GSM, 2G

Le GSM (Global System for Mobile) correspond à la norme actuelle des téléphones mobiles créée début 1990.
Le territoire est divisé en cellules de quelques centaines de mètres, chacune desservie par un émetteur à faible portée, la station. La technologie de transmission est TDMA.
A l'origine, le GSM utilisait uniquement la bande de fréquence de 900 MHz. Elle a été étendue à celle de 1800 MHz et à la norme d'origine britannique DCS 1800 (Digital Cellular System).
Le GSM, concurrent du CDMA, est employé en Europe, Amérique latine, Moyen-Orient et Chine, par 1,2 milliard d'utilisateurs.
La famille GSM inclut le GPRS (General Packet Radio Services), EDGE (Enhanced Data for GSM Evolution) et le 3GSM.
On parle aussi de 2G (téléphonie mobile de 2e Génération), qui correspond au passage pour la téléphonie mobile de la transmission analogique (les gros téléphones embarqués dans les voitures) à la transmission numérique (et à l'apparition des téléphones portables).
Plus de 70% de la population française est maintenant équipée d’un téléphone portable.

CDMA

C'est le standard de téléphonie cellulaire utilisant la technologie CDMA qui est déployée aux Etats-Unis et en Asie.
Le standard CDMA est donc concurrent du GSM.
L'évolution 3G est le CDMA2000, dont l'organisateur est le 3GPP2, frère du 3GPP.

WAP

Dès lors qu'il existe un réseau de transport d'informations numériques public fiable et sans trous, on pense à ajouter au transport de la voix, le transport des données :

• d'abord sous forme de pages Internet simplifiées vers des terminaux téléphoniques performants : le WAP.
• en transfert IP vers les ordinateurs ou les PDA.

Le WAP (Wireless Application Protocol) est un protocole défini pour afficher des pages sur un téléphone portable.
Le WAP possède 5 couches protocolaires d'une manière semblable à l'OSI.

 
La couche applicative comprend :

• WML (Wireless Markup Language) langage de description de page issu de la famille XML, similaire à HTML.
• WMLScript: un langage de script, similaire à JavaScript..

La norme GSM est suffisante pour acheminer la voix dans d'excellentes conditions de qualité. Elle est cependant trop lente pour acheminer des pages Web dans de bonnes conditions. Le GPRS a été mis en place pour permettre l'utilisation du WAP.

i-mode

i-mode n'est pas un protocole de communication mais seulement une technologie de transfert de contenus, concurrente du WAP. Il permet la transmission et la consultation de contenus multimédia, ainsi que l'accès à internet.
Utilisant notamment HTML et non XML, i-mode est plus simple et plus léger que le WAP. Il est aussi moins évolutif et moins puissant.
Créé par NTT DoCoMo, i-mode a été adopté par Bouygues Telecom. Toutefois ses terminaux i-mode seront équipés de navigateurs bimode, compatibles à la fois avec l'i-mode et le Wap.

GPRS, 2,5G

Le GPRS (General Packet Radio Service) est une version améliorée de la norme GSM. La voix est acheminée de manière identique au GSM classique, mais les données sont transférées par paquets, 3 fois plus vite. Le point fort du GPRS est la compatibilité globale avec l'ancien réseau GSM.
L'arrivée de l'UMTS se faisant décidément attendre, le GPRS est vu comme une étape transitoire et a été baptisé 2,5G.

EDGE, 2,75G

EDGE (Enhanced Data rate for GSM Evolution) est aussi une version améliorée de GSM. C'est une autre étape économique vers des débits plus élevés (c'est pourquoi on le surnomme 2,75G).
Son débit théorique est de 250 kBps. Il est normalisé par l'ETSI.
Son débit réel important en upload (de l'utilisateur vers Internet), supérieur à l'UMTS-R99, le rend intéressant pour les transferts de données. En download, par contre, EDGE ne soutient pas la comparaison avec UMTS-R99 et encore moins avec HSPDA, plus efficaces pour les futures diffusions de contenu.
 

