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Bandes de fréquences cellulaires expliquées
Nos appareils mobiles dépendent des fréquences radio (RF) pour se connecter à un réseau mobile. Les signaux RF nous permettent de passer des appels, d’envoyer des messages texte, de diffuser des vidéos en continu et de naviguer sur le Web sans avoir besoin d’être connectés à un réseau WiFi.
Savoir comment fonctionnent les fréquences radio et quelles fréquences sont utilisées par des fournisseurs de téléphonie cellulaire spécifiques peut vous aider à changer d’opérateur et à acheter un appareil compatible avec votre réseau, ainsi qu’à déterminer quels réseaux et quelles bandes passantes desservent le mieux votre région.
Qu’est-ce que les bandes de fréquences cellulaires ?
Les opérateurs cellulaires louent plusieurs fréquences des ondes gouvernementales pour accorder aux utilisateurs l’accès à leur réseau. Les téléphones et autres appareils mobiles utilisent des fréquences spécifiques pour communiquer avec les tours cellulaires de l’opérateur.
Une fréquence est le nombre d’ondes sonores se produisant par seconde. Elles sont généralement mesurées en hertz (Hz). Une fréquence plus élevée signifie que les ondes sonores se déplacent beaucoup plus rapidement, et vice versa. Toutes les fréquences cellulaires relèvent du spectre RF, qui s’étend de 3 kHz à 300 GHz.
Aux États-Unis, la Federal Communications Commission (FCC) et la National Telecommunications and Information Administration (NTIA) sont chargées de l’attribution du spectre RF. Elles divisent le spectre RF en plusieurs gammes de fréquences, appelées bandes. Dans le spectre RF, les bandes cellulaires sont grossièrement situées entre 600 MHz et 39 GHz.
Ne perdez pas de vue : les bandes de fréquences représentent une gamme de fréquences, et non une seule fréquence cellulaire. Par exemple, la bande de fréquences 700 MHz s’étend de 699 MHz à 798 MHz.
Pourquoi les opérateurs cellulaires ont-ils plusieurs fréquences ?
Les opérateurs cellulaires ont besoin de licences de la FCC pour utiliser une bande cellulaire donnée. Habituellement, une licence dans une grande bande ne donne au transporteur que des droits exclusifs sur une petite section de la bande, également connue sous le nom de bloc ou de canal. Comme nous le verrons plus loin, de nombreux opérateurs utilisent des bandes similaires pour leurs réseaux, mais ils opèrent sur des blocs différents de cette bande pour éviter les interférences entre eux. Les bandes plus petites, en revanche, ne sont pas composées de plusieurs blocs et sont généralement exclusives à un transporteur.
Les blocs que les transporteurs achètent sont situés sur différentes sections du spectre RF qui ont été spécifiquement allouées à l’utilisation cellulaire. Ils peuvent être constitués de hautes ou de basses fréquences. Les basses fréquences ont la capacité de voyager plus loin et de mieux pénétrer les obstacles, tels que les arbres, les collines et les bâtiments, ce qui les rend parfaites pour les zones rurales et éloignées. D’autre part, les hautes fréquences ne peuvent pas se déplacer aussi loin ou pénétrer les obstacles aussi bien que les basses fréquences, mais elles peuvent transmettre des données à un rythme plus rapide. Par conséquent, elles sont meilleures pour les zones urbaines très peuplées.
Pour fournir à leurs clients le réseau cellulaire le plus fiable, les opérateurs cellulaires doivent acheter plusieurs licences de la FCC dans tout le spectre RF.
Comment fonctionnent les bandes de fréquences cellulaires ?
Pour accéder aux bandes de fréquences d’un opérateur, votre appareil mobile doit d’abord être activé sur le réseau de l’opérateur. Chaque opérateur possède une gamme de fréquences pour permettre à ses clients de transmettre des informations via leur réseau unique. Le téléphone cellulaire et les tours de téléphonie cellulaire ne peuvent communiquer entre eux qu’à travers ces bandes de fréquences.
La façon dont le signal est transmis diffère selon les bandes.
La plupart des bandes sont un ensemble de deux avec une bande de garde au milieu pour les empêcher d’interférer entre elles. Une bande est utilisée pour envoyer des informations à une tour cellulaire à partir d’un appareil mobile (appelée liaison montante), tandis que l’autre est utilisée pour envoyer des informations à un téléphone cellulaire à partir d’une tour cellulaire (appelée liaison descendante). Cette forme de transition cellulaire est appelée duplexage par répartition en fréquence (FDD). La séparation des bandes permet d’envoyer et de recevoir des données simultanément. Les appareils utilisant les bandes FDD connaissent des transmissions rapides de la voix et des données.
