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Quelles seront les 7 bandes de fréquences sous les projecteurs de la communauté internationale dans les prochaines années ?

12/11/2020

Une harmonisation des fréquences au niveau européen voire mondial est nécessaire pour la plupart des usages des fréquences. C’est pourquoi les bandes de fréquences qui font l’actualité en France sont généralement le résultat de négociations internationales échelonnées sur de nombreuses années. Ainsi, l’ouverture des bandes 3,5 GHz et 26 GHz à la 5G résulte de travaux initiés dans les années 2014-2016 aux niveaux européen et mondial. La bande de fréquences dite « bande L » (1 427-1 517 MHz) que l’Arcep pourrait prochainement autoriser pour la 5G a été étudiée dès 2013. Enfin, la prochaine bande de fréquences WiFi à 6 GHz (5 935-6 425 MHz) est à l’ordre du jour des travaux européens depuis 2017.

En France, l’ANFR est en première ligne dans les négociations internationales pour identifier les bandes de fréquences qui serviront aux usages du futur. Cet article décrit 7 bandes de fréquences à l’ordre du jour des négociations internationales, qui feront peut-être l’actualité nationale des prochaines années.

La bande 470-694 MHz

En France, cette bande est réservée à la télédiffusion jusqu’au moins 2030 par la loi audiovisuelle de 1986. Cependant, elle arrive au centre de l’attention internationale puisqu’elle fait l’objet d’un point à l’ordre du jour de la Conférence mondiale des radiocommunications 2023 ( CMR -23). Une évaluation des utilisations et des besoins de la radiodiffusion et des services mobiles dans cette gamme de fréquences pourrait permettre, lors de la prochaine CMR , de faciliter à terme l’introduction de nouveaux réseaux mobiles dans cette bande, qui resterait de toute façon attribuée à la radiodiffusion. Cette décision pourrait répondre à des besoins de réseaux mobiles commerciaux, de réseaux gouvernementaux mais aussi pour une utilisation de la 5G « broadcast » pour la diffusion audiovisuelle.

Après la CMR -23, le débat devrait se déplacer au niveau européen, compte tenu de la décision du Parlement européen et du Conseil (2017/899) sur la bande UHF. Cette décision, qui garantit une priorité à la disponibilité de la bande pour les besoins de la radiodiffusion jusqu’au moins 2030, demande également à la Commission de présenter un rapport au Conseil et au Parlement sur l’évolution de l’utilisation de cette bande. Par ailleurs, l’expérience des dividendes numériques sur les bandes 700 MHz et 800 MHz a démontré qu’une approche européenne coordonnée était indispensable pour toute évolution, compte tenu des contraintes de coexistence aux frontières.

La bande 1 880-1 920 MHz

Cette bande de fréquences se décompose en deux sous-bandes.

  • Dans la première, 1 880-1 900 MHz, le système sans fil DECT bénéficie d’une directive européenne de 1991 qui lui assure une quasi-exclusivité de l’usage de la bande. Cette situation parait peu compatible avec les nouveaux principes de neutralité technologique et de partage des fréquences ;
  • Dans la deuxième, 1 900-1 920 MHz, les opérateurs européens avaient acquis des autorisations pour des blocs « 3G TDD » au début des années 2000, avec des dates d’expiration variant en France de 2021 à 2023. Or, sans déploiement effectif depuis des années, ces blocs ont été retirés de la décision d’harmonisation européenne sur la bande 2 GHz.


L’harmonisation européenne pour le futur système de communication rail (FRMCS), en passe d’être adoptée, porte sur la bande 1 900-1 910 MHz, en complément de la bande 900 MHz. Le reste de la bande 1 880-1 920 MHz restera en débat dans les prochaines années pour de nouveaux usages, dont un candidat très sérieux, les communications pour les drones gouvernementaux, est à l’étude au sein de la CEPT.

La bande 3,8 – 4,2 GHz

Les autorisations 5G vont bientôt être délivrées par l’Arcep dans la bande dite 3,5 GHz. Historiquement, cette bande  fait partie de la bande 3,4 – 4,2 GHz (bande C) utilisée pour la réception des communications par satellite. En France, l’usage plutôt limité de cette bande a permis à l’Arcep de faire migrer les stations terriennes vers la bande 3,8 – 4,2 GHz. Mais la normalisation 5G (3GPP) couvre désormais l’ensemble de la bande jusqu’à 4,2 GHz, ce qui suscite l’intérêt de nombreux acteurs. Les premiers smartphones intégrant l’ensemble de cette bande arriveront d’ailleurs prochainement sur le marché.

Les communications satellitaires dans cette gamme du spectre restent toutefois essentielles pour certains usages. En effet, ces fréquences sont beaucoup moins sensibles aux atténuations dues à la pluie que les autres gammes utilisées par les satellites. Il n’est donc pas envisagé de libérer toute la bande en faveur de la 5G. La solution pourrait résider dans un partage, par exemple avec les usages « verticaux » 5G, comme cela a commencé à être mis en place au Royaume-Uni. Des études sur le sujet devraient prochainement être lancées au niveau européen.

