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Les évolutions technologiques

 

AFNUM : les équipements 5G (antennes et terminaux)

 

L’AFNUM souligne que la 5G permet une amélioration du débit (vitesse de transfert et vitesse moyenne), une faible latence (stabilité du réseau), une haute disponibilité, une augmentation du nombre d’objets connectés adressables (Internet des objets) et une densification des connexions possibles dans un espace donné.

L’introduction de la 5G correspond également à une amélioration de l’efficacité spectrale, ce qui permet par conséquent, à trafic constant, d’économiser l’énergie consommée par le réseau.

La 5G offre plusieurs possibilités technologiques, parmi lesquelles la décentralisation de « l’intelligence du réseau » afin de gagner en vitesse ou encore la sectorisation (beamforming), c’est-à-dire la « sélection » précise des terminaux destinataires des émissions, selon leurs besoins à un instant donné. La sectorisation limite ainsi le niveau d’exposition par rapport à une cellule macroscopique de type 4G, tout en permettant à un nombre accru d’utilisateurs d’accéder au service. La sectorisation participe ainsi à la meilleure efficacité énergétique et spectrale du réseau dans sa globalité.

À l’international, la Corée du Sud prévoit le déploiement de services commerciaux 5G dès 2019. L’Europe s’est quant à elle fixé l’objectif de déployer la 5G dans au moins une grande ville par pays en 2020, puis dans les principales villes et les axes de transport majeurs en 2025.

L’AFNUM indique que l’un des objectifs de la 5G consiste à réduire au maximum la puissance rayonnée afin de maîtriser la consommation du réseau. La technologie de la 5G suppose sur une fluctuation de puissance du faisceau en fonction des besoins à un instant donné. Certes, ce fonctionnement complique la définition de protocoles de mesure, mais le déploiement de la 5G se traduira, à trafic constant, par une diminution globale du champ par rapport à d’autres technologies.

Le Conseil national des associations familiales laïques indique néanmoins qu’Il est hautement probable que l’augmentation de trafic entraine une forte augmentation du volume de données transmises, donc in fine une augmentation significative de la consommation d’énergie liée aux communications elles-mêmes mais aussi à leur stockage dans les data-centers.

Présentation des premiers rapports sur l’exposition 5G et indicateur de l’exposition

L’ANFR a conduit des expérimentations avec tous les opérateurs de téléphonie mobile et différents fabricants : Ericsson, Huawei, Nokia et Samsung dans la bande 3,4-3,8 GHz. Les résultats complets de ces travaux sont disponibles sur son site internet.

L’ANFR explique que le niveau d’exposition, avec les technologies 2G, 3G et 4G avec des antennes classiques, dépend presque uniquement du positionnement dans l’espace. Ce n’est plus le cas avec la 5G qui, outre la position, introduit également le paramètre du temps. Cette dimension temporelle doit en particulier tenir compte de la durée de six minutes, définie sur des bases sanitaires et commune à toutes les mesures d’exposition. Pour la 5G, dont la puissance varie beaucoup plus au cours du temps, c’est seulement l’analyse des émissions pendant cette durée de 6 mn qui permet d’apprécier correctement le niveau d’exposition.

Les panneaux d’antennes 5G sont capables d’orienter un faisceau vers chaque utilisateur demandant des données, pour la durée strictement nécessaire à leur transmission. Ils fonctionnement également en alternat, selon le mode TDD (Time-division duplexing). Ces faisceaux, enfin, peuvent changer de position très vite, jusqu’à mille fois par seconde. Comparativement aux technologies antérieures, la 5G ne couvre ainsi pas tous les points d’un secteur en même temps. Le fait de déployer la 5G dans une bande large (3,4-3,8 GHz) permet aussi d’augmenter significativement le débit.

