Que sont les D-AMPS en 2G ?

D-AMPS, ou Digital Advanced Mobile Phone System, est une technologie de communication sans fil de deuxième génération (2G) largement utilisée aux États-Unis à la fin du 20e siècle. Le D-AMPS représentait une avancée significative par rapport à son prédécesseur, le système de téléphonie mobile avancé analogique (AMPS), en introduisant la technologie numérique pour une qualité vocale améliorée, une capacité améliorée et divers autres avantages. Dans cette explication détaillée, nous approfondirons les aspects clés du D-AMPS, notamment son historique, ses spécifications techniques et son fonctionnement.

Contexte historique :

D-AMPS a été développé pour remplacer numériquement le système analogique AMPS, qui fut le premier réseau cellulaire largement déployé aux États-Unis. AMPS, introduit dans les années 1980, utilisait des techniques de modulation analogique pour transmettre la voix et les données sur les ondes. Même si l’AMPS représentait une avancée significative à son époque, il souffrait de limitations en termes de capacité d’appel, de qualité vocale et de sensibilité aux interférences. Pour résoudre ces problèmes, D-AMPS a été introduit.

Progrès numériques :

D-AMPS, également connu sous les noms d’IS-54 et IS-136, a introduit la technologie numérique dans les communications cellulaires. Il a utilisé diverses techniques numériques pour améliorer l’efficacité et les performances du réseau mobile. Voici quelques-unes des principales avancées numériques du D-AMPS :

Compression vocale numérique : D-AMPS a utilisé des algorithmes de compression vocale numérique pour convertir les signaux vocaux analogiques au format numérique. Cela a permis une utilisation plus efficace de la bande passante disponible et une qualité vocale améliorée par rapport à AMPS.
Accès multiple par répartition dans le temps (TDMA) : D-AMPS a utilisé le TDMA, une méthode d’accès numérique, pour diviser le spectre de fréquences en créneaux horaires. Chaque chaîne était divisée en trois plages horaires, permettant à plusieurs utilisateurs de partager la même fréquence. Cela a considérablement augmenté la capacité du réseau par rapport à AMPS, qui utilisait un signal analogique continu.
Réutilisation des fréquences : D-AMPS utilisait une architecture cellulaire avec des cellules divisées en secteurs. Cela a permis la réutilisation des fréquences sur différentes cellules, augmentant ainsi la capacité du réseau et réduisant les interférences.
Correction des erreurs : la technologie numérique du D-AMPS a permis l’utilisation de techniques de correction des erreurs, ce qui a amélioré la fiabilité de la transmission des données.

Spécifications techniques :

Pour fournir une compréhension plus détaillée du D-AMPS, explorons ses spécifications techniques :

Bandes de fréquences : le D-AMPS fonctionnait dans deux bandes de fréquences : la bande de 800 MHz et la bande de 1 900 MHz. La bande 800 MHz était principalement utilisée pour les zones urbaines et suburbaines, tandis que la bande 1 900 MHz, également connue sous le nom de PCS (Personal Communications Service), était déployée dans les zones urbaines plus densément peuplées.
Canaux : les canaux D-AMPS avaient une largeur de 30 kHz et étaient divisés en trois créneaux horaires, chacun pouvant accueillir une seule conversation. Cette structure TDMA permettait jusqu’à trois conversations simultanées sur un seul canal.
Schéma de modulation : D-AMPS utilisait une forme de modulation numérique connue sous le nom de modulation par déplacement de phase en quadrature différentielle π/4 (π/4 DQPSK) pour la transmission de données. Ce schéma de modulation permettait une utilisation efficace de la bande passante et une résistance aux interférences par trajets multiples.
Débits de données : D-AMPS offrait des débits de données allant jusqu’à 14,4 Kbit/s, ce qui était adapté aux services de données de base tels que la messagerie texte et les applications de données simples.

Opération :

D-AMPS fonctionnait de manière à permettre une communication efficace de la voix et des données dans sa zone de couverture. Voici comment cela a fonctionné :

Enregistrement : lorsqu’un appareil mobile s’allume ou entre dans une zone de couverture D-AMPS, il lance un processus d’enregistrement auprès de la cellule la plus proche. Lors de l’enregistrement, l’appareil a fourni des informations au réseau, telles que son numéro d’identification mobile (MIN) et son numéro de série électronique (ESN).
Configuration de l’appel : pour passer un appel, l’utilisateur a composé le numéro souhaité sur son appareil mobile. La demande d’appel a été envoyée à la cellule la plus proche, qui a ensuite acheminé l’appel vers la destination appropriée.
Compression vocale : la voix de l’utilisateur a été échantillonnée, numérisée et compressée à l’aide d’algorithmes de compression vocale numérique. Ces données vocales compressées ont ensuite été transmises dans l’un des créneaux horaires du canal attribué.
Fonctionnement TDMA : TDMA permettait à plusieurs utilisateurs de partager la même fréquence en la divisant en plages horaires. Chaque utilisateur s’est vu attribuer un créneau horaire spécifique pour sa conversation, garantissant ainsi que plusieurs conversations puissent avoir lieu simultanément sur le même canal.
Transferts : lorsqu’un appareil mobile passe d’une cellule à une autre, D-AMPS facilite des transferts fluides. Le système transférerait l’appel en cours d’une cellule à une autre sans interrompre la conversation.

Avantages et limites :

D-AMPS a apporté plusieurs avantages au monde de la communication mobile :

Qualité vocale améliorée : les techniques de compression et de modulation vocales numériques ont permis d’obtenir une meilleure qualité vocale par rapport aux systèmes analogiques comme AMPS.
Capacité accrue : la structure TDMA et la réutilisation des fréquences ont permis d’accueillir davantage d’utilisateurs dans le même spectre de fréquences, augmentant ainsi la capacité globale du réseau.
Services de données : bien que principalement conçu pour la communication vocale, le D-AMPS prend en charge les services de données de base tels que la messagerie texte et les applications de données à faible débit.

Cependant, D-AMPS présentait également des limites :

Vitesse de données limitée : D-AMPS avait un débit de données maximum de 14,4 Kbit/s, ce qui le rendait inadapté aux services de données à haut débit qui deviendront populaires dans les générations ultérieures de technologie mobile.
Problèmes de compatibilité : D-AMPS n’était pas standardisé à l’échelle mondiale, ce qui limitait sa compatibilité internationale. Il était principalement utilisé aux États-Unis et dans quelques autres pays.
Efficacité du spectre : bien que plus efficace que les systèmes analogiques, le D-AMPS était néanmoins confronté à des défis en termes d’efficacité du spectre par rapport aux technologies 2G ultérieures comme le GSM.

Héritage et évolution :

D-AMPS a joué un rôle crucial dans l’évolution de la communication mobile en introduisant la technologie numérique et en ouvrant la voie à des technologies 2G et 3G plus avancées. À mesure que la demande de vitesses de données plus élevées et de services plus avancés augmentait, le D-AMPS a été progressivement abandonné au profit de technologies telles que le GSM (Global System for Mobile Communications) et le CDMA (Code Division Multiple Access).

En conclusion, le D-AMPS, ou Digital Advanced Mobile Phone System, a constitué une étape importante dans l’histoire de la communication mobile. Il a apporté la technologie numérique aux réseaux 2G, améliorant la qualité de la voix, augmentant la capacité et ouvrant la voie à de nouvelles avancées dans le monde de la communication sans fil. Bien qu’il ait été largement remplacé par des technologies plus avancées à l’époque moderne, son héritage continue aujourd’hui d’influencer la conception et l’exploitation des réseaux mobiles.