre mobile. À la fin de l'appel, l'opérateur enregistrait manuellement les informations de facturation.
Les téléphones mobiles communiquent avec des antennes-relais déployées pour couvrir une zone de service téléphonique, divisée en cellules. Chaque cellule utilise un ensemble de fréquences différent de celui des cellules voisines et est généralement couverte par trois antennes-relais placées à différents endroits. Ces antennes sont généralement interconnectées entre elles, ainsi qu'au réseau téléphonique et à Internet, par des liaisons câblées. En raison des limitations de bande passante, chaque cellule peut gérer un nombre maximal de téléphones portables simultanément. La taille des cellules est donc déterminée en fonction de la densité d'utilisation prévue et peut être beaucoup plus petite en ville. Dans ce cas, la puissance d'émission est considérablement réduite afin d'éviter les émissions hors de la cellule.
Pour gérer les pics de trafic, plusieurs antennes-relais peuvent être installées dans une même zone (utilisant des fréquences différentes). Cette configuration peut être permanente ou temporaire, par exemple lors d'événements spéciaux ou en cas de catastrophe. Les opérateurs de téléphonie mobile déploient alors un camion équipé pour absorber ces pics de trafic.
La capacité a été encore accrue avec la mise en place des réseaux numériques. Grâce au numérique, une seule fréquence peut gérer plusieurs appels simultanés.
De plus, les smartphones utilisent fréquemment l'infrastructure Wi-Fi à courte portée, car elle décharge le trafic des réseaux cellulaires vers les réseaux locaux.
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