Ficha de revisão: Organisation du spectre radio et applications

📋 Plan du Cours

1. Bandes VLF à EHF du spectre radio
2. Services primaires et affectations de fréquences
3. Bande 470 à 862 MHz et transition TV mobile
4. Bande cœur 3,4 à 3,8 GHz pour la 5G
5. Bandes 5 850 à 5 935 MHz et 5 795 à 5 815 MHz ITS
6. Bande 6 GHz et partage pour WiFi et 5G
7. Bandes satellites Ku, Ka et Q/V
8. Bandes millimétriques 26 GHz et 40,5 à 43,5 GHz
9. Bandes 57 à 71 GHz pour faible portée et liaisons

📖 1. Bandes VLF à EHF du spectre radio

🔑 Notions clés & Définitions

• VLF : Bande VLF : portion du spectre radio allant de 3 kHz à 30 kHz.
• LF : Bande LF : portion du spectre radio allant de 30 kHz à 300 kHz.
• MF : Bande MF : portion du spectre radio allant de 300 kHz à 3 MHz.
• HF : Bande HF : portion du spectre radio allant de 3 MHz à 30 MHz.
• VHF : Bande VHF : portion du spectre radio allant de 30 MHz à 300 MHz.

📝 Points essentiels

• Les bandes sont classées par ordre croissant de fréquence, de VLF vers EHF.
• La bande UHF s’étend de 300 MHz à 3 GHz.
• La bande SHF s’étend de 3 GHz à 30 GHz.
• La bande EHF s’étend de 30 GHz à 300 GHz.
• Le cours associe des services et usages à des plages de fréquences, pas seulement à des technologies.

💡 Astuce mémo

VLF→LF→MF→HF→VHF→UHF→SHF→EHF : même ordre que l’alphabet, fréquence qui monte.

📖 2. Services primaires et affectations de fréquences

🔑 Notions clés & Définitions

• Aéronautique : Service aéronautique : usage radio lié aux communications et à la navigation aérienne.
• Radiodiffusion : Service de radiodiffusion : usage radio destiné à la diffusion de programmes (ex. TV, radio).
• Maritime : Service maritime : usage radio pour les communications et la navigation des navires.
• Scientifique : Service scientifique : usage radio pour des observations ou mesures à finalité scientifique.
• Fixe : Service fixe : usage radio entre points fixes (liaisons, faisceaux hertziens).

📝 Points essentiels

• Le schéma relie des affectations de fréquences à des services primaires.
• Des services primaires listés incluent : aéronautique, radiodiffusion, maritime, scientifique, fixe, radioamateur, radiolocalisation, météorologie, mobile, satellite.
• Le cours montre aussi des services et applications (ex. 4G/5G, WiFi, ITS, Galileo/GPS) placés sur des bandes précises.
• Les mêmes bandes peuvent accueillir plusieurs usages selon les attributions et les règles de coexistence.
• Les affectations servent de base pour organiser l’accès au spectre et limiter les brouillages.

💡 Astuce mémo

Services primaires = “A-R-M-S-F-Ra-RL-Mé-Mo-Sat” (Aéronautique, Radiodiffusion, Maritime, Scientifique, Fixe, Radioamateur, Radiolocalisation, Météorologie, Mobile, Satellite).

📖 3. Bande 470 à 862 MHz et transition TV mobile

🔑 Notions clés & Définitions

• Bande 470-862 MHz : Bande 470 à 862 MHz : plage historique de la radiodiffusion TV hertzienne, réaffectée en partie au mobile.
• Numérisation de la télévision hertzienne : Numérisation de la télévision hertzienne : passage à la TV numérique qui libère des fréquences via l’optimisation du spectre.
• Bande 800 MHz : Bande 800 MHz : portion de fréquences transférée au profit des communications mobiles après la numérisation TV.
• Bande 700 MHz : Bande 700 MHz : portion de fréquences transférée au profit des communications mobiles après l’amélioration du codage TV.
• ANFR : ANFR : organisme cité comme jouant un rôle central dans les chantiers de réaménagement et la résolution des brouillages.

