Comment ça marche ?
Le spectre électromagnétique classe l'ensemble des ondes électromagnétiques par fréquence, longueur d'onde ou énergie. On le divise en plusieurs grandes catégories, qui présentent chacune leurs spécificités.
Les rayonnements électromagnétiques sont un phénomène physique qui se propage à une vitesse proche de la vitesse de la lumière. Ils transportent de l’énergie mais peuvent aussi transporter de l’information : ils sont donc utilisés dans le domaine des télécommunications.
On peut les représenter par des ondes. Les ondes électromagnétiques se différencient par leur fréquence (nombre d’oscillations par seconde), exprimée en Hz. La lumière est l’onde électromagnétique la plus connue, mais il existe aussi des fréquences non visibles, utilisées par exemple par les téléphones mobiles.
Par abus de langage, on identifie parfois le rayonnement (le phénomène), l’onde (sa description) et la fréquence (une de ses caractéristiques).
Ainsi, les fréquences sont devenues indispensable aux fonctionnements des communications électroniques et notamment des téléphones portables. De manière schématique, le microphone du téléphone portable transforme l’onde acoustique en un signal électrique analogique, qui est lui-même converti en signal numérique. Ce signal est alors émis sous forme d’une onde électromagnétique par l’antenne du téléphone portable, la fréquence de l’onde portant l’information est de l’ordre du milliard de Hertz (1GHz). L’antenne la plus proche de l’opérateur mobile détecte alors le signal et l’achemine à travers le réseau au correspondant distant.
Propagation et transmission
Chaque grande classe de bande de fréquences a un mode de propagation privilégié pour des raisons physiques et se prête ainsi à des types particuliers de services. Plus la fréquence est élevée, plus elle s’atténue "rapidement" avec la distance, et moins elle pénètre facilement dans les bâtiments. En conséquence, toutes les bandes de fréquences n’ont pas la même "valeur intrinsèque" pour un service donné.
Ainsi, pour les communications électroniques, les fréquences " en or " sont situées au voisinage de la bande UHF (300 MHz-3 GHz). Ce sont elles qui offrent les meilleures conditions technico-économiques de déploiement de grands réseaux qui tendent vers des couvertures nationales. Des différences notables existent toutefois à l’intérieur de cette bande. Ainsi, l’atténuation du signal est plus importante à 1800 MHz qu’à 900 MHz. Pour couvrir une zone donnée, il faudra donc plus d’équipements avec la technologie 1800 qu’avec la 900. Le coût de déploiement peut être, en conséquence, significativement différent suivant les bandes de fréquences.
Canaux et largeur de bande
Les attributions de fréquences radioélectriques pour les applications de communications électroniques ne portent pas sur des fréquences pures mais sur des canaux constitués de portions de spectre dont la largeur de bande dépend de l’utilisation qui va en être faite. Plus le canal est large, plus le débit est important et plus on peut transporter d’information.
L’estimation du besoin en fréquences dépend ainsi d’un nombre important de paramètres. Les besoins sont d’abord fonction du type de service offert (voix, vidéo, données), du degré de mobilité (fixe, nomade, mobile). Ils sont également déterminés par des paramètres techniques (technologie privilégiée et largeur de canal, capacité de la technologie déterminée par les caractéristiques d’interface radio comme l’accès multiple, le codage de source, etc). Enfin, les besoins sont fonction de paramètres géographiques (niveaux de couverture, zones rurales/zones urbaines).