 
France Telecom propose depuis début 2005 un service EDGE aux entreprises.
Bouygues Télécom prévoit de le lancer en mai pour les entreprises et fin 2005 pour les particuliers. N'ayant pas encore atteint les limites de capacité de son infrastructure il peut donc y ajouter le trafic EDGE sans gros investissements. Il prévoit ensuite de passer directement à l'UMTS-HSPDA.
SFR a indiqué ne rien prévoir sur EDGE.
Une version enhanced Edge, GERAN (GSM/Edge Radio Access Network) est en préparation au sein du 3GPP.

UMTS, 3G

Avec 2 ans de retard sur le tableau prévisionnel, la 3G, téléphonie de 3e génération, est enfin disponible.
La 3G doit apporter des débits beaucoup plus importants, désormais souhaitables pour :

• la consultation de pages web sur les terminaux téléphoniques portables,
• la visiophonie,
• le transfert de données vers les ordinateurs et PDA.

En Europe, le 3GPP (3d Generation Partnership Project) a choisi la norme UMTS W-CDMA qui utilise des fréquences entre 1900 et 2200 MHz et autorise des vitesses supérieures à 1 Mbit/s (elles devraient être plafonnées à 128 kbps en émission et 384 kbps en réception.
Malheureusement plusieurs détails ont freiné et freinent encore le développement de l'UMTS :

• l'obligation d'achat d'une licence auprès de l'Etat pour chaque opérateur (plusieurs milliards d’euros),
• le coût d'installation très élevé de la nouvelle infrastructure (alors que GPRS et EDGE ne nécessitent que l'adaptation des infrastructures existantes),
• le décollage lent du parc de terminaux compatibles UMTS (lié, il est vrai, à la faiblesse de l'offre).

La version actuelle est UMTS-R99 (Release 99). L'UMTS HSPDA devrait lui succéder.

TDMA, CDMA, W-CDMA, TD-SCDMA

Plusieurs technologies de codage et de multiplexage ont été mises au point pour assurer les liaisons vers les mobiles. Leurs caractéristiques spécifiques (coûts, fiabilité, pénétration...) ont orienté les choix des uns et des autres.

• TDMA (Time Division Multiple Access) - en français AMRT (Accès Multiple à Répartition dans le Temps). C'est la technologie utilisée en Europe pour le GSM.
  Chaque canal radio est découpé en 8 tranches de temps de 0,57 ms.
  Les fréquences utilisées sont 900 et 1800 MHz. La parole est comprimée sur une bande de 22,8 Khz qui inclut un codage permettant la correction d'erreurs.
  Pour éviter les écoutes frauduleuses des communications, les moyens suivants sont utilisés :
  - authentification de l'abonné
  - utilisation d'une identité temporaire (TMSI = Temporary Mobile Station Identity)
  - cryptage des communications.
• CDMA (Code Division Multiple Access)
  C'est une technologie de multiplexage des transmissions par codage d'informations numérisées dite à étalement de spectre. Elle est utilisée aux Etats-Unis et en Asie dans le standard du même nom..
• W-CDMA (Wide Code Division Multiple Access - Multiplexage par code large bande) c'est une variante de CDMA utilisée pour la téléphonie mobile de troisième génération. La norme 3G Européenne UMTS est basée sur cette technologie.
• TD-SCDMA (Time Division Synchronous CDMA). C'est la technologie développée par les Chinois. Plus récente que CDMA et W-CDMA, elle possède un intérêt en performance et est poussée par le gouvernement chinois sur son immense marché.

4G ou 3G II ?

La première version de l'UMTS est dite R99. Si l'UMTS ne connaît pas un essor foudroyant, c'est qu'il impose des investissements énormes pour des débits finalement pas si éloignés de GPRS et EDGE.
Alors on rêve déjà à l'évolution suivante qui pourrait être HSDPA.
Le HSDPA (High Speed Downlink Package Access) garantit les 2 Mbps de débit réel initialement prévu avec l’UMTS.
Le HSPDA pourrait apparaître dès 2005 au Japon et dès 2006 en Europe.