Les solutions d’amélioration de la couverture indoor

Avoir une connexion sans fil à tout moment et n’importe quel lieu présente un enjeu tel que les acteurs du secteur des télécommunications sans fil dans le monde, en particulier au Sénégal œuvrent à réduire au maximum possible les zones du territoire peu ou pas desservies par un réseau de téléphonie mobile, selon le contexte d’emploi. A cet effet, la SONATEL a mis en place le programme de déploiement de solutions spécifiques dans le territoire national pour répondre aux besoins des clients et maintenir l’amélioration continue de la performance du réseau. Le déploiement de sites macros classiques devient de plus en plus couteux et les dépenses d’exploitation augmentent considérablement. La préoccupation majeure des opérateurs est la gestion de la couverture indoor et de la capacité pour satisfaire les besoins des utilisateurs des réseaux mobiles. Ainsi, la SONATEL a pris l’initiative de mettre en place des solutions qui permettront d’occuper le moins d’espace, un déploiement plus rapide (sur poteau, mur, terrasse, etc.), d’embarquer les mêmes technologies que les sites macro et d’avoir une capacité intéressante pour soulager un site macro.

Le répéteur hertzien

Le répéteur hertzien, un dispositif utilisé par la SONATEL, permet la réception et l’émission des signaux provenant de la BTS cible grâce à une antenne donneuse généralement installée en terrasse. Ces signaux seront répétés et amplifiés à l’intérieur même du bâtiment pour améliorer la couverture indoor. Les bandes de fréquences pour le répéteur hertzien sont : la bande 800 MHz, 900 MHz, 1800 MHz et la 2100 MHz. Pour chacune de ces bandes de fréquence, la SONATEL règle le répéteur pour l’adapter à ces différentes bandes. Les principaux avantages du répéteur sont :  Installation plus facile, moins chère, plus esthétique, etc.  Solution multi-opérateurs, tous les opérateurs auront la même couverture Chapitre III : Les solutions d’amélioration de la couverture indoor 17 Toutefois, cette solution présente des inconvénients qui sont :  Performances très limitées ;  Cette solution n’apporte pas de capacité ;  Dans les zones de fort trafic, le répéteur ne règle pas les problèmes liés à la congestion des relais extérieurs puisqu’il se contente d’étendre la couverture extérieure au niveau de l’endroit où il est installé. La figure 9 représente l’architecture du répéteur hertzien au niveau d’un immeuble. Figure 9 : Le répéteur hertzien

Les Systèmes d’Antennes

Distribuées ou Distributed Antenna System (DAS) Les Systèmes d’Antennes Distribuées ou DAS, ont été développées très récemment dans le but d’offrir une couverture au niveau des services de téléphonie mobile pour les bâtiments tertiaires. Ces solutions visent à répondre à un besoin sur des ouvrages de taille intermédiaire. Les antennes de diffusion sont actives et ont une apparence similaire à celle des bornes Wi-Fi. Pour 18 cette solution, la fibre optique relie le cœur de réseau de chaque opérateur (OP1, OP2, OP3) au relais (BTS) de l’opérateur concerné. Ces relais sont par la suite connectés à un Master Optique par l’intermédiaire d’un câble coaxial qui transporte les signaux électriques. Ce Master Optique convertie à son tour ces signaux électriques à des signaux optiques qui seront transportés via la fibre optique jusqu’aux routeurs. Ces derniers transforment les signaux optiques en signaux électriques qui seront transmis à l’aide d’un câble RJ45 jusqu’aux antennes actives qui vont émettre ces signaux [1]. La figure 10 ci-après illustre la solution DAS. Figure 10 : La solution DAS [1] Cette solution innovante peut sembler séduisante de prime abord mais présente toutefois des inconvénients majeurs, comme son coût (deux fois supérieur ou plus à celui d’une installation équivalente basée sur le déploiement d’une infrastructure antennaire passive) ou la nécessité pour le bailleur d’assurer l’exploitation et la maintenance des équipements actifs, ainsi qu’une évolutivité limitée. III.3. Les Small Cells Les Small Cells sont des micros stations de base de petite portée et de capacité limitée facile à déployer. Ils renforcent la couverture mobile pour nous offrir une connexion plus rapide et plus fiable. Ils s’agissent de micros BTS contenant à la fois des équipements bandes de base et radio émetteur-récepteur. Ils permettent aussi de fournir des services mobiles 3G /4G sur les bandes 19 respectives 2100/1800 MHz, et joueront un rôle important dans la fourniture de télécommunications mobiles pour la 5G [11]. Ils constituent une alternative intéressante à l’installation de relais conventionnels pour assurer la couverture des ouvrages de taille intermédiaire. Du fait de sa petite taille, une Small Cell ne nécessite pas de servitudes aussi contraignantes que les classiques relais « macros ». Ce sont des équipements compacts et peuvent être installées dans des endroits confinés ou un relais classique ne peut pas être installé. Elles ne permettent pas de couvrir une grande surface en d’autres termes leur couverture est restreinte. La mise en place de ces Small Cells ne demande pas un coût élevé comparé à celui d’un relais conventionnel qui est plus élevé. Les Small Cells intègrent les technologies 2G, 3G et 4G dans un même coffret. Un autre avantage pour ces Small Cells est le fait qu’ils ont un fonctionnement similaire aux BTS et permettent de régler le phénomène de congestion des sites macros [11]. L’architecture générale de la solution Small Cell est présentée à la figure 11. Elle mette en évidence les différents nœuds qui interviennent dans le processus. Figure 11 : Architecture du réseau de transmission Small Cell Sur ce schéma, la fonction et les aspects physiques de chaque dispositif sont donnés ci-après. ²

La Micro Base Transceiver Station (BTS)

La BTS est le premier élément électronique actif du réseau GSM, vu par le mobile. C’est l’élément intermédiaire entre la Base Station Controller (BSC) qui reçoit des informations, 20 donne des ordres et le mobile qui les exécute. La figure 12 ci-après illustre le schéma fonctionnel d’une BTS montrant ses différents modules constitutifs. 

Schéma synoptique d’une BTS

Figure 12: Schéma fonctionnel global d’une BTS Ce schéma synoptique est très simplifié, afin de présenter de manière très claire les éléments essentiels d’une BTS. Eléments d’une BTS La BTS est composé d’équipements d’énergie, de protection et de transmission (grande armoire métallique) modulaire avec des emplacements disponibles pour enfiler des cartes électroniques.  Equipement de transmission : la Baie La baie est une grande armoire métallique, parfaitement blindée électriquement, hermétique, climatisée l’été et chauffée en hiver pour conserver une température de fonctionnement constante. Une baie est modulaire, elle contient des emplacements pour des cartes électroniques qui sont ajoutées suivant les besoins du site. C’est aussi une unité de commande qui est la partie essentielle de la BTS, elle gère tout son fonctionnement, notamment :  La génération de fréquences de références ;  La création des différentes porteuses ;  La modulation et la démodulation des signaux ;  La commande des amplificateurs de puissance ;  La fourniture des signaux aux TRX, et ceci sur tous les secteurs. La baie est généralement pour les sites MTN appelé RBS (Radio Base Station) et peut être de catégories comme : RBS 900, RBS 1800 et RBS 2100) et ces RBS dépendent de la technologie. En téléphonie mobile les RBS (Radio Base Station) assurent la connexion entre les téléphones portables et le réseau téléphonique plus large.