Le GSM

1. Sommaire

1.      Introduction. 4

2.      Historique. 5

2.1         Que veut dire GSM? 5

2.2         Les origines du GSM 5

3.      Évolution, différents modèles 6

3.1.       La naissance de Smartphone. 6

3.2.       La naissance d'Internet sur le mobile. 6

3.3.       Le premier Musiphone. 6

3.4.       Le Bluetooth débarque. 6

3.5.       Le premier GSM 3G.. 7

3.6.       Sony Ericsson T68i 7

3.7.       Le téléphone console. 7

3.8.       Les téléphones qui ont marqué l'histoire. 7

3.9.       Le Nokia 3310. 7

3.10.          Les GSM les plus vendus dans le monde entier. 8

3.11.          Les GSM d'aujourd'hui et de demain. 8

3.13.          En conclusion. 9

4.1.       Sur son mode de vie 9

a)      La santé. 9

b)      La télécommunication. 9

c)      La circulation. 9

d)      Les hôpitaux 9

4.2.       Sur ses besoins. 10

5.1         La pollution de l'air. 11

a)      Exploitation et destruction des ressources: 11

b)      Flux des déchets:. 11

c)      L'aménagement du territoire et de l'environnement: 11

6.      Impact de l'homme sur l'écosystème en fonction des choix: 12

6.1         Politique. 12

6.2         Industriel 12

6.3         Economique. 12

7.      Interdépendance entre les mathématiques, la science et la technologie. 13

7.1         Comment fonctionne un GSM?. 13

8.      Conclusion. 16

9.      Bibliographie: 17

http://www.larousse.fr/dictionnaires/francais/gsm.. 17

http://www.astel.be/Les-grandes-dates-de-l-histoire-du-GSM-en-Belgique_374http://www2.ulg.ac.be/telecom/publi/publications/mvd/Demoulin2004Principes/ 17

http://www.bestofmicro.com/actualite/test/317-6-histoire-telephone-portable.html 17

http://www.sudpresse.be/magazines/tendances/2010-04-08/et-si-le-gsm-du-futur-ressemblait-a-cela-773450.shtml 17

http://www.rtbf.be/info/matin-premiere/planete-gsm-blindes-94805. 17

http://www.lesoir.be/la_vie_du_net/en_pratique/un-chargeur-universel 17

http://www.7sur7.be. 17

http://dictionnaire.sensagent.com/coltan/fr-fr/ 17

http://www.wwf.be/fr/?inc=page&pageid=235. 17

1.  Introduction

Les réseaux de communication mobile permettent de faire énormément de choses avec le nombre limité de fréquences:

• Le standard GSM permet à chacun, où qu'il soit, de télécharger et d'envoyer des messages avec son portable.

L'association de plusieurs technologies révolutionnaires est issue de la radiodiffusion et de la télédiffusion utilisées depuis les années quarante, c'est-à-dire une onde radioélectrique. Assurément, le GSM est devenu un outil incontournable de notre société de communication à tout prix.

Les GSM font partie de ces équipements qui deviennent rapidement "démodés" de nouveaux modèles apparaissent continuellement sur le marché, à grands coups de design. La gestion du téléphone portable est désormais inévitable et s'est faite progressivement, à la croisée des chemins, entre plusieurs avancées technologiques.

Selon le dernier sondage de l’ARCEP [1], il y a plus de 53 millions de téléphones portables en activité en France, ce qui représente environ 84% de la population française. Les téléphones portables n’ont pourtant pas toujours été aussi populaires, et les terminaux que nous connaissons aujourd’hui sont le fruit d’une longue évolution, qui prend sa source plusieurs dizaines d’années en arrière. Quelle est donc l’histoire de ces appareils que nous sommes si nombreux à utiliser quotidiennement?

Qu’il s’agisse de Samsung, Sony Ericsson, Nokia ou Motorola, ils ont tous apporté une innovation dans ce domaine, qui a contribué à l’arrivée des appareils que nous connaissons aujourd’hui. Comment sont nés ces téléphones, qu’est-ce qui a permis qu’ils deviennent aussi polyvalents, qui sont les ancêtres des téléphones que nous connaissons?

Commençons d'abord par un peu d'histoire pour comprendre comment la téléphonie mobile a évolué de manière fulgurante ces dernières années.

2. Historique

2.1       Que veut dire GSM? [2]

Global Système for Mobile Communications.

2.2       Les origines du GSM [3]

Les débuts de la téléphonie mobile: C'est à Martin Cooper, directeur général de la division communication de Motorola, qu'est attribuée la paternité du téléphone portable. Martin Cooper passe son premier appel avec un téléphone portable