D’autres bandes utilisent les bandes Time Division Duplex (TDD) pour transmettre des informations. Les bandes TDD utilisent une seule bande pour les transmissions en liaison montante et en liaison descendante. Même si la transition entre les transmissions montantes et descendantes est relativement rapide et que la plupart des gens ne remarquent pas la latence, elle peut tout de même nuire aux performances du réseau cellulaire.
Un bref historique des bandes de fréquences
Le service téléphonique mobile avancé (AMPS) était la première génération de technologie cellulaire. Les appareils de l’époque utilisaient la bande 800 MHz pour la transmission de la voix. Avec l’augmentation de l’utilisation des téléphones cellulaires, la bande n’était plus assez large pour supporter tous les appareils. Pour tenir compte des nouvelles technologies, la FCC a ouvert la bande 1900 MHz et l’a nommée Personal Communications Service (PCS). Pendant un certain temps, AMPS et PCS ont été les seules bandes de fréquences cellulaires utilisées.
Les années ont passé, et les smartphones ont fait leurs débuts. Comme ils ne servaient plus seulement à appeler et à envoyer des SMS, ils nécessitaient beaucoup plus de bande passante. La bande Advanced Wireless Service (AWS), qui correspond à la bande 1700/2100 MHz, a été introduite pour fournir des données cellulaires à haut débit. Plus tard, les bandes inférieures et supérieures de 700 MHz ont été ouvertes à la concession de licences. Ces bandes de fréquences inférieures ont permis aux opérateurs cellulaires de transmettre des signaux dans les zones éloignées et rurales.
Comme vous l’avez probablement remarqué, chaque fois que la demande cellulaire augmente, il faut davantage de bande passante. Avec l’arrivée de la 5G, la quantité d’appareils IoT (internet des objets) utilisant le réseau va augmenter. Pour prendre en charge cette nouvelle technologie et les demandes de bande passante plus élevées, les opérateurs cellulaires étendent leurs bandes de fréquences.
Fréquences 3G & Termes populaires de la technologie 3G
3G :   3G (abréviation de troisième génération) est un système de télécommunications mobiles utilisé dans les téléphones cellulaires qui a gagné en popularité dans les années 2000 en Amérique du Nord. La 3G gère les conversations, les textes et l’internet mobile de base.
CDMA (Code Division Multiple Access) :   Développée par Qualcomm (une entreprise technologique américaine), la norme CDMA a gagné en popularité dans les années 1990 et est la norme mobile la plus populaire en Amérique du Nord et dans d’autres pays sélectionnés.
Réseau/opérateurs sans fil CDMA aux États-Unis :
Verizon, Sprint, US Cellular, Boost Mobile, C Spire, Ting et Virgin Mobile.
GSM (Global System for Mobiles) :   Développé par l’Institut européen des normes de télécommunications, le GSM a gagné en popularité dans les années 1980 et dans la norme mobile post populaire dans le monde entier dans plus de 219 pays.
Réseau/opérateurs sans fil GSM aux États-Unis :
AT&T, T-Mobile, MetroPCS.
Note : les téléphones CDMA et GSM sont incompatibles entre eux !
Fréquences 4G & Termes populaires de la technologie 4G
4G :   La 4G (abréviation de quatrième génération) est un système de télécommunications mobiles utilisé dans les téléphones cellulaires qui a gagné en popularité dans les années 2010 en Amérique du Nord. Les appareils 4G sont rétrocompatibles avec la 3G, ce qui signifie qu’elle peut prendre en charge les conversations, les textes et l’Internet rapide riche en données.
WiMAX :   WiMAX était l’une des premières normes 4G ; cependant, la popularité s’est déplacée vers le LTE. Clear (propriété de Sprint Nextel) continuera à prendre en charge le WiMAX jusqu’à la fin de 2015 avant de passer au LTE.
LTE (Long Term Evolution) :   Cette technologie est considérée comme la vraie 4G et une norme mobile mondiale populaire. Bien que le LTE utilise des fréquences et des bandes différentes selon les pays, un téléphone compatible LTE multibande fonctionnera très probablement dans différents pays.
HSPA+ (Evolved High-Speed Packet Access) :   Considéré comme de la 3,5G au lieu de la véritable 4G, le HSPA+ est capable de fournir des vitesses 4G.
Réseau/opérateurs sans fil HSPA+ aux États-Unis :
AT&T, T-Mobile Cincinnati Bell, etc.
