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UMTS

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Résumé :

L'UMTS est une des trois normes de mobiles de 3ème génération qui permettra à la fois la téléphonie mobile (commutation de circuits) et le transport de données avec un débit théorique jusqu'à 2 MBits/s (commutation de paquets).

Il s'agit d'une évolution de la norme GSM, mais elle nécessite l'attribution de nouvelles fréquences.

Si l'UMTS tient ses promesses, il pourrait permettre la convergence de la téléphonie, de l'Internet et de la télévision avec la mobilité.

Définition :
L'expression "Universal Mobile Telecommunications System" (UMTS) désigne une norme cellulaire numérique de troisième génération en cours d'élaboration. Atteignant 2 Mb/s dans certaines conditions, les vitesses de transmissions offertes par les réseaux UMTS seront nettement plus élevées que celles des réseaux GSM , de seconde génération ,qui plafonneront vers 150 kb/s avec GPRS. L'UMTS est une évolution de la norme GSM. Mais contrairement au GPRS il n'est pas possible d'utiliser les mêmes fréquences que le GSM. Il est donc nécessaire d'attribuer de nouvelles fréquences.

UMTS dans le contexte mondial :
Devant le succès de la norme GSM qui a atteint le rang de norme mondiale de fait, de nombreux acteurs ont souhaité que la troisième génération de communications celllulaires soit fondée sur une norme mondiale unique. Le Japon a choisi de coopérer avec ETSI au développement du concept UMTS. Aux Etats-Unis Qualcomm, promoteur de la technologie CDMA, s'est longtemps opposé à un accord mondial. Cet accord a été obtenu en 1999 mais, plutôt que sur une norme unique, il porte sur une famille de normes. Au niveau mondial la coordination a lieu au sein de l'Union Internationale des Télécommunications (UIT) qui, pour cette famille de normes, a proposé le concept IMT 2000. Outre l'UMTS, il existe deux autres projets de normes pour les téléphones mobiles de 3ème génération : EDGE qui est une évolution du GSM/GPRS et cdma2000 qui est une évolution de cdmaOne.

Calendrier et introduction en France :
L'article 3 de la Décision n° 128 du Parlement européen et du Conseil en date du 14 décembre 1998 sur l'introduction coordonnée de l'UMTS impose aux Etats membres de l'Union Européenne deux dates précises:
. fixer les conditions de délivrance des autorisations d'exploitation au plus tard le 1er janvier 2000;
. prendre toutes mesures pour que les services UMTS puissent être ouverts au plus tard le 1er janvier 2002.
Les experts s'accordent toutefois pour reconnaître que cette dernière date n'est pas réaliste. C'est seulement au Japon où l'introduction de la 3ème génération est considérée comme extrêmement urgente qu'elle pourrait être respectée.
En France l'Autorité de Régulation des Télécommunications (ART) a réuni un groupe de travail sur l'UMTS dans le cadre de la Commission Consultative des Radiocommunications (CCR) en 1998. En 1999 elle a procédé à une consultation publique. Elle soumettra prochainement au Ministère chargé des télécommunications ses propositions concernant le schéma d'autorisation. On prévoit que quatre opérateurs seront initialement désignés. Les trois opérateurs GSM étant autorisés à concourir, on pourrait en fait n'avoir qu'un seul nouvel opérateur. Le procédé de sélection sera soit une soumission comparative, comme cela a été le cas pour la sélection des second et troisième opérateurs GSM, soit une enchère sur les fréquences.

Caractéristiques de la norme UMTS
L'UMTS permet de faire aussi bien de la téléphonie mobile classique (commutation de circuits) que du transport de données Internet (commutation de paquets). Le débit théorique maximal pour les données est de 2 MBits/s.

Il devient possible en théorie de faire passer de la voix et même de la vidéo. Pour plusieurs experts, la "killer application" des mobiles 3G à haut débit de données sera ... la voix !


Pour en savoir plus : l'UMTS sera-t-il lent ?

La largeur de spectre de fréquences attibuée à chaque licence d'opérateur est la même que pour le GSM. Avec l'augmentation d'utilisateurs prévus, le débit disponible pourrait bien ne pas être aussi important que prévu. Il faudra se partager les fréquences disponibles.

Une des solutions consiste à réduire la taille des cellules pour que moins d'utilisateurs utilisent la capacité de débit de chaque cellule. Ainsi sont prévus également l'UMTS microCell et même l'UMTS qui seront cependant plus adaptés aux milieux urbains denses.

L'UMTS est standardisée par le 3GPP (3rd géneration Partnership Project). Celui-ci inclus l'ETSI en Europe, le T1P1 en Amérique, l'ARIB, le CWTS et le TTA en Asie Pacifique ainsi que le forum international TTC.

Le 3GPP a décidé en mars 2000 de rendre obligatoire IPv6 dans la norme UMTS. Celle-ci permettra d'attribuer des adresses fixes à chaque terminal et permettra de bénéficier des fonctionnalités de mobilité, de sécurité et de mulitcast d'IPv6.

L'UMTS, comme le GSM, comportera également une gestion de mobilité basée sur la "Mobile Application Part" (MAP) du système de signalisation n° 7.

Enfin la norme UMTS prévoit aussi bien des mobiles hertziens terrestres (UTRA : UMTS Terrestrial Radio Access) que des mobiles reliés à des satellites en orbite basse (UMTS-S).