La 5G implique une diminution de l’exposition hors faisceau et, dans le faisceau, une durée d’exposition réduite. En revanche, l’exposition est plus forte dans le faisceau. Avec un terminal, et pour une durée de téléchargement de 150 secondes d’un fichier de 10 Go, l’exposition moyenne sur six minutes a été mesurée à 3,9 V/m à 150m du site radioélectrique 5G. Pour un téléchargement en continu pendant six minutes (cas hypothétique, car le terminal recevrait alors en 6 mn l’équivalent de 24 Go, soit plus que certains forfaits mensuels 4G), l’exposition atteint 6,5 V/m. Avec la 5G, le niveau d’exposition dépend donc du volume de données délivrées et, par conséquent, des usages.

L’ANFR a choisi de retenir la valeur d’un gigaoctet envoyé par une antenne 5G toutes les six minutes dans une même direction. Le croisement entre cette valeur et l’hypothèse d’un débit moyen de 500 mégabits par seconde permet de calculer l’indicateur de l’exposition.

Quant aux périmètres de sécurité autour des stations radioélectriques à l’extérieur desquels le niveau d’exposition du public aux champs électromagnétiques émis par les installations radioélectriques est inférieur aux valeurs limites, ces derniers étaient jusqu’alors définis par les opérateurs sur la base de la puissance maximale théorique. Toutefois, cette notion de puissance maximale théorique n’est pas adaptée à la variabilité inhérente au fonctionnement de la 5G. Il est donc plus pertinent de recourir à la notion de puissance maximale réelle moyennée sur six minutes.

L’Agence s’attend à des résultats démontrant une fluctuation plus importante du niveau d’exposition avec la 5G. L’ouverture des premiers réseaux aux clients donnera bien entendu l’occasion de confirmer ou infirmer cette hypothèse.

Il est constaté que la France est très avancée sur les mesures 5G par rapport aux autres pays. Beaucoup de pays ont d’abord déployé la 5G et réalisent à présent des mesures a posteriori.

L’ANFR poursuivra ses études, notamment dans la bande 26 GHz, et vérifiera la pertinence de l’indicateur de l’exposition lors de l’ouverture des premiers réseaux commerciaux. Pour tenir compte des spécificités de la 5G en bande 3,4-3,8 GHz, l’ANFR a publié trois documents de référence :


Le CND a conduit une réflexion sur le contrôle de l’indicateur de l’exposition, le contrôle des périmètres de sécurité, et les directions dans lesquelles prolonger l’ensemble de ces études.

Capteurs autonomes de l’exposition installés dans les villes

La société EXEM a remporté le marché public, ouvert par l’ANFR à l’été 2019, pour la mise à disposition et l’exploitation de capteurs larges bandes tri-axes, autonomes et compacts, mesurant le champ électromagnétique dans les bandes comprises entre 80 MHz et 6 GHz. Début 2020, des capteurs ont été installés sur des candélabres (réverbères), à une hauteur de trois à quatre mètres, sur trois sites différents à Nantes et à Marseille. Trois autres villes ont été retenues pour ce test. Les capteurs effectueront des mesures moyennées sur six minutes. Les résultats seront consultables sur une plateforme internet ouverte au public, ils permettront en particulier de voir l’effet de l’exposition due à la 5G au moment des premiers déploiements commerciaux.

La CLCV met en cause l’utilité et les capacités de ces capteurs à suivre les effets de l’exposition due à la 5G du fait que ces capteurs étaient des sondes larges bandes incapables de discerner l’impact de chacune des bandes émises dont la 5G.


Scénario 4G et 5G sur l’exposition future en zone urbaine très dense

L’objectif est de simuler l’évolution de l’exposition avec un déploiement « toutes bandes » de la 4G sur les fréquences actuelles et les stations existantes, avec ajout de la 5G dans un second temps.

Le lieu de la simulation est une zone urbaine très dense (Paris XIV). Une comparaison des niveaux d’exposition est réalisée entre l’état initial (fin 2017) et un état futur de déploiement de la 4G, puis de la 5G.