Note : Alors que la 3G prend en charge les conversations, les textes et l’Internet de base, la 4G peut prendre en charge les fonctions de la 3G et également faire de l’Internet en streaming rapide pour les services à forte intensité de données tels que YouTube, Pandora, Spotify, Hulu, Netflix, Facebook, Google Chrome, Google Maps, iTunes et d’autres applications.
Fréquences 5G & Termes populaires de la technologie 5G
5G :   5G (abréviation de cinquième génération) est le plus récent système de télécommunications. Les entreprises cellulaires du monde entier ont commencé à déployer des appareils prêts pour la 5G en 2019. Cette nouvelle technologie devrait être 20 fois plus rapide que la 4G.
Les ondes millimétriques :   Les ondes millimétriques se situent dans la section des super-hautes fréquences du spectre RF, qui va de 30 à 300 GHz. Ces fréquences peuvent transporter une énorme quantité de données à des vitesses élevées avec peu de latence.
Quelles bandes de fréquences cellulaires les opérateurs cellulaires utilisent-ils ?
Les tableaux ci-dessous montrent quelles bandes et fréquences les opérateurs américains utilisent.
Bandes de fréquences LTE 5G et 4G
| Carriers : | Bandes et fréquences 5G : | Bandes et fréquences LTE 4G : | AT&T | 850 MHz : Bande n5 39GHz : Bande n260 |
700 MHz : Bandes 12/17/29 850 MHz : Bande 5 1900 MHz : Bande 2 1700 MHz /2100 MHz : Bandes 4/66 2300 MHz : Bande 30 |
| Verizon Wireless | 28 GHz : Bande n261 39 GHz : Bande n260 |
700 MHz : Bande 13 850 MHz : Bande 5 1700/2100 MHz : Bandes 4/66 1900 MHz : Bande 2 |
| T-Mobile | 600 MHz : Bande n71 2,5 GHz : Bande n41 39 GHz : Bande n260 28 GHz : Bande n261 |
600 MHz : Bande 71 700 MHz : Bande 12 850 MHz : Bande 5 1700/2100 MHz : Bandes 4/66 1900 MHz : Bande 2 |
| Sprint | 2,5 GHz : Bande n41 | 800 MHz : Bande 26 1900 MHz : Bande 25 2500 MHz : Bande 41 |
| U.S. Cellular | 600 MHz : Bande n71 | 700 MHz : Bande 12 850 MHz : Bande 5 1700/2100 : Bande 4 1900 : Bande 2 |
850 MHz : Bande n5 | 700 MHz : Bandes 17 1900 MHz : Bande 2 1700 MHz /2100 MHz : Bande 4 2300 MHz : Bande 30 |
| Boost Mobile | 2,5 GHz : Bande n41 | 800 MHz : Bande 26 1900 MHz : Bande 25 2500 MHz : Bande 41 |
| 600 MHz : Bande n71 | 600 MHz : Bande 71 700 MHz : Bande 12 850 MHz : Bande 5 1700/2100 MHz : Bandes 4/66 1900 MHz : Bande 2 |
Bandes de fréquences 3G
| Porteuses : | Réseau : | Bandes et fréquences 3G : |
| AT&T | GSM/UMTS/HSPA+ | 850 MHz : Bande 5 1900 MHz : Bande 2 |
| CDMA | 850 MHz : Bande 0 1900 MHz : Bande 1 |
GSM/UMTS/HSPA+ | 1900 MHz : Bande 2 1700/2100 MHz : Bande 4 |
| Sprint | CDMA | 800 MHz : Bande 10 1900 MHz : Bande 2 |
| U.S. Cellular | CDMA | 850 MHz : Bande 5 1900 MHz : Bande 2 |
GSM/UMTS/HSPA+ | 850 MHz : Bande 5 1900 MHz : Bande 2 |
| CDMA | 800 MHz : Bande 10 1900 MHz : Bande 2 |
GSM/UMTS/HSPA+ | 1900 MHz : Bande 2 1700/2100 MHz : Bande 4 |
Pourquoi les fréquences cellulaires sont-elles importantes ?
Si vous voulez activer votre téléphone cellulaire auprès d’un autre opérateur ou acheter un appareil débloqué qui n’a pas été fabriqué par votre opérateur, le fait de connaître la bande de fréquences que l’appareil prend en charge peut vous aider à réduire vos choix.
L’appareil doit être compatible avec les bandes de fréquences et les réseaux de l’opérateur (3G, 4G LTE et 5G). Généralement, un appareil ne fonctionnera pas s’il n’est pas compatible avec un réseau. Mais, s’il fonctionne et n’est pas complètement compatible, vous pourriez rencontrer des problèmes de connectivité car l’appareil aura du mal à accéder aux bandes cellulaires de l’opérateur.
En outre, si vous investissez dans un booster de signal de téléphone cellulaire pour remédier à votre mauvais signal cellulaire, le fait de connaître la bande de fréquences que votre téléphone et votre opérateur utilisent vous aidera à choisir le meilleur booster possible pour vous.
Mon téléphone fonctionnera-t-il avec les bandes de fréquences d’un autre opérateur ?
Les bandes cellulaires fonctionnent avec différentes technologies, comme les réseaux 2G, 3G, 4G LTE et 5G. Ainsi, pour que votre appareil soit compatible avec un autre opérateur, il faut non seulement qu’ils utilisent une bande similaire, mais aussi que leurs technologies soient compatibles.
Du fait que le réseau 4G LTE est une norme mondiale, la plupart des téléphones n’auront pas de problèmes de compatibilité en passant d’une bande de réseau 4G LTE à une autre. Les problèmes de compatibilité se situent au niveau du réseau 3G.
Même si la 3G s’est lentement éteinte, c’est toujours un réseau important à prendre en compte car c’est le réseau sur lequel les téléphones cellulaires se replient lorsque la 4G LTE n’est pas disponible.
Il existe deux technologies cellulaires utilisées pour les réseaux 3G : CDMA (Code Division Multiple Access) et GSM (Global System for Mobile) (système mondial de téléphonie mobile). Le CDMA est principalement utilisé par Verizon, Sprint et US Cellular, tandis que le GSM est utilisé par AT&T et T-Mobile. Les deux technologies utilisent des bandes de fréquences différentes. Pour cette raison, la plupart des appareils GSM ne sont pas compatibles avec le réseau CDMA, et vice versa. Cependant, certains appareils CDMA peuvent fonctionner sur un réseau GSM.
Si vous souhaitez emmener votre appareil chez un autre opérateur, votre appareil doit être compatible avec la technologie de l’opérateur et au moins une des bandes de l’opérateur. Bien sûr, plus vos appareils ont de bandes en commun avec cet opérateur, meilleure sera votre expérience sur le réseau de cet opérateur.
Par exemple, T-Mobile et AT&T utilisent la même technologie, et plusieurs des mêmes bandes. Par conséquent, il ne devrait pas y avoir de problème pour faire passer un téléphone T-Mobile déverrouillé sur le réseau d’AT&T. D’autre part, Sprint et AT&T ne partagent pas une bande similaire ni la même technologie. Ainsi, si vous essayiez de faire passer un téléphone Sprint débloqué sur le réseau AT&T, le téléphone ne fonctionnera pas.
Comment vérifier quelles bandes de fréquences votre téléphone prend en charge ?
Trouver les bandes que votre appareil mobile prend en charge peut être légèrement délicat car les informations ne se trouvent pas dans les paramètres de votre téléphone ni sur l’emballage de l’appareil.
Le moyen le plus simple de déterminer les bandes de fréquences prises en charge par votre appareil est de croiser la bande utilisée par votre fournisseur actuel avec les bandes de fréquences de l’autre opérateur. Le tableau ci-dessus peut vous y aider, ou vous pouvez contacter votre fournisseur de services cellulaires. Vous souhaitez un chevauchement entre les deux réseaux ; plus votre appareil prend en charge de bandes, meilleure sera votre expérience.
Vous pouvez visiter wirelessadvisor.com pour regarder les fréquences que votre fournisseur de services cellulaires utilise dans votre région. Il suffit d’entrer votre code postal, et d’appuyer sur recherche. Une liste des opérateurs de téléphonie cellulaire dans votre région apparaîtra. Chaque liste vous montrera les bandes de fréquences que votre opérateur prend en charge dans votre région et la technologie qu’il utilise.
La plupart des appareils prennent en charge plus de bandes que celles qu’un opérateur cellulaire utilise. Pour trouver toutes les bandes, naviguez sur le site Web du fournisseur cellulaire auprès duquel l’appareil a été acheté et recherchez votre appareil spécifique. Sous les spécifications, vous trouverez une section « Technologie sans fil », « Fréquence » ou « Réseau », selon l’opérateur. Cette section vous montrera TOUTES les bandes et les technologies prises en charge par votre appareil. Malheureusement, le site Web de tous les opérateurs ne fournit pas ces informations.
Si vous avez du mal à localiser les bandes de fréquences prises en charge par votre appareil, la plupart des opérateurs proposent des outils en ligne gratuits pour vous aider à déterminer si votre téléphone déverrouillé est compatible avec leur service.
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