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Vous êtes-vous déjà demandé ce qui se passe lorsque vous passez un appel sur votre téléphone portable ? Le processus est d'une simplicité déconcertante : vous composez le numéro et vous parlez. Mais la connexion avec un autre téléphone ou avec l'Internet dépend de structures connues sous le nom d'antennes-relais téléphonie mobile. Ces hauts pylônes disséminés sur le territoire sont aussi omniprésents que nécessaires. Mais comment fonctionne exactement une antenne-relais et comment transmet-elle votre appel ?
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Les antennes-relais de téléphonie mobile, souvent appelées simplement antennes-relais puisqu'elles représentent le type le plus répandu, sont des structures de communication qui permettent la couverture et la capacité des réseaux mobiles.
En d'autres termes, elles servent d'intermédiaires entre les appareils mobiles et le réseau de télécommunications.
Les antennes-relais de téléphonie mobile, également appelées station de base ou site radio (ou encore antennes cellulaires au Québec), permettent à la zone environnante d'utiliser des appareils de communication sans fil tels que les téléphones et les radios.
Les antennes-relais fonctionnent en recevant des signaux de votre appareil mobile et en convertissant ces signaux en format numérique.
Les signaux sont ensuite envoyés à leur destination, soit vers un autre téléphone portable, soit vers l'Internet.
Ce transfert est réalisé grâce à une myriade d'émetteurs-récepteurs, de processeurs de signaux numériques, d'électronique de commande et de récepteurs GPS qui facilitent la communication sans fil.
Les antennes-relais sont, au niveau le plus élémentaire, des émetteurs de signaux radio. Mais elles constituent un élément essentiel du réseau de téléphonie mobile.
Les antennes-relais de téléphonie mobile offrent à la fois une couverture géographique et la capacité de gérer des milliers d'appels ou de connexions internet en même temps.
Une antenne-relais peut envoyer des signaux à des appareils mobiles situés à une distance de 32 km (20 mi) dans les zones rurales.
Dans les villes à forte densité de population, toutefois, la portée peut être réduite à 3 km, voire moins, en fonction du nombre d'obstacles physiques, tels que les bâtiments.
Il existe quatre types principaux d'antennes-relais de téléphonie mobile : les monopôles, les pylônes en treillis, les pylônes haubanés et les antennes furtives.
Les monopôles sont des antennes composées d'une tige principale (ou poteau) ancrée au sol. L'une des structures les plus populaires dans le secteur de la communication sans fil, les antennes monopôles sont également les moins intrusives et les plus faciles à ériger.
Un pylône en treillis est une antenne verticale autoportante conçue avec des bases rectangulaires ou triangulaires. Ces structures robustes ont une structure autoportante effilée avec trois ou quatre pieds en acier à cadre ouvert et s'élèvent généralement de 60 à 120 m (200 à 400 pi). Elles constituent une base solide pour plusieurs antennes.
Les pylônes haubanés sont exceptionnellement hauts, atteignant 610 m (2 000 pi). Les mâts sont soutenus par des haubans et sont conçus pour supporter des antennes légères. Les pylônes haubanés se trouvent souvent dans des zones ouvertes exposées à des vents violents.
Les antennes furtives sont majoritairement des antennes monopôles, mais dissimulées. Elles sont conçues pour se fondre dans l'environnement et sont souvent camouflées en arbres, en mâts de drapeau ou en châteaux d'eau afin de minimiser leur impact visuel. Les antennes furtives sont généralement conçues de la sortie afin d'être conformes aux lois d'urbanisme établies par les autorités locales.
Le processus de communication commence lorsque vous passez un appel sur votre appareil mobile, tel qu'un téléphone portable.
Cela génère un signal d'appel analogique qui doit être transmis à un autre appareil pour la communication.
L'émetteur de votre téléphone portable convertit ce signal analogique en un ensemble d'ondes radio réglées sur une fréquence spécifique.
Ces ondes radio, qui transmettent le signal d'appel (essentiellement une version modulée de la voix ou des données de l'utilisateur), sont propagées et sont captées par l'antenne-relais la plus proche.