📝 Points essentiels

• La numérisation de la télévision hertzienne (2005-2011) a permis d’augmenter le nombre de programmes TV et de transférer une partie des fréquences vers le mobile.
• Le transfert lié à la numérisation concerne la bande 800 MHz au profit des communications mobiles.
• L’amélioration des technologies de codage a généralisé la diffusion en haute définition (avril 2016).
• Un nouveau transfert de fréquences concerne la bande 700 MHz au bénéfice des communications mobiles, terminé en 2019.
• Le cours indique que la vente de ces deux bandes a rapporté plus de 5 milliards d’euros à l’État.

💡 Astuce mémo

TV numérique → 800 MHz (2005-2011) puis HD (avril 2016) → 700 MHz (fin 2019) pour le mobile.

📖 4. Bande cœur 3,4 à 3,8 GHz pour la 5G

🔑 Notions clés & Définitions

• Bande 3,4-3,8 GHz : Bande cœur 3,4 à 3,8 GHz : bande identifiée pour répondre aux besoins de réseaux mobiles haut débit et déployée pour la 5G.
• RSPG : RSPG : organisme cité comme recommandant la bande cœur pour l’introduction de la 5G en Europe dès 2016.
• Harmonisation européenne 2018 : Harmonisation européenne de 2018 : adaptation de la décision européenne aux caractéristiques de la 5G dans la bande 3,4-3,8 GHz.
• 5G en TDD : 5G en mode TDD : mode où terminaux et stations de base émettent sur les mêmes fréquences mais à des instants différents.
• Arcep : Arcep : autorité citée comme rendant obligatoire la synchronisation des réseaux en France pour la 5G TDD.

📝 Points essentiels

• La bande cœur a été identifiée depuis une dizaine d’années pour les besoins de réseaux mobiles haut débit.
• Le cours explique que les opérateurs mobiles s’y intéressaient moins au départ à cause de conditions de propagation défavorables par rapport à des bandes plus basses.
• Le RSPG recommande dès 2016 la bande comme principale pour introduire la 5G en Europe.
• La décision d’harmonisation européenne est adaptée en 2018 aux caractéristiques de la 5G.
• En France, les opérateurs déploient à partir de 2020 leurs services 5G dans cette bande.

💡 Astuce mémo

3,4-3,8 GHz = cœur 5G : RSPG 2016 → harmonisation 2018 → déploiement France 2020, avec synchronisation TDD.

📖 5. Bandes 5 850 à 5 935 MHz et 5 795 à 5 815 MHz ITS

🔑 Notions clés & Définitions

• ITS : ITS : système de transport intelligent, utilisé pour la communication entre véhicules et avec l’infrastructure.
• V2V : V2V : communication Vehicle to Vehicle entre véhicules pour échanger des messages de sécurité.
• V2I : V2I : communication Vehicle to Infrastructure entre infrastructure et véhicule pour informer (travaux, ralentissements).
• V2P : V2P : communication Vehicle to Pedestrian, envisagée pour relier véhicules et piétons.
• Télépéage : Télépéage : service utilisant la bande 5 795-5 815 MHz, avec règles de coexistence prévues.

📝 Points essentiels

• Le cours relie la sécurité routière et le véhicule autonome à la conception d’un système ITS.
• L’ITS est étendu aux échanges V2I pour informer sur des événements routiers (travaux, ralentissements).
• Le cours mentionne une extension possible aux piétons via V2P.
• Les deux ITS (routier et urbain métro) partagent la bande 5 875-5 935 MHz.
• La bande 5 795-5 815 MHz est utilisée pour le télépéage, avec des règles établies pour la coexistence avec les ITS routiers.

💡 Astuce mémo

ITS sécurité : V2V/V2I/V2P ; bandes : 5 875-5 935 (ITS urbain+routier) et 5 795-5 815 (télépéage).

📖 6. Bande 6 GHz et partage pour WiFi et 5G

🔑 Notions clés & Définitions

• Bande 6 GHz : Bande 6 GHz : bande utilisée pour des faisceaux hertziens et des liaisons montantes vers les satellites (bande C) avant l’arrivée des usages WiFi/5G.
• WiFi en bande 5 GHz : WiFi en bande 5 GHz : usage WiFi déjà présent en 5 GHz en plus de la bande historique 2,45 GHz, ce qui augmente l’intérêt pour 6 GHz.
• Faisceaux hertziens : Faisceaux hertziens : liaisons radio point à point qui doivent être protégées lors d’un partage de bande.
• Satellites bande C : Liaisons montantes vers satellites (bande C) : usage satellite mentionné comme à protéger dans la bande 6 GHz.
• Conférence Mondiale des Radiocommunications 2023 : CMR 2023 : conférence citée comme examinant des possibilités d’usage d’une partie de la bande pour la 5G en Europe, Afrique, Moyen-Orient et Asie centrale.

