La 5G utilise-t-elle FDD ou TDD ?
La 5G utilise à la fois le FDD (Frequency Division Duplex) et le TDD (Time Division Duplex), en fonction des bandes de fréquences disponibles, des objectifs de couverture ou de capacité, ainsi que des réglementations locales du spectre. Contrairement aux générations précédentes où le FDD était dominant (comme dans la 4G LTE), la 5G introduit une utilisation beaucoup plus étendue du TDD, en particulier dans les bandes de fréquences plus élevées comme le 3,5 GHz (n78) et les bandes millimétriques (mmWave).
Principe du FDD dans la 5G
En FDD, deux bandes de fréquences distinctes sont utilisées : une pour l’émission (uplink) et une autre pour la réception (downlink). Ce système permet une transmission simultanée dans les deux directions, garantissant une latence très faible et une communication stable dans les zones rurales ou à faible densité.
Le FDD est principalement utilisé dans les bandes dites « basses » de la 5G, comme les bandes 700 MHz (n28), 800 MHz (n20), 1800 MHz (n3), 2100 MHz (n1), ou encore 2600 MHz (n7), qui ont historiquement été exploitées en 2G, 3G et 4G. Ces bandes offrent une meilleure pénétration à l’intérieur des bâtiments et une couverture étendue, ce qui est idéal pour les zones rurales ou les infrastructures de grande taille.
Principe du TDD dans la 5G
Le TDD, en revanche, utilise une seule bande de fréquences pour les deux directions de transmission, mais répartit les temps d’émission et de réception par intervalles temporels. Il est bien adapté aux bandes moyennes et hautes de la 5G, comme le 3,5 GHz (n78), 2,6 GHz TDD (n38, n41) et les bandes mmWave (n257, n258).
Le TDD permet de mieux gérer l’asymétrie du trafic, car le ratio entre uplink et downlink peut être ajusté dynamiquement en fonction des besoins. Par exemple, dans les applications où la demande en téléchargement est très supérieure à l’envoi (comme le streaming ou les visioconférences), on peut allouer plus de slots au downlink.
Avantages du TDD dans la 5G
- Utilisation plus efficace du spectre, car pas besoin de deux bandes distinctes
- Flexibilité dans la répartition des slots uplink/downlink selon les besoins du trafic
- Déploiement facilité sur les nouvelles bandes comme 3,5 GHz et mmWave
- Intégration aisée dans les réseaux 5G Standalone (5GC)
Inconvénients du TDD
- Synchronisation rigoureuse nécessaire entre stations de base voisines pour éviter les interférences inter-cellules
- Latence légèrement plus élevée due au découpage temporel
- Moins performant pour la couverture sur longue distance
Combinaison FDD + TDD
La 5G permet l’agrégation de porteuses entre bandes FDD et TDD. Cette combinaison hybride permet d’offrir à la fois une excellente couverture (via FDD) et une très haute capacité (via TDD). Cette approche est utilisée par de nombreux opérateurs pour équilibrer performances et couverture, notamment dans les environnements urbains et périurbains.
Exemples de bandes FDD et TDD en 5G
| Bande 5G | Fréquence | Type | Usage typique |
|---|---|---|---|
| n1 | 2100 MHz | FDD | Couverture urbaine/rurale |
| n78 | 3,5 GHz | TDD | Capacité élevée en zone dense |
| n3 | 1800 MHz | FDD | Couverture étendue |
| n258 | 26 GHz | TDD | Bande mmWave pour très haut débit |
La 5G exploite à la fois le FDD et le TDD selon les besoins du réseau et les caractéristiques du spectre disponible. Le FDD est privilégié pour la couverture large et les zones rurales, tandis que le TDD est optimisé pour la capacité, la flexibilité et les environnements urbains. Le recours au TDD est en forte croissance dans la 5G, notamment en mode Standalone avec des fonctionnalités avancées comme le beamforming, l’agrégation dynamique et le slicing de réseau.
Quelle est l’évolution future ?
Avec l’introduction du mode Full Duplex dans les recherches avancées (6G ou 5G Advanced), la frontière entre FDD et TDD pourrait s’atténuer. Toutefois, pour le présent, la 5G mise sur l’intelligence d’utilisation entre FDD et TDD pour maximiser performances, efficacité énergétique et qualité de service.