I/ Qu’est ce qu’une antenne relais?

1) Définition

Les antennes relais on été créées afin de garantir un accès continu et de bonne qualité au réseau des opérateurs téléphoniques , réseaux de télédiffusion et aux réseaux de radiodiffusion , les différentes entreprises gérant ces réseaux essayent de quadriller au maximum les territoires afin d’obtenir une qualité de réception et d’émission optimale au confort de l’ utlisateur. Ces antennes relais appelées également BTS ( Base Transceiver Station ) constituent un élément clé entre un terminal mobile et un central téléphonique chargé d’orienter les communications. Parce qu’avant il n’existait pas de réglementation et de suspicion quant aux dangers sur la santé liés à leurs utilisations, on peut à présent trouver des antennes relais un peu n’importe où sur l’ensemble du territoire et en nombre assez important . On peut citer pour exemple la ville de Paris qui comptait exactement 2 143 antennes au 31 décembre 2007. Ce nombre impressionnant d’antennes relais s’explique par le fait qu’il faut une distance de seulement quelques centaines de mètres entre deux antennes afin de garder une bonne couverture.

Les antennes relais sont principalement réparties dans les catégories suivantes :

-Macrocellulaires – tours, pylônes et mâts : couverture de larges zones

-Microcellulaires – petites antennes au niveau des rues : couverture de zones locales

-Picocellulaires – très petites antennes : couverture de zones spécifiques

-Systèmes « In Building » – petites antennes à l’intérieur d’un bâtiment : couverture spécifique

Les antennes relais sont généralement constituées d’une petite armoire ou d’une cabine pour l’équipement radio,  et d’antennes montées sur une structure de support.Ces structures de support varient beaucoup car on peut remarquer des antennes dissimulées sur des lampadaires , des bâtiments , des tours etc… Les possibilités de supports sont très vastes, cependant elles doivent être placées à une hauteur suffisante pour une couverture optimale. 

 

2)Le fonctionnement d’une antenne relais  

Pour émettre , une antenne rayonne horizontalement et verticalement. Horizontalement , elle émet dans un cône d’environ 120°, afin de couvrir une zone a 360° on place 3 antennes très proches. Verticalement une antenne relais émet dans un cône d’environ 6° c’est pourquoi certains habitants possèdent une antenne juste au dessus de leur maison sans se soucier des ondes électro-magnétiques émises car c’est au pied d’une antenne relais que l’on reçoit logiquement la dose d’ondes la moins élevée du fait qu’elle n’émet pas verticalement a 180° ; le rayonnement au pied de l’antenne est pratiquement nul.Cependant plus on avance dans le cône plus les radiations augmentent et diminuent ensuite avec le carré de la distance.Une personne située a 50m d’une antenne recevra plus de radiations qu’une personne postée au pied de celle-ci. La zone couverte par une antenne est appelée cellule d’où l’appellation de mobile cellulaire. Chaque antenne relais existante se trouve au centre de la cellule dans laquelle elle émet.

Pour mieux comprendre le fonctionnement d’une antenne relais nous allons étudier les étapes parcourues d’un appel:

 

Schéma des étapes d'un appel téléphonique

(Source : http://www.mobilephoneforensics.com/images/cell-site-diagram.jpg )

-La première étape est bien sur la présence d’une Carte SIM dans le téléphone afin d’avoir accès à un réseau

-Ensuite nous avons le téléphone mobile de la personne qui appelle , qui est en lien avec l’antenne relais la plus proche (BTS : Base Transceiver Station ) Transceiver : émetteur-récepteur

-L’antenne relais (BTS) transmet l’information reçue au BSC ou Base Station Controller ( en français « Contrôleur de station de base » ) qui réçoit l’information de plusieurs antennes relais dont il gère les informations. C’est donc ici que se concentrent les informations en provenance du BTS.

-Le Contrôleur de Station de Base (BSC) transmet les informations concentrées vers le MSC (Mobile service Switching Center) qui fait le lien avec les autres réseaux de téléphonie mobile. Il agit comme un routeur dans le domaine il concentre les informations de plusieurs BSC qu’il dirige vers les autres réseaux etc…

-Le MSC intègre le VLR ( Visitor Location Register ) qui est une base de donnée temporaire contenant des informations sur les utilisateurs. Ces informations permettent de localiser un utilisateur présent dans une zone couverte grâce à la localisation cellulaire.Pour localiser un utilisateur on envoie un code unique qui lui correspond a plusieurs BTS , donc dans une zone de plusieurs cellules . Cette zone sera finalement réduite a une seule cellule lorsque le portable équipé d’une carte SIM réagira au code envoyé par l’antenne relais correspondant a la cellule dans laquelle il se trouve.

-Une fois l’étape de localisation par le VLR effectuée le MSC s’adresse au HLR ( Home Location Register) qui est une base de donnée centrale contenant des informations relatives a tout abonné autorisé a utiliser un réseau.Afin que les données soient cohérentes sur l’ensemble du réseau, c’est elle qui sert de référence aux autres bases de données locales, les VLR. La HLR contient des informations caractérisant l’utilisateur tels que : – le IMSI (International Mobile Subscriber Identity) qui est l’identifiant de l’utilisateur. Celui ci est contenu dans la carte SIM et demeure inconnu par l’utilisateur.- L’IMEI définissant le type d’appareil utilisé ; ce numéro est spécifique a chaque téléphone mobile et il est utilisé pour les autorisations ou refus a utiliser un réseau ( en cas de vol c’est grâce a ce numéro que le téléphone est bloqué car on met ce numéro sur liste noire ce qui provoque le refus par le HLR d’émettre ou recevoir des appels ) – L’adresse MSRN ( Mobile Subscriber Roaming Number) qui est le numéro de téléphone de l’abonné. Et enfin la HLR contient les adresses des MSC et VLR concernés pour avoir à chaque instant la position approximative de l’abonné (seule la VLR en question connaît une position plus précise). Toutes ces informations sur l’identité de l’utilisateur sont traitées suite au procédé lié a la HLR appelé AUC ( Authentification Register) qui livre les autorisations nécessaires.

-La EIR ( Equipment Identity Register )  est la dernière étape avant de recevoir l’appel ce sont les dernières vérifications de sécurité quand a l’identité du mobile cela permet également de bloquer un téléphone .

 

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