La bande 5 875-5 935 MHz

Depuis plus de 10 ans, cette bande fait  l’objet d’études pour le développement de systèmes de transport intelligent (ITS). Récemment, le cadre communautaire a été modifié pour harmoniser l’ensemble de cette bande en y intégrant : les systèmes de contrôle du rail urbain (CBTC), la coexistence entre ITS routiers et ITS rail urbain assurée sur la base d’une définition de canaux préférentiels. Encore plus récemment, les travaux sur l’harmonisation de la bande 6 GHz pour le WiFi sont en train de conclure sur la définition des mesures nécessaires à la protection du CBTC.

Mais cette étape importante ne clôt pas les travaux.  Plusieurs questions restent en suspens et devront être traitées dans les prochaines années :

  • la coexistence entre des technologies ITS routiers concurrentes, notamment le G5, proche du WiFi, et le C-V2X, correspondant au LTE ou à la 5G ;
  • les conditions dans lesquelles une application ITS (route ou rail urbain) pourrait utiliser les canaux prioritaires de l’autre ;
  • une évaluation, sur la base de mesures, des risques de brouillage du CBTC par le WiFi pouvant conduire avant 2025 à un relâchement des limites de rayonnement non désirés qui seront imposées au WiFi.


La bande 6 425-7 125 MHz

Cette bande est à l’ordre du jour de la CMR -23 pour une éventuelle identification des systèmes mobiles (IMT) en Région 1. La communauté mobile (équipementiers et opérateurs) y porte une attention considérable. Elle intéresse en parallèle la communauté WiFi qui y voit l’extension naturelle de la bande 5 935-6 425 MHz, bientôt autorisée pour le WiFi en Europe. En effet, les Etats-Unis et d’autres pays ont déjà affecté au WiFi toute la bande 6 GHz jusqu’à 7 125 MHz.

Cette bande est actuellement utilisée pour des faisceaux hertziens et des liaisons satellitaires. Pour ces dernières, il s’agit principalement des liaisons montantes de la bande C, historiquement associées dans le sens descendant aux bandes 3 400-3 700 MHz et 4 500-4 800 MHz. Or, celles-ci ne sont pas ou plus disponibles pour ces usages, au moins en France.  En corollaire, les bandes montantes devraient être, elles-aussi, moins utilisées à l’avenir par les stations terriennes en émission. Néanmoins, des études  ont démontré le risque de brouillage des satellites par des stations de base des réseaux mobiles alors que le Règlement des radiocommunications oblige les administrations à protéger les satellites des autres administrations. De plus, un nombre important de faisceaux hertziens utilisent la bande en France, y compris ceux venant de quitter la bande L. Toute évolution des usages dans cette bande pourrait donc nécessiter de nombreuses années avant d’être effective.

La bande 27,5-29,5 GHz

Cette bande de fréquences est la plus importante pour le développement de l’Internet par satellite, qu’il s’agisse de la connexion d’abonnés isolés ou de terminaux à bord d’avions, de navires, de trains et, bientôt, de voitures. La plupart des satellites géostationnaires ou des constellations offrant ce type de service utilisent cette bande à la montée.

Cependant, les communications mobiles ont fait peser une menace sur la disponibilité de cette bande puisque plusieurs pays, dont les Etats-Unis, ont décidé d’y introduire de la 5G dans la partie basse de la bande. Lors des CMR -15, l’ UIT a largement rejeté le principe du développement de la 5G dans cette bande et la CMR -19 a préféré harmoniser la bande 26 GHz pour la 5G. Cette orientation doit être en permanence consolidée face aux risques que suscite la disponibilité des équipements 5G dans la bande. La CMR -23 devrait, vis-à-vis de la protection des satellites, renforcer les dispositions règlementaires internationales qui s’appliquent pour limiter la puissance des stations des services de Terre, aujourd’hui inapplicables à cette bande.

Aujourd’hui le partage de bande entre le service fixe et le service fixe par satellite est fondé sur une segmentation de la bande.  Des études sont en cours pour faire évoluer ce partage  afin d’y introduire une plus grande flexibilité et permettre une plus large utilisation de la bande pour l’Internet par satellite comme pour le service fixe.

La bande 37-43,5 GHz

La CMR -19 a identifié cette bande millimétrique pour les systèmes mobiles (IMT) en complément des bande 26 GHz et de la bande 66-71 GHz. La Commission a confié des études à la CEPT pour la définition de conditions techniques harmonisées pour la 5G dans la partie de la bande 40,5-43,5 GHz qui avait été proposée initialement par l’Europe. Cependant les liaisons descendantes par satellite (bande Q/V) de la bande 37,5-42,5 GHz vont se développer considérablement dans cette partie du spectre dans les prochaines années. La CMR -19 a par ailleurs décidé des conditions qui seront applicables à l’utilisation de cette bande par les nouvelles constellations de satellites.

L’harmonisation européenne va rechercher le juste équilibre dans l’accès à cette bande entre les réseaux mobiles IMT et les stations terriennes d’accès ou d’infrastructure, tout en prenant en compte les autres utilisateurs de la bande, notamment le service fixe dont la bande 37-39,5 GHz est une des plus utilisée, et la radioastronomie, qui bénéficie d’une attribution primaire dans la bande 42,5-43,5 GHz.

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