L'antenne envoie ces ondes radio le long de l'antenne-relais jusqu'à une station de base située au bas de la structure.
Au niveau de la station de base, les ondes radio sont transformées en ce que l'on appelle le réseau backhaul, appelé au Québec réseau d'amené (la partie numérique de l'appel). Les backhauls sont utilisés pour transmettre des données entre les stations de base et les appareils mobiles via des points de regroupement.
Les points de regroupement servent de centres qui rassemblent ces données avant de les envoyer au réseau central mobile.
Le réseau central mobile fonctionne comme un localisateur, identifiant le chemin le plus efficace pour acheminer l'appel. Il dirige ensuite les données vers l'antenne-relais la plus proche de l'appareil mobile du destinataire ou, en d'autres termes, de la personne que vous appelez.
Une fois que l'antenne-relais réceptrice a acquis les données, le processus inverse a lieu, complétant ainsi le cycle d'acheminement.
La transmission sans fil sans faille dépend d'une ligne de visée claire, c'est-à-dire d'un chemin dégagé que les ondes radio empruntent depuis l'antenne émettrice, telle qu'une antenne-relais, jusqu'à l'antenne réceptrice.
Bien qu'une antenne-relais puisse envoyer des signaux aux appareils mobiles jusqu'à 32 km avec une ligne de vue dégagée, la portée d'une antenne peut être influencée par plusieurs facteurs, notamment le terrain géographique, la puissance de l'émetteur, la bande de fréquences, ainsi que la hauteur et la conception de l'antenne.
Les antennes-relais peuvent aider les forces de l'ordre à localiser les personnes soupçonnées d'avoir commis un délit et d'autres personnes d'intérêt.
Par exemple, si un téléphone appartenant à un suspect de meurtre était en contact avec une antenne-relais de téléphonie mobile près du lieu de l'homicide, à l'heure où le crime a été commis, cela tend à placer le suspect à proximité.
Pendant que vous conduisez, votre téléphone peut passer d'une antenne-relais à l'autre en cours de conversation. Lorsque vous poursuivez votre route, le téléphone portable sélectionne le signal le plus fort et libère l'antenne-relais la plus faible, la rendant ainsi disponible pour un autre appelant.
La localisation estimée d'une personne utilisant un appareil mobile peut être déterminée lorsque son téléphone portable "borne" une antenne-relais. Ce résultat peut être obtenu grâce aux données GPS ou à la triangulation des antennes de téléphonie mobile.
L'obtention d'un ping de téléphone portable est une technique précieuse qui peut être utilisée dans diverses situations d'urgence. Cela désignne l'action de localiser un téléphone mobile en utilisant les signaux qu'il envoie ou reçoit via les antennes-relais ou les réseaux cellulaires.
Le débat sur les antennes-relais de téléphonie mobile et la santé publique est controversé. Selon l'American Cancer Society, il n'existe actuellement aucune preuve solide que l'exposition aux ondes de radiofréquence des antennes-relais ait des effets notables sur la santé.
Toutefois, dans un rapport publié en 2023, ProPublica, une salle de presse indépendante à but non lucratif, a suggéré que le rayonnement des téléphones mobiles est peut-être cancérigène pour l'homme. En outre, l'éventail des dommages possibles s'étend aux effets sur la fertilité et le développement du fœtus. ProPublica a également cité l'Agence européenne pour l'environnement qui préconise des mesures de précaution pour limiter l'exposition au sans-fil, en particulier pour les enfants.
Certaines données suggèrent que les oiseaux qui utilisent les antennes-relais comme sites de nidification ont des effets négatifs sur leur santé ; par exemple, certains oiseaux qui nichent dans de tels endroits élèvent moins d'oisillons. Mais, note la CBC, la recherche est controversée et aucun résultat définitif n'a été publié.
Sources : (Emerson) (Dgtl Infra) (American Cancer Society) (ProPublica) (European Environment Agency) (CBC)
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