Qu'est-ce que la 4G LTE et quelle est son importance ?

Vous êtes-vous déjà demandé quelle était la raison du remplacement de chaque génération de téléphones cellulaires, aussi révolutionnaire qu'elle ait pu paraître au départ ? C'est la demande sans cesse croissante des utilisateurs pour plus de vitesse et de capacité que le réseau cellulaire de l'époque ne pouvait plus satisfaire. Fournir une vitesse élevée, une grande capacité et moins de retard a toujours été la priorité absolue de chaque opérateur de réseau depuis l'introduction des réseaux 1G. Aujourd'hui, le monde fait l'expérience des vitesses de données et des services à large bande étonnants des réseaux 4G LTE, que personne ne pouvait imaginer il y a vingt ans. Le réseau cellulaire 4G LTE a ouvert la voie à certaines des technologies les plus importantes de l'ère moderne. 5G et au-delà des réseaux, y compris la technologie MIMO, le LPWAN et l'IdO.

Dans cet article, vous apprendrez tout sur la 4G LTE, ses caractéristiques, ses applications et les progrès technologiques qu'elle a apportés. Commençons donc :

Qu'est-ce que la 4G LTE ?

Le réseau 4G a été lancé par l'Union internationale des télécommunications (UIT) en 2008 dans le but d'atteindre des débits de données plus élevés et des capacités à large bande par rapport au réseau 3G. Le LTE, également connu sous le nom d'évolution à long terme, est la technologie clé de la 4G qui applique des schémas de codage, des protocoles et des techniques radio uniques pour atteindre une efficacité spectrale et un débit de réseau élevés. Le LTE a été développé par le projet de partenariat de troisième génération (3GPP) pour fournir un accès sans fil à haut débit dans le monde entier, faisant ainsi du réseau 4G LTE un succès mondial avec 6,6 milliards d'abonnements (selon le rapport de janvier 2022 de la Global mobile Suppliers' Association).

1. Caractéristiques de la 4G LTE

Le réseau 4G LTE offre les caractéristiques suivantes à ses clients :

• Débit de données élevé : La 4G LTE offre un débit de données plus élevé que les générations précédentes, avec une vitesse maximale de 100 Mbps en théorie et de 15 Mbps en pratique.
• Largeur de bande plus élevée : La 4G LTE vous permet d'accéder rapidement aux applications réseau, de jouer à des jeux en ligne et de profiter de services en temps réel partout et à tout moment. La bande passante supérieure de la 4G LTE est obtenue grâce à la fonction d'agrégation des opérateurs qui ajoute jusqu'à 100MHz de bande passante à travers 5 opérateurs composants avec 20MHz chacun.
• Temps de latence réduit : La 4G LTE offre une très faible latence, ce qui vous permet d'exécuter des applications sensibles au temps sans décalage ni gigue.
• Architecture basée sur IP : L'architecture du réseau 4G LTE est basée sur le protocole internet (IP), ce qui vous permet d'accéder aux services IP via l'internet. Elle offre une forte connectivité internet sans fil en fonction de l'endroit où vous vous trouvez.
• VoLTE : VoLTE signifie Voice-over LTE (voix sur LTE). Cette fonction vous permet de profiter de services vocaux et vidéo de haute qualité sur la 4G LTE.
• Vitesse de téléchargement et d'envoi élevée : Avec la 4G LTE, vous pouvez bénéficier de vitesses de téléchargement plus élevées. En 2021, la vitesse moyenne de téléchargement de la LTE était de 17 Mbps et la vitesse de chargement de 12 Mbps.

2. Technologies 4G

Le 4G LTE est équipé de trois technologies de pointe, présentées ci-dessous :

• OFDMA : OFDMA signifie Orthogonal Frequency Division Multiple Access (accès multiple par répartition orthogonale de la fréquence). Il s'agit d'une technique d'accès multiple employée dans les réseaux LTE pour les transmissions en liaison descendante. Dans cette technique, une bande de fréquence entière est divisée en plusieurs sous-porteuses orthogonales, avec des débits de pointe élevés, pour transporter des données. L'OFDMA permet à la 4G LTE de bénéficier d'une grande flexibilité du spectre, d'une résistance à l'évanouissement des canaux, d'une égalisation aisée et d'une grande efficacité spectrale.
• MIMO : MIMO, alias entrées multiples-sorties multiplesLa technologie MIMO utilise des antennes multiples pour améliorer les performances de transmission du signal et l'efficacité spectrale du réseau 4G LTE. Dans la technologie MIMO, l'émetteur et le récepteur disposent tous deux de plusieurs antennes qui utilisent la propagation du signal par trajets multiples, présente dans tous les systèmes de communication sans fil, afin d'améliorer le débit de données et le rapport signal/bruit.
• SC-FDMA : SC-FDMA, alias Single Carrier FDMA, est une technique d'accès multiple employée dans un système 4G LTE pour les transmissions en liaison montante. Le SC-FDMA est une technique de réseau 4G très utile qui prend en charge diverses caractéristiques, notamment un débit de données élevé, des amplificateurs de puissance peu coûteux, une grande robustesse face aux spectres nuls et une faible valeur PAPR. Elle permet à plusieurs utilisateurs de partager simultanément les ressources de communication.