📝 Points essentiels

• Le cours indique que la bande 6 GHz est déjà utilisée pour des faisceaux hertziens et des liaisons montantes vers les satellites (bande C).
• L’extension du WiFi vers des fréquences en bande 5 GHz augmente la demande potentielle pour 6 GHz.
• Des études sont en cours pour introduire WiFi/5G tout en protégeant faisceaux hertziens et satellites.
• La CMR 2023 examine l’usage possible d’une partie de la bande pour la 5G dans plusieurs régions (Europe, Afrique, Moyen-Orient, Asie centrale).
• Le partage pourrait reposer sur une base de données assignant aux points d’accès des portions de spectre libres de faisceaux hertziens et sans usage en bande adjacente.

💡 Astuce mémo

6 GHz = protéger faisceaux + satellites ; partage via base de données qui “donne” des portions libres aux points d’accès.

📖 7. Bandes satellites Ku, Ka et Q/V

🔑 Notions clés & Définitions

• Bande Ku : Bande Ku : bande satellite citée comme la plus utilisée, notamment pour la transmission de services de télévision.
• Bande Ka : Bande Ka : bande satellite de plus en plus exploitée pour l’accès haut débit par satellite.
• Bande Q/V : Bande Q/V : bande satellite mentionnée avec Ku et Ka pour l’accès haut débit par satellite.
• Constellations non géostationnaires : Constellations non géostationnaires : constellations citées comme utilisant ces bandes pour une connectivité globale.
• Protection orbite géostationnaire : Protection de l’orbite géostationnaire : règles définies en CMR 2019 pour protéger l’orbite et ajuster la ressource.

📝 Points essentiels

• Le cours indique que la bande Ku est la plus utilisée pour la transmission des services de télévision.
• Les bandes Ka et Q/V sont de plus en plus utilisées pour l’accès haut débit par satellite.
• Le cours cite des usages pour connecter internet des avions et des navires.
• Les bandes doivent aussi servir à des constellations non géostationnaires (exemples cités : OneWeb, O3B, Telesat, Kuiper, Starlink).
• Des règles de protection de l’orbite géostationnaire sont définies lors de la CMR 2019, avec des jalons réglementaires ajustant ressource orbitale et spectrale au nombre réel de satellites mis en orbite.

💡 Astuce mémo

Ku = TV ; Ka/Q/V = haut débit + constellations non géostationnaires ; CMR 2019 protège l’orbite.

📖 8. Bandes millimétriques 26 GHz et 40,5 à 43,5 GHz

🔑 Notions clés & Définitions

• Bandes millimétriques : Bandes millimétriques : bandes de fréquences élevées où la 5G devient possible grâce à des antennes orientables.
• Bande 26 GHz : Bande 26 GHz : bande recommandée dès 2016 par le RSPG et actée en 2019 pour la 5G.
• Hot spots : Hot spots : zones de quelques centaines de mètres autour de l’émetteur où la 5G apporte un supplément de capacité.
• Bande 40,5-43,5 GHz : Bande 40,5 à 43,5 GHz : bande harmonisée en Europe pour la 5G, citée avec d’autres bandes millimétriques.
• Bande 66-71 GHz : Bande 66 à 71 GHz : bande harmonisée en Europe pour la 5G, citée avec la bande 40,5-43,5 GHz.

📝 Points essentiels

• Le cours explique que les pertes de propagation sont importantes à ces fréquences, mais compensées par des antennes orientables.
• La bande 26 GHz est recommandée dès 2016 par le RSPG comme bande pionnière pour la 5G.
• L’Union européenne acte la bande 26 GHz en 2019.
• La 5G en 26 GHz apporte un supplément de capacité sur une zone de quelques centaines de mètres autour de l’émetteur.
• Les bandes 40,5-43,5 GHz et 66-71 GHz sont identifiées lors de la CMR 2019 et harmonisées en Europe pour la 5G.

💡 Astuce mémo

Millimétriques = antennes orientables pour compenser pertes ; 26 GHz : RSPG 2016 → UE 2019 ; puis 40,5-43,5 et 66-71 (CMR 2019) pour 5G.

