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Comprendre le fonctionnement des antennes 5G

Mise à jour le 29 octobre 2020 par Emeline Rioual
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Nos experts vous présentent les antennes 5G, indispensables au lancement du nouveau réseau en France. Découvrez quelles sont les innovations apportées par les antennes 5G et les raisons de leur déploiement massif sur le territoire.

antenne 5g
© sakurayon

Qu'est-ce qu'une antenne 5G ?

Les antennes sont des équipements technologiques permettant aux usagers de réceptionner le signal d'un réseau mobile. Tout comme les antennes 3G et 4G, les antennes 5G jouent le rôle d'amplificateur de signaux. Grâce à elles, les usagers peuvent capter la 5G d'un opérateur mobile. 

Avez-vous une antenne 5G près de chez vous ?

Pour capter n'importe quel réseau mobile 3G, 4G ou 5G, il est primordial de répondre à deux critères : être couvert par un opérateur mobile et se situer à proximité d'une antenne-relais. 

Grâce à notre test 5G, découvrez si un ou plusieurs des quatre opérateur a installé une antenne 5G à proximité de votre adresse. Si c'est le cas, vous pourrez profiter de la 5G de l'opérateur en question dès le lancement de son réseau fin 2020. 

Combien d'antennes 5G sont actives en France ? 

Depuis le lancement de la procédure pour l'attribution des fréquences 5G en 2019, l'Arcep (Autorité de Régulation des Communications Electroniques et des Postes) a délivré plusieurs autorisations aux opérateurs afin qu'ils puissent expérimenter ce nouveau réseau. Pour réaliser ces expérimentations et déployer leur futur réseau 5G, Orange, SFR, Bouygues Telecom et Free Mobile ont installé plusieurs antennes 5G réparties sur l'ensemble du territoire français. 

En octobre 2020, 451 antennes 5G sont actives en France. Parmi elles, certaines antennes 4G sont améliorées et exploitées pour tester la 5G tandis que les autres sont de toutes nouvelles antennes 5G. Sur cette période, Orange est l'opérateur qui a déployé le plus d'antennes 5G (345). Celles-ci sont principalement localisées à Paris, Lille, Nantes, Marseille et Montpellier. Bouygues Telecom compte 60 antennes 5G situées majoritairement à Lyon, Marseille et Bordeaux. 43 antennes 5G SFR sont réparties à Nantes et à Toulouse. Quant à Free Mobile, il est l'opérateur qui en dispose le moins en France, soit 3 antennes 5G toutes installées à Paris. 

Comment fonctionne une antenne 5G ? 

Appelées également “antennes massives MIMO” ou “antennes actives”, les antennes 5G sont des structures permettant de capter les ondes électromagnétiques émises par une bande-fréquence. Bien que les antennes 4G et 5G soient assez similaires, les antennes 5G présentent certaines innovations. Les voici.

Beamforming : l'antenne 5G émet un signal dans une direction précise 

Les antennes 5G utilisent des fréquences supérieures à 1 GHz et se composent de connecteurs capables de focaliser un signal sur une zone donnée. On appelle cela le beamforming. Grâce à cette technologie de groupage de faisceaux, les antennes 5G ne vont plus émettre un signal constant dans toutes les directions mais viser précisément les utilisateurs dès lors qu'ils en ont besoin. Le beamforming permet ainsi un gain d'énergie considérable par rapport aux antennes 4G.

Dans cette logique, le signal réceptionné est nettement supérieur à celui émis par les antennes-relais actuelles. En effet, un utilisateur reçoit la même quantité d'énergie grâce à une antenne 5G que l'ensemble des utilisateurs d'une antenne 4G. Ces nouvelles antennes intelligentes vont également permettre de prendre en charge une multitude d'appareils électroniques pour répondre aux besoins de chaque utilisateur. 

Data slicing : l'antenne 5G adapte la puissance de son signal en fonction du besoin

En plus d'émettre un signal dans une direction précise, celui-ci est adapté aux besoins des utilisateurs. A l'inverse des antennes 4G qui offrent un signal égal et limité à chaque usager, les signaux des antennes 5G convergent toutes vers un appareil électronique. Cela permet de répondre aux besoins d'un individu. On appelle cela le data slicing. A titre d'exemple, un particulier qui va regarder un film en streaming sur son smartphone recevra un signal plus puissant qu'un autre qui souhaite simplement envoyer un SMS. Le data slicing permet de mieux gérer en temps réel l'utilisation de la bande passante en priorisant les usages. 

L'antenne 5G consomme 20 fois moins d'énergie 

Autre grande nouveauté de la 5G, ses antennes consomment 20 fois moins d'énergie grâce à l'activation de modes de veille plus avancés que sur les antennes 4G. En effet, ces nouveaux modes de veille font bien plus qu'éteindre l'amplificateur de puissance d'une antenne, ils vont également mettre en veille certaines parties digitales des antennes et de ses radiofréquences. Ces antennes plus intelligentes permettront un gain en économie d'énergie de 20% supplémentaire. 

Pourquoi faut-il installer beaucoup d'antennes 5G en France ? 

Si le déploiement de la 5G a suscité bon nombre de réactions en France, c'est notamment par le fait que cette nouvelle technologie nécessite l'installation d'un nombre important d'antennes 5G sur le territoire pour une couverture complète. 

Contrairement au réseau 4G qui utilise des fréquences basses (la bande des 700 MHz, 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz, 2100 MHz et 2600 MHz), la 5G utilise majoritairement des fréquences hautes (la bande des 3,5 GHz et la bande-fréquence des 26 GHz). Si les fréquences basses ont une forte portée de signal et des débits limités, les fréquences hautes se caractérisent à l'inverse par une portée de signal faible et des débits plus performants. Compte tenus de ces éléments, pour couvrir tout le territoire français en 5G, il est nécessaire d'installer davantage d'antennes 5G.

Cela est d'autant plus le cas pour exploiter convenablement la bande-fréquence des 26 GHz. En effet, celle-ci n'est autre que la bande des ondes millimétriques. C'est notamment cette bande de fréquences qui permettra de répondre à l'émergence significative des objets connectés. Toutefois, ses ondes millimétriques éprouvent de grandes difficultés à franchir des obstacles physiques. Leur portée est limitée à quelques centaines de mètres uniquement. Dans cette logique et pour que les nouveaux usages de la 5G soient tous exploitables, il est primordial d'installer des petites antennes-relais (appelées Small Cells) afin d'exploiter la bande-fréquence des 26 GHz. 

Les antennes 5G présentent-elles un risque pour la santé et l'environnement ?

Pour l'heure et jusqu'à preuve du contraire, le réseau 5G et ses antennes ne représentent pas de risque sanitaire. L'ANFR (Agence Nationale des Fréquences), assure qu'il est encore trop tôt pour déterminer si cette nouvelle technologie présente ou non un risque sur la santé et l'environnement. Dès lors que la 5G sera déployée partout en France, l'ANFR encadrera les ondes émises par le nouveau réseau. Pour en savoirs plus, nous vous invitons à découvrir notre guide spécial “5G : danger réel ou fictif pour la santé ?”.

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