Pour en savoir plus : les variations de l'UMTS

Ia norme UMTS, contrairement à la norme GSM, ne sera plus exlusivement basée sur l'interface hertzienne TDMA. Certaines options utilisent le CDMA.

En fait il y a deux options possibles dans la norme UMTS :

  • La bande TDD (Time Division Duplex) proposée à l'origine par l'Europe basée sur l'interface TD-CDMA basé sur le TDMA avec étalement de bande. Cette option utilise des canaux bidirectionnels (1885-1920 MHz et 2010-2025 Mhz).
  • La bande FDD (Frequency Division Duplex) choisie par les japonais, basée sur la nouvelle interface W-CDMA plus performante. Cette option utilise deux canaux unidirectionnels (1920-1980 MHz pour la voie montante et 2110-2170 pour la voie descendante).

L'UMTS permet à la fois la commutation de circuit (utilisée par le téléphone) et la commutation de paquet (utilisée par Internet). Le Forum 3G.IP étudie une possible évolution de l'UMTS vers le tout IP (voix plus données).


Points forts :
UMTS devant être introduit comme une évolution du GSM avec des terminaux bi-modes et une possibilité de repli sur les services GSM dans les zones non encore couvertes en UMTS, il bénéficiera entièrement de la dynamique GSM: couverture étendue et offre de terminaux très compétitive. Comme le GSM avec GPRS il permettra l'accès à l'internet en mode paquet, donc une possibilité de connexion permanente, mais à des vitesses plus élevées. Les applications développées sur GPRS pourront migrer sur UMTS sans solution de continuité.

Points faibles :
On peut citer les suivants:
. incertitudes sur la date possible d'ouverture des services, 2002 pour les plus optimistes, plus vraisemblablement 2003 ou 2004, de même que sur la rapidité de déploiement de la couverture;
. efforts de développement importants à fournir par les équipementiers;
. efforts financiers importants à fournir par les opérateurs, même s'ils sont déjà opérateurs GSM. En particulier, le coût élevé des licences UMTS pourrait être répercuté sur le prix de commercialisation, rendant l'usage de l'UMTS cher.

Pour quels usages :
UMTS offrira initialement toute la gamme des services GSM, progressivement enrichie par de nouveaux services multimédia. Concernant ces derniers on pensait initialement que des spécifications particulières à l'environnement mobile seraient développées, par exemple pour un service de visiophonie. Cette approche ne semble devoir s'appliquer qu'à quelques cas précis, en particulier pour le domaine couvert par le protocole WAP qui vise à rendre des applications internet accessibles avec un teminal mobile ne disposant que d'un clavier et d'un écran de petites dimensions. Il en résulte que la majorité des services multimédia seront offert sur la plateforme internet et ne différeront donc en rien de ceux utilisés dans l'environnement fixe.
UMTS offrira un accés à l'internet en mode paquet qui sera une extension de
GPRS à des débits plus élevés, de 384 kb/s en toutes circonstances et de 2 Mb/s dans les zones denses et en situation de mobilité réduite. Dans ces zones UMTS concurrencera donc, même pour un utilisateur fixe, les autres technologies d'accès rapide, notamment câble et ADSL.


Références :
. Compte rendu du 14ème congrès DNAC pour la FING (Paris, 14-17 novembre 2000)
. Compte rendu de la conférence Globecom 2000 (San Francisco, 27 novembre - 1 décembre 2000)
. Le site 3GPP qui standardise l'UMTS : http://www.3gpp.org/
. Une présentation de UMTS, GPRS et de Bluetooth http://www.chez.com/csysteme/
. Forum UMTS : le site d'une association regroupant les promoteurs et acteurs futurs de l'UMTS;
. Association des opérateurs GSM: leur vision sur le futur et sur "3G";
. ART : sur le site de l'Autorité de Régulation des Télécommunications on trouvera le rapport UMTS de la Commission Consultative des Radiocommunications (téléchargeable), ainsi que la synthèse de la consultation publique lancée en 1999 en vue de fixer les conditions d'attribution des futures licences UMTS (téléchargeable)
. les accès large bande et la norme UMTS par le groupe de travail de l'ACTS (Advanced Communications Technologies & Services),
. le Forum Ericsson sur le WAP: dédié à ce protocole, il a été constitué avec quelques uns des acteurs de l'Internet rapide du moment : Motorola, Ericsson, IBM, SFR, Panasonic, Nokia, Alcatel et d'autres,
. un article paru dans c|net news.com, le site de news sans doute le plus complet sur les hautes technologies,
. l'ISOC France : une présentation de ce mode de transmission de troisième génération,
. Le Monde Interactif : un ensemble d'articles sur l'Internet rapide.

Acteurs (principales entreprises)

- en France :
Alcatel, Bouygues Telecom, France Telecom Mobiles, Nortel Matra Cellular, Cegetel (SFR),

- en Europe :
. Finlande : Nokia,
. Suède : Ericsson,

- aux Etats-Unis :
, AT&T, Cisco, Hewlett-Packard, IBM, Motorola, Newbridge, Qualcomm, Sprint,

- dans le reste du monde :
. Canada : Nortel
. Japon : NEC, Panasonic
. Corée: Samsung.

Source : http://www.fing.org/index.php?num=1871,4 et http://www.fing.org/gfsi/index.php?id=1871

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Jean-Michel Cornu - 31 octobre 2001