Scénario 4G

Le scénario 4G est synthétisé dans le tableau suivant :

Toutes les bandes de fréquence sont utilisées dans le scénario futur pour chaque azimut de chaque station de base existante à l’état initial.

Dans le scénario envisagé, la 4G occupera toutes les bandes, sauf la bande 900 MHz qui conservera la 2G et la 3G.

Les résultats sont exploités de façon relative, par différence entre scénarios, pour minimiser l’influence des incertitudes.

En intérieur, la moyenne passe de 0,6 V/m à 0,9 V/m, et de 0,07 % à 0,5 % pour les points supérieurs ou égaux à 6 V/m. En extérieur, la moyenne passe de 1 V/m à 1,7 V/m, et de 0,5 % à 3,1 % pour les points supérieurs ou égaux à 6 V/m.

Les niveaux d’exposition restent en moyenne très inférieurs aux valeurs limites réglementaires. La tendance est à une augmentation du nombre de points atypiques dans les zones urbaines très denses, avec un nombre plus important d’émetteurs contribuant aux points atypiques.

Scénario 5G

L’objectif est de simuler l’évolution de l’exposition avec un déploiement « toutes bandes » de la 4G sur les fréquences actuelles et les stations existantes et le déploiement de la 5G dans la bande 3,4 – 3,8 GHz.

La 5G est ajoutée sur chaque station avec une PIRE de 160 W, avec application de l’indicateur de l’exposition 5G. Par rapport au scénario 4G, en intérieur, la moyenne passe de 0,9 V/m à 1,3 V/m, et de 0,5 % à 1,1 % pour les points supérieurs ou égaux à 6 V/m. En extérieur, la moyenne passe de 1,7 V/m à 2,3 V/m, et de 3,1 % à 6 % pour les points supérieurs ou égaux à 6 V/m.

Avec l’hypothèse d’un déploiement futur généralisant la 4G, le niveau d’exposition moyen augmente d’environ 66 % et génère environ six fois plus de points les plus exposés (niveaux supérieurs à la valeur d’attention de 6 V/m).

Dans l’hypothèse de l’ajout d’émetteurs 5G au scénario précédent, le niveau d’exposition moyen augmente d’environ 30 % et génère environ 50 % de zones supplémentaires supérieures à 6 V/m.

L’exposition de la « 5G seule » génère quant à elle par rapport à la situation de départ 0,2 % de points supérieurs ou égaux à 6 V/m en intérieur et 1,1 % en extérieur.

CNES : exposition créée par deux constellations satellitaires

En réponse à des questions posées par certaines associations et face à la prolifération possible des constellations satellitaires, Le CNES a simulé l’exposition au sol créée par deux constellations satellitaires LEOSAT et SPACEX sur la base des hypothèses suivantes :

  • Beaucoup de satellites sont visibles en même temps mais n’utilisent chacun qu’une partie de la bande pour ne pas se brouiller ;
  • La puissance reçue baisse d’environ 10 dB pour des élévations inférieures à 40° ;
  • La valeur de la densité de puissance maximale est uniforme pour tous les satellites ;
  • Pour simplifier, on peut assimiler la constellation à un seul satellite émettant sur toute la bande.


Le calcul théorique donne une valeur de champ de 0,0007 V/m pour les deux constellations. Si l’on considère 2 polarisations, la valeur sera de 0,0014 V/m.

Cette valeur est considérée comme une exposition non significative. La valeur réelle sera en pratique inférieure, car le calcul ne tient pas compte de la propagation.

