GSM, UMTS et LTE - De la 2G à la 5G

L'évolution des normes de téléphonie mobile. Ce qui se cache derrière la 2G, 3G, 4G, 5G et leurs avantages respectifs pour l'Internet des objets.

Normes de téléphonie mobile : de la 2G à la 5G - évolution de la technologie des réseaux

L'évolution des normes de téléphonie mobile a révolutionné la transmission de données mobiles. Découvrez ce qui se cache derrière les technologies 2G, 3G, 4G et 5G et quels sont les avantages des différentes générations pour les projets IoT et M2M.

2G, 3G, 4G, 5G : ce qui se cache derrière ces termes

2G, 3G, 4G et 5G sont des normes de téléphonie mobile. Le G signifie génération et désigne la deuxième, la troisième, la quatrième et la cinquième génération. La différence entre les différentes générations réside principalement dans la vitesse de transmission des données.

La plupart des gens connaissent la 2G, 3G, 4G ou 5G par l'utilisation de données mobiles sur smartphone ou tablette. Toutefois, la téléphonie mobile est également très populaire dans le cadre de la communication M2M, c'est-à-dire l'échange de données de machine à machine. Les progrès réalisés dans le domaine de la transmission mobile de données permettent d'ajouter continuellement de nouvelles possibilités d'applications M2M et IoT. Mais les normes de téléphonie mobile plus anciennes ont également connu une forte croissance dans le domaine de l'IoT et du M2M.

L'évolution de la téléphonie mobile : de la 2G à la 5G

2G / GSM (1992)

En 1992, la 2G a été introduite en tant que premier réseau numérique de téléphonie mobile basé sur la norme GSM (Global System for Mobile Communications). Outre la téléphonie, cela a permis pour la première fois la transmission mobile de données. Les données sont transmises via GPRS (General Packet Radio Service), mais est très lent par rapport aux normes actuelles.

En Allemagne, la 2G est disponible sur presque tout le territoire, mais devrait être désactivée à partir de l'été 2028, comme l'a annoncé Telekom. En raison de la lenteur du débit de transmission, la 2G est principalement utilisée pour la téléphonie et les SMS. Actuellement, la norme de téléphonie mobile est également encore plus souvent utilisée pour les systèmes d'appel d'urgence et d'alarme dans les bâtiments. Pour que ces systèmes continuent à fonctionner correctement après l'arrêt, ils doivent être adaptés à la norme 4G.

Données techniques :

  • Vitesse max. Débit de données : jusqu'à 50 kbit/s (GPRS), jusqu'à 170 kbit/s (EDGE)
  • Latence : 500-1000 ms
  • Gammes de fréquences : 900/1800 MHz (Europe)
  • Statut en Allemagne : disponible sur l'ensemble du territoire, déconnexion prévue à partir de 2028

Applications IoT typiques :

  • Systèmes d'alarme simples
  • Contrôle basé sur SMS
  • Télémétrie simple avec un faible volume de données
  • Systèmes patrimoniaux dans le domaine industriel

3G / UMTS (2000)

Après le GSM, la troisième norme de téléphonie mobile a été développée en 2000 avec l'UMTS (Universal Mobile Telecommunications System) ou 3G. Par rapport à la norme 2G, elle permettait de transmettre des données beaucoup plus rapidement. Grâce à la nouvelle technique d'accès radio Wideband CDMA (Code Division Multiple Access), l'UMTS permettait en outre d'envoyer et de recevoir simultanément plusieurs flux de données.

Entre-temps, en Allemagne, les opérateurs de réseau ont pris l'habitude de désactiver leurs réseaux 3G au profit des nouvelles normes de téléphonie mobile et d'utiliser les fréquences libérées pour le développement de la 4G et de la 5G. Pour les projets IoT et M2M, la désactivation de la 3G ne pose des problèmes que si les cartes SIM M2M ou les tarifs M2M utilisés ne prennent pas en charge l'utilisation de la 4G et de la 5G. Les SIM M2M de wherever SIM supportent aussi bien la 2G, la 3G, la 4G que la 5G, de sorte que nos clients n'ont pas à craindre de restrictions dues à la SIM M2M.

Données techniques :

  • Vitesse max. Débit de données : jusqu'à 42 Mbit/s (HSPA+)
  • Latence : 100-500 ms
  • Gammes de fréquences : principalement 2100 MHz (Europe)
  • Statut en Allemagne : largement désactivé

Applications IoT typiques :

  • Vidéosurveillance moyenne résolution
  • Systèmes de télémaintenance plus complexes
  • Terminaux de paiement mobiles
  • Systèmes télématiques avec un volume de données accru

4G / LTE (2010)

La 4G ou LTE (Long Term Evolution) est l'une des normes de téléphonie mobile les plus rapides en matière de transfert de données. Même le téléchargement de données plus importantes est possible en quelques secondes. La 4G n'est toutefois pas encore disponible sur l'ensemble du territoire allemand.