3. Applications du 4G LTE (IoT et autres)

Les applications du 4G LTE sont les suivantes :

• Connectivité IoT : Le 4G LTE soutient considérablement le développement et les applications des technologies et des normes IdO, notamment LPWAN (Lower Power Wide Area Network), RFID (Radio Frequency Identification), SigFoxet NFC (Near Field Communication). La 4G LTE assure une connectivité à haut débit entre les appareils IoT afin de gérer et de faire évoluer les données et de fournir des performances robustes et à faible latence. Le LPWAN est considéré comme faisant partie de l'IoT de machine à machine (M2M) qui est desservie par la communication de type LTE-Machine (LTE-M) et la communication de type LTE-M (LTE-M). Bande étroite pour l'IdO (NB-IoT) pour permettre aux appareils WAN à faible consommation de communifier et d'exécuter des opérations M2M. Le LTE-M prend en charge un débit de données d'environ 1 Mbps, tandis que le NB-IoT prend en charge jusqu'à 26 Kbps sur la liaison descendante.
• Surveillance: L'une des applications les plus importantes de la 4G LTE est la vidéosurveillance, qui permet de surveiller attentivement des zones sensibles telles que les aéroports, les stades, les lieux publics, les centres commerciaux, les salles de concert et les plateformes de transport. Dans ces scénarios, plusieurs caméras sont installées et transmettent des images et des vidéos en direct à la salle de contrôle via l'internet, ce qui nécessite une capacité de données élevée, fournie par la 4G LTE. La connectivité 4G LTE joue un rôle encore plus crucial en fournissant une connectivité aux caméras mobiles telles que celles installées sur les drones, les caméras corporelles portables et les véhicules de police.
• Véhicules guidés automatisés : Le haut débit 4G LTE fournit une vitesse de données sans retard aux véhicules guidés automatisés (AGV), ce qui leur permet de transmettre leur position avec précision et rapidité. Nécessitant une connectivité IoT, les robots peuvent transmettre des données au nuage où elles sont analysées et où la coordination entre les robots et les AGV est traitée.

4G vs 5G

La 4G LTE fonctionne efficacement dans la plupart des pays du monde. Aujourd'hui, les fournisseurs de services ont commencé à déployer la 5G dans les pays développés, notamment aux États-Unis, en Chine, au Japon et en Europe. Bien que la 4G LTE ait remarquablement servi les utilisateurs grâce à sa grande capacité de données et à ses capacités à large bande, les utilisateurs réclament toujours la prochaine génération cellulaire avec une vitesse ultra-rapide, des techniques avancées et des performances améliorées. La 5G est capable de fournir une vitesse jusqu'à 100 fois supérieure à celle de la 4G LTE, soit environ 10GBps. La 5G utilise des fréquences que la 4G, allant de moins de 6GHz à 54GHz. En outre, son temps de latence sera beaucoup plus faible que celui de la 4G, puisqu'il devrait être d'environ 10 ms.

Antennes pour 4G LTE

routeur 4G et Antenne 4G sont des composants indispensables du système 4G. Ils forment un réseau 4G omniprésent que vous pouvez utiliser et qui vous fournit des services de téléchargement de données à grande vitesse. Avec le développement de la technologie MiMo, de nombreux fabricants de routeurs et d'antennes ont lancé des routeurs 4G MIMO et des antennes MIMO. Antennes 4G MIMOqui offrent un débit de données plus important et une vitesse de transmission des données plus rapide que la technologie SISO traditionnelle.

Conclusion

Un débit de données élevé et une diffusion en continu sont les principales exigences des utilisateurs pour exécuter leurs tâches professionnelles, universitaires ou personnelles en temps voulu et de manière efficace. La 4G LTE offre à ses utilisateurs des services à haut débit et à faible latence qui leur permettent de bénéficier d'applications IP, de services à large bande et de services VoLTE que les générations précédentes n'étaient pas en mesure d'offrir. Ce résultat est obtenu grâce à ses technologies de pointe, notamment OFDMA, MIMO et SC-FDMA. Mais ce n'est pas tout, car les fournisseurs de services ont déjà commencé à déployer le réseau cellulaire 5G pour révolutionner complètement le monde de la communication avec ses techniques les plus avancées et ses innovations technologiques dont aucun œil humain n'a encore été témoin.