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Comment connaître l’exposition aux ondes dans son lieu d'habitation ? Que permettra le projet ambitieux de l’ANFR de simulation de l’exposition sur la France entière ? Les réponses dans le #podcast de l'ANFR avec @Conso_INC https://t.co/p4wMcWi2HR

Pour permettre au public de mieux connaître son exposition aux ondes, l'@ANFR prévoit, en lien étroit avec @Ecologie_Gouv, de réaliser une simulation de l'exposition "France entière". + d’infos sur ce projet grâce à cette interview croisée ⤵️ https://t.co/oP5zGnWd5O

Ce matin, @GillesBregant intervient aux Assises du Très Haut Débit pour parler « 5G et #openRAN : quelles nouvelles opportunités pour les collectivités publiques ? » #reseauxmobiles #connectivite https://t.co/pTnrz4RcKC

#LesMétiersAnfr
Les missions de l'ANFR ne se limitent pas à la terre ferme. L’@anfr contrôle aussi des équipements radio de nombreux navires français et étrangers.
Découvrez l’ITW de notre référent maritime Jean-Louis SCHMITZ.
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📻 Dès le 12 octobre, le nombre de radios disponibles en numérique #DABplus augmente significativement sur les 2000 km de routes et d'autoroutes qui relient #Paris-#Lyon-#Marseille. Sans oublier le déploiement du DAB+ dans les villes de @Dijon, @Avignon et @VilleDeToulon ! https://t.co/0hA5txvp0L

L‘ANFR a installé des capteurs de mesures de l'exposition aux ondes dans plrs grandes villes de 🇫🇷 pour surveiller l’évolution de l’exposition du public aux ondes avec l’arrivée de la #5G. Comment fonctionnent ces capteurs ? Où trouver toutes les données ? https://t.co/62FMAmX2nK https://t.co/qlrgAhUkU6

🎓Comment les ondes interagissent-elles avec notre environnement ? Pourquoi il est parfois impossible d’envoyer des SMS dans le métro ou dans l’ascenseur ?...
C’est le sujet de notre nouvelle vidéo #ANFRacademie à découvrir ici ⤵️
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#lesEnquêtesANFR
Panne de surf en Polynésie française ! Que se passe t'il lorsque la 4G ne passe plus sur le front de mer de Papeete et qu'il n'est plus possible de surfer sur internet avec son 📱? L' @anfr s’est penchée sur cette affaire insolite ... ⤵️
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Des experts de l’@anfr sont intervenus hier soir lors de la visioconférence « la 5G et les nouveaux usages du numérique » organisée par la @villedestbrieuc, pour donner des informations sur la technologie 5G, l’état du déploiement et les contrôles réalisés par l’ANFR. ⤵️ https://t.co/69Ih4JTB8G

[Prenez RDV] #Fréquences #Startups, des questions sur le fonctionnement et l’accès à certains domaines ? L'@anfr vous éclaire sur leurs réglementations spécifiques.
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Eric Fournier, directeur de la planification du spectre et des affaires internationales à l’@anfr, intervient ce matin à la conférence « Connecting tommorrow – 5G, broadband and beyond » pour parler de 5G et d'une utilisation + efficace du spectre.
https://t.co/2aggLKJAzv https://t.co/lM7zWg9IG6

Accueil d’une délégation de haut niveau de l’@Artp_Senegal le 6 octobre en vue d’aborder les missions @ANFR, la planification des bandes #5G, l’exposition du public, les sites et servitudes radioélectriques, les licences radio maritimes et le service radioamateur. https://t.co/DcoAE8lGnd

[#ObservatoireANFR] 📱📊
Le bilan des sites #4G mis en service en métropole au 1er octobre :
@orange (26 915 sites, +216 en septembre)
@SFR (22 488 sites, +80)
@bouyguestelecom (22 171 sites, +110)
@free (20 710 sites, +176)

https://t.co/IjoeqV9Ge1 https://t.co/d59CtmcFxS

[#ObservatoireANFR] 📱📊
Au 1er octobre, 57 754 sites #4G sont autorisés par l' @anfr en France : découvrez l’étude complète sur l’évolution déploiement des réseaux #mobiles en métropole et Outre-Mer.
https://t.co/hbmVDGmk6U https://t.co/Ck8KDtsD4c

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