Fonctionnement des réseaux mobiles

Les téléphones mobiles ont changé nos vies à jamais. Aujourd'hui, la même révolution se produit avec les appareils de l'internet des objets. Mais comment fonctionne un réseau mobile ? Comment transforme-t-il les ondes en données ? Ce guide d'apprentissage vous donnera une vue d'ensemble rapide.

Objectifs d'apprentissage

Après avoir lu cet article, vous comprendrez :

• Trajet de données mobiles

• Comment les appareils traitent les données

• Fonctionnement des antennes relais

• Fonctionnement des centres de données

• Différentes générations de réseaux mobiles

Introduction

Les réseaux mobiles sont une technologie vraiment formidable qui nous permet d'avoir accès à l'internet presque partout, même dans les zones reculées. Au lieu d'avoir un câble branché sur votre appareil, vous pouvez tout faire sans fil à l'aide d'ondes radio. Cela a définitivement changé nos vies, pour le meilleur. Cependant, lorsque nous utilisons les réseaux mobiles dans notre vie quotidienne, nous devons faire preuve de prudence.

Nous ne pensons pas à la technologie qui se cache derrière, nous activons simplement nos données mobiles et nous naviguons. Pour comprendre la beauté des réseaux mobiles, nous devons nous y plonger plus profondément pour voir comment ils fonctionnent.

Le parcours de vos données mobiles

Le cheminement de vos données mobiles est très simple. L'appareil établit une connexion avec la tour cellulaire la plus proche au moyen d'ondes radio et commence à envoyer des données. La tour cellulaire reçoit ces données et les envoie au centre de données à l'aide de câbles souterrains.

Le centre de données transfère ensuite ces données au service que vous essayez d'atteindre et attend la réponse. Lorsqu'il reçoit une réponse du service (par exemple un site web), il renvoie les données à la tour cellulaire via ces mêmes câbles souterrains et la tour transmet ces données à l'utilisateur au moyen d'ondes radio.

Comment votre appareil traite les données

First, your device establishes a connection with one of the available cellular towers by emitting radio waves. To emit these radio waves, it needs to have a transmitter and antenna. The transmitter turns the data into radio waves that get transmitted through the antenna towards the nearest tower.

To receive data from cellular towers, the device has to have a receiver. Instead of sending data by creating radio waves, the receiver catches them coming from the cellular tower. Most of the time, the receiver and transmitter are combined into one device - a transceiver.

If you stay in the same place, your device and that cellular tower will keep communicating with each other. Tower will notify the device that it sees it and can clearly communicate with it and the device acknowledges that it should communicate with that tower instead of constantly looking for another one.

Once the tower notices it gets harder and harder to reach the device, it notifies the device that it should try looking for a new tower, so the device sends radio waves all around to see if any towers can respond. This process is really quick and usually seamless. That's why you do not even notice that you have switched to another tower.

Fonctionnement des tours de téléphonie cellulaire

Si vous avez déjà vu une tour de téléphonie cellulaire, vous avez probablement remarqué qu'elle est équipée de tous ces appareils différents. La tour peut avoir les mêmes antennes ou des antennes différentes, selon les générations de réseaux qu'elle prend en charge.

Ces antennes reçoivent des ondes radio provenant de différents appareils sur différentes bandes, en fonction de la génération de réseau utilisée. Les tours sont généralement reliées à un centre de données par des câbles souterrains. Cela leur permet d'envoyer et de recevoir des données vers et depuis le centre de données. Connecter chaque tour à un câble peut s'avérer difficile, en particulier dans les zones rurales. C'est pourquoi certaines tours sont équipées de grandes antennes qui utilisent des micro-ondes au lieu d'ondes radio.

Ces antennes sont dirigées vers une autre tour reliée à un câble. Lorsque ces tours reçoivent un signal d'un appareil, elles transmettent les données par micro-ondes à une autre tour qui peut alors envoyer vos données par câble au centre de données.

Fonctionnement des centres de données

Lorsque vous envoyez des données, que ce soit à partir de l'internet de votre domicile ou à distance en utilisant un réseau mobile, elles sont transmises au centre de données de votre fournisseur d'accès à l'internet (FAI). Le centre de données doit ensuite acheminer ces données jusqu'à votre destination. Si vous êtes en Europe et que vous souhaitez accéder à un service hébergé aux États-Unis, vos données doivent passer du centre de données de votre FAI à un autre FAI plus important, tel que Vodafone, qui dispose d'un câble sous-marin entre l'Europe et les États-Unis. Pour savoir combien il y a de câbles sous-marins, vous pouvez consulter le site suivant cette site web.

Les petits FAI doivent payer pour avoir le droit de se connecter à des FAI plus importants afin d'utiliser leur infrastructure pour envoyer et recevoir des données. En général, ces grandes entreprises disposent d'un réseau national et de connexions par câbles sous-marins et souterrains qui leur permettent de partager des données avec d'autres pays. Elles font payer en conséquence les petits fournisseurs de services Internet pour ces privilèges.

Ainsi, chaque fois que vous envoyez des données, en fonction de la destination, celles-ci peuvent parcourir des centaines, voire des milliers de kilomètres via des câbles souterrains et sous-marins pour arriver à destination. Ce qui est fascinant, c'est que cela ne prend qu'une fraction de seconde.

Quelle est la différence entre les générations du réseau ?

1G - Il permettait pour la première fois d'effectuer des appels à distance. Cependant, en raison de sa technologie, la qualité de la voix était médiocre et la vitesse atteignait un maximum de 2,4 Kbps.

2G - La deuxième génération de réseaux mobiles a introduit les SMS et la navigation sur l'internet à des vitesses allant jusqu'à 50 Kbps.

3G - GPS, vidéos, appels vocaux. La troisième génération s'est concentrée sur l'amélioration des débits de données et a offert une vitesse de 3 Mbps. Cela a permis d'utiliser le GPS, de regarder des vidéos en ligne et de passer des appels téléphoniques de bonne qualité. D'une certaine manière, la troisième génération a permis aux smartphones d'être intelligents.

4G - La quatrième génération a augmenté les vitesses de transfert de données jusqu'à 100 Mbps. Cela a permis de visionner des contenus en haute résolution, tels que des films, et de passer des appels vidéo en temps réel de haute qualité.

5G - La cinquième génération est la dernière génération qui offre des vitesses supérieures à 10 Gbps et une latence très faible. Ces vitesses et cette faible latence ouvrent la voie à de nouvelles technologies telles que la conduite autonome, les villes intelligentes et bien d'autres encore.