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5G : un point sur l’harmonisation de nouvelles bandes 2 GHz, 2,6 GHz, 42 GHz et 66-71 GHz

31/03/2020

Si les enchères 5G en bande 3,5 GHz en France ont été reportées de quelques semaines, les travaux se poursuivent pour harmoniser de nouvelles fréquences pour la 5G. En effet, la bande 3,5 GHz, comme la bande pionnière 26 GHz dans laquelle les expérimentations ont été lancées, ne sont que la première étape dans son développement. La 5G devrait progressivement être utilisée dans toutes les bandes déjà exploitées par la 2G, 3G ou 4G, tandis que de nouvelles bandes millimétriques permettront d’accroître les débits dans les zones denses. La 5G devra proposer des débits améliorés, la gestion d’un plus grand nombre d’objets connectés, une bonne couverture, une faible latence et une haute fiabilité. Cependant, toutes ces performances impliqueront de combiner différentes bandes de fréquences aux caractéristiques complémentaires :

  • le très haut débit exige de larges canaux disponibles, donc des bandes élevées : s’il est facile de délimiter un bloc de 1 GHz à 26 GHz, c’est bien sûr impossible à 0,8 GHz (bande 800 MHz) ;
  • les objets connectés et la fiabilité des communications nécessitent quant à eux une bonne couverture que seules les bandes basses, inférieures à 2 GHz, permettent.


Les bandes 3,5 GHz et 26 GHz, avec des largeurs de bandes étendues (50 à 100 MHz à 3,5 GHz) voire très larges (800 MHz à 26 GHz) privilégient donc le très haut débit mobile. Ce n’est que le début, puisque d’autres bandes de fréquences sont déjà prêtes, et les négociations se poursuivent pour libérer de nouvelles ressources à court ou à moyen terme.

Les bandes 700 MHz et 800 MHz

Ces bandes ne nécessitent pas de réviser les conditions d’utilisation déjà définies dans les autorisations de l’Arcep délivrées aux opérateurs mobiles pour les services 2G, 3G ou 4G. Lorsque les équipements seront disponibles, un opérateur pourra y déployer la 5G. La bande 700 MHz est ainsi déjà largement considérée en Europe comme une bande 5G. L’utilisation des bandes 700 ou 800 MHz, couplée avec la  bande 3,5 GHz peut permettre à un opérateur 5G de combiner immédiatement couverture et débit.

Les bandes 2 GHz et 2,6 GHz

Les conditions d’utilisation de ces bandes viennent d’être adaptées à la 5G via une révision des décisions communautaires. Pour la bande 2 GHz, le changement de conditions techniques imposé par le cadre communautaire donne à la France jusqu’à 2026 pour la rendre disponible. L’abandon des bandes de garde de part et d’autre de la bande conduit en effet à redéfinir les blocs disponibles, ce qui nécessitera l’intervention du régulateur.

Quant à la bande 2,6 GHz, elle se convertit à la 5G depuis les déploiements prévus en Asie et en Amérique du Nord. Dans les pays concernés, le plan de fréquence a été adapté au mode de transmission en duplex temporel (TDD), qui transforme cette bande en complément ou alternative à la bande 3,5 GHz. En Europe, c’est le mode FDD (duplexage fréquentiel) qui prévaut aujourd’hui mais la bande garde un potentiel pour la 5G, notamment au vu des ressources attribuées aux opérateurs, de l’ordre de 15 à 20 MHz.

Les bandes 40,5-43,5 GHz et 66-71 GHz

Dans les gammes millimétriques, la Conférence mondiale des radiocommunications de 2019 ( CMR -19) a identifié trois bandes pour la 5G : 26 GHz (déjà bien connue), mais aussi 40,5-43,5 GHz et 66-71 GHz.

Les conditions techniques pour la bande 66-71 GHz sont déjà harmonisées en Europe. Elle est incluse dans une bande beaucoup plus large de 14 GHz (57-71 GHz) disponible à terme pour des technologies comme le WiGig, et donc également aussi pour la 5G. Les conditions de propagation dans cette gamme du spectre permettent un partage sans nécessiter une coordination des usages. Il est donc possible de la rendre disponible sous autorisation générale, comme le WiFi.

Les conditions harmonisées d’utilisation de la bande 40,5-43,5 GHz (appelée bande 42 GHz) sont encore à l’étude. Les travaux préparatoires de la CMR -19 ont mis en évidence la nécessité de préciser les conditions de coexistence avec :

  • les stations terriennes satellites opérant soit à la descente, soit à la montée, selon la portion de la bande ;
  • la radioastronomie dans la bande 42,5-43,5 GHz.


L’expérience acquise sur la bande 26 GHz pourra être exploitées afin d’aboutir plus vite à un consensus pour les 42 GHz. Par ailleurs, un accord plus large avait déjà été atteint par la CMR -19 pour la bande 37-43,5 GHz : une économie d’échelle est donc envisagée pour les équipements dans cette bande, qui pourront fonctionner dans de nombreux pays.

En Europe, la Commission vient ainsi de confier à la CEPT l’étude de la bande 42 GHz et une revue des conditions pour la bande 66-71 GHz si nécessaire.  Les résultats sont attendus à la mi-2021.

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