Un réseau mobile, comment ça marche ?

Les communications mobiles suivent le principe général de la téléphonie : relier deux utilisateurs distants en passant par l’équipement réseau d’un opérateur chargé de gérer le service. Mais à la différence du fixe, dans le réseau mobile, ce ne sont pas des fils de cuivre ou de fibre optique qui assurent la liaison finale mais des transmissions radio. Le téléphone mobile d’un utilisateur communique par la voie des airs avec une antenne-relais, qui elle-même communique avec le commutateur centralisé de l’opérateur : un ordinateur. Celui-ci achemine la communication vers le correspondant sur le réseau fixe ou via d’autres antennes relais.

Pour communiquer, un utilisateur mobile doit donc être à portée d’une antenne-relais. Celle-ci a une portée limitée, et ne couvre qu’un territoire restreint autour d’elle, appelé la « cellule » (d’où l’autre nom de « réseaux cellulaires » souvent utilisé pour désigner les réseaux mobiles). Pour couvrir un maximum de territoire et faire en sorte que les utilisateurs soient toujours en mesure de téléphoner, les opérateurs déploient des milliers de cellules, chacune d’elles étant équipée d’antennes en faisant en sorte que leurs cellules se chevauchent, de façon à ne jamais perdre le positionnement des utilisateurs.

Cellule des villes, cellule des champs
La taille des cellules dépend de multiples critères tels que le type d’antennes relais utilisé, le relief (plaine, montagne, vallée…), le lieu d’implantation (zone rurale, zone urbaine…), la densité de population, etc. La taille de la cellule est également limitée par la propre portée du téléphone mobile, qui doit être capable d’établir la liaison en retour.

Par ailleurs, une antenne-relais a une capacité de transmission limitée, et ne peut traiter qu’un certain nombre d’appels simultanés. C’est la raison pour laquelle, en ville, où la densité de population est grande et le nombre de communications important, les cellules tendent à être nombreuses et de petite dimension – espacées de quelques centaines voire seulement de quelques dizaines de mètres. A la campagne, où la densité de population est bien plus faible, la taille des cellules est bien plus grande, allant parfois jusqu’à plusieurs kilomètres mais ne dépassant que très rarement plus de dix kilomètres.

Il est important de souligner que la baisse de la puissance des antennes-relais entraîne une réduction de la couverture des cellules. La multiplication de celles-ci améliore la capacité du réseau à écouler le trafic voix ou data mais nécessite nécessairement d’augmenter le nombre des antennes-relais.