Une étude menée par l'Agence fédérale des réseaux en 2021 a révélé que sur environ 7,2 pour cent de la surface totale de l'Allemagne, seul un des trois réseaux de téléphonie mobile à la norme 4G peut être capté. Les Länder du sud de l'Allemagne sont particulièrement mal desservis : un seul réseau mobile au maximum peut être capté sur 15,5 pour cent de la surface de la Bavière, sur 15,1 pour cent dans le Bade-Wurtemberg et sur 15,9 pour cent dans le Land de Rhénanie-Palatinat.

Pour les projets IoT dans lesquels le réseau 4G joue un rôle important, il est donc d'autant plus important d'utiliser une carte SIM multi-réseaux, par exemple de wherever SIM . Celle-ci peut utiliser les réseaux de téléphonie mobile de différents fournisseurs et se connecter au réseau le plus puissant disponible sur le site en question.

Données techniques :

  • Vitesse max. Débit de données : jusqu'à 300 Mbit/s (LTE Advanced : jusqu'à 1 Gbit/s)
  • latence : 30-100 ms
  • Gammes de fréquences : 800/900/1800/2100/2600 MHz (en Allemagne)
  • Statut en Allemagne : bonne couverture dans les villes, lacunes dans les zones rurales

Variantes IoT spécifiques :

  • LTE-M (Cat-M1) : Variante optimisée pour les applications IoT avec une consommation d'énergie réduite
  • NB-IoT (Narrowband IoT) : variante à bande étroite pour des applications de capteurs simples avec une très faible consommation d'énergie

Applications IoT typiques :

  • Surveillance et streaming vidéo HD
  • Systèmes complexes de télémaintenance et de contrôle
  • Applications pour villes intelligentes
  • Véhicules connectés et gestion de flotte
  • Technique médicale mobile

5G (2019)

La 5G est la norme de téléphonie mobile la plus récente et le "successeur" du réseau LTE. Elle est considérée comme une sorte de révolution du réseau de téléphonie mobile, car elle doit permettre la transmission de données en temps réel. Le développement du réseau 5G a également fortement progressé ces dernières années, de sorte que la norme est déjà utilisée plus fréquemment.

La 5G devient de plus en plus attractive pour un nombre croissant d'applications de l'Internet des objets (IoT) nécessitant un débit de données très élevé, comme la conduite autonome ou les applications de réalité virtuelle et augmentée. Si la 4G est déjà techniquement capable de répondre à ces exigences et de permettre de tels projets, elle repose sur une structure tarifaire différente, ce qui se traduit par des coûts inférieurs à ceux du réseau 4G pour les très fortes consommations de données. Pour en savoir plus sur les avantages de la 5G pour les projets IoT et M2M, cliquez ici.

Données techniques :

  • Débit max. Débit de données : jusqu'à 10 Gbit/s (théorique)
  • latence : 1-10 ms
  • Gammes de fréquences : 700 MHz, 2 GHz, 3,6 GHz et, en perspective, 26 GHz
  • Statut en Allemagne : le déploiement progresse dans les villes et les centres industriels

Variantes IoT spécifiques :

  • 5G RedCap: Reduced Capability pour les applications IoT nécessitant une bande passante moyenne
  • mMTC (massive Machine Type Communications) : Pour un très grand nombre d'appareils IoT dans un petit espace
  • URLLC (Ultra-Reliable Low Latency Communications) : Pour les applications à temps critique avec des latences extrêmement faibles

Applications IoT typiques :

  • Conduite autonome et voitures connectées
  • Industrie 4.0 et Smart Factory
  • Réalité augmentée/virtuelle
  • Télémédecine avec applications en temps réel
  • Des villes intelligentes avec une mise en réseau étendue
  • Infrastructures critiques avec les plus hautes exigences de fiabilité

Migration en cas de déconnexion de la téléphonie mobile

Avec l'abandon progressif des anciennes normes de téléphonie mobile comme la 2G et la 3G, de nombreux opérateurs de solutions IoT et M2M sont confrontés au défi de la migration de leurs systèmes. Pour une transition en douceur, nous recommandons

  • Inventaire : identifier tous les appareils qui dépendent encore de la 2G ou de la 3G
  • Choix de la technologie : Choisissez entre 4G/LTE, LTE-M, NB-IoT ou 5G en fonction de l'application.
  • Pérennité : misez sur des cartes SIM compatibles eUICC qui permettent des changements de technologie sans remplacement physique.
  • Stratégie multi-réseaux : utilisez des cartes SIM multi-réseaux qui permettent de passer d'un fournisseur à l'autre.

Les cartes SIM M2M à l'épreuve du temps de wherever SIM

Nos cartes SIM M2M prennent en charge toutes les normes de téléphonie mobile actuelles (2G, 4G, 5G) ainsi que les normes spécifiques à l'IoT LTE-M et NB-IoT. Grâce à la capacité multi-réseaux et à la technologie eUICC en option, vous êtes parfaitement équipé pour l'avenir - même au-delà de l'arrêt de la 2G.

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