📖 9. Bandes 57 à 71 GHz pour faible portée et liaisons

🔑 Notions clés & Définitions

• Bande 57-71 GHz : Bande 57 à 71 GHz : bande déjà utilisée pour des applications de faible portée et des liaisons entre petites cellules.
• Faible portée : Faible portée : usage où la couverture est limitée, adapté à des environnements denses ou locaux.
• Liaisons entre petites cellules : Liaisons entre petites cellules : communications entre équipements de réseau de petite taille, mentionnées pour cette bande.
• WiGig : WiGig : technologie dérivée du WiFi citée comme adaptée à la bande 57-71 GHz.
• Téléchargements 10 à 20 fois plus rapides : Téléchargements 10 à 20 fois plus rapides : performance annoncée pour WiGig sur des distances de quelques mètres.

📝 Points essentiels

• Le cours indique que la bande 57-71 GHz est déjà harmonisée pour des applications de faible portée ou des liaisons entre petites cellules.
• Cette utilisation est décrite dans un cadre d’autorisation générale.
• La 5G est citée comme une technologie adaptée à cette bande.
• Le cours cite aussi WiGig comme technologie adaptée à la bande 57-71 GHz.
• WiGig permet des téléchargements 10 à 20 fois plus rapides sur des distances de quelques mètres.

💡 Astuce mémo

57-71 GHz = local : faible portée/petites cellules ; WiGig = “10 à 20 fois plus vite” sur quelques mètres.

📅 Repères chronologiques

📊 Tableaux de synthèse

Transition TV mobile : 800 MHz vs 700 MHz

ITS : V2V/V2I/V2P vs bandes

⚠️ Pièges & confusions fréquents

1. Confondre les bornes de bandes : par exemple UHF (300 MHz-3 GHz) et SHF (3-30 GHz) ne se recouvrent pas.
2. Croire que la bande 470-862 MHz est entièrement dédiée au mobile : le cours insiste sur une transition progressive depuis la TV.
3. Mélanger la bande cœur 3,4-3,8 GHz (5G) avec la bande 6 GHz (partage WiFi/5G) : ce ne sont pas les mêmes usages ni objectifs.
4. Oublier que la 5G TDD nécessite une synchronisation des réseaux dans la bande, rendue obligatoire en France.
5. Penser que WiGig et 5G millimétrique sont identiques : le cours les cite comme technologies adaptées, mais avec des rôles et performances distincts (WiGig : 10 à 20 fois plus rapide sur quelques mètres).

✅ Checklist Examen

1. Savoir placer VLF, LF, MF, HF, VHF, UHF, SHF, EHF avec leurs intervalles de fréquences exacts.
2. Connaître les services primaires cités et comprendre qu’ils sont associés à des bandes dans l’organisation du spectre.
3. Expliquer la transition TV mobile de la bande 470-862 MHz en reliant numérisation (2005-2011) et transferts 800 MHz puis HD (avril 2016) et transfert 700 MHz (terminé en 2019).
4. Retrouver la logique de la bande cœur 3,4-3,8 GHz : recommandation RSPG (2016), harmonisation (2018), déploiement France (à partir de 2020) et contrainte de synchronisation pour la 5G TDD.
5. Identifier les bandes ITS : 5 875-5 935 MHz pour ITS (routier et urbain) et 5 795-5 815 MHz pour le télépéage avec règles de coexistence.
6. Décrire le partage en bande 6 GHz : usages existants (faisceaux hertziens et bande C), motivation WiFi, études de coexistence, et idée de base de données pour assigner des portions libres.
7. Citer les bandes satellites Ku, Ka et Q/V et leurs usages (TV pour Ku, haut débit pour Ka/Q/V) ainsi que l’existence de règles de protection orbitale issues de la CMR 2019.
8. Relier les bandes millimétriques à la 5G : rôle des antennes orientables, recommandation 26 GHz (RSPG 2016) et acte UE (2019), puis harmonisation 40,5-43,5 et 66-71 GHz (CMR 2019).
9. Savoir ce que la bande 57-71 GHz permet déjà : faible portée et liaisons entre petites cellules, cadre d’autorisation générale, et mention de WiGig avec téléchargements 10 à 20 fois plus rapides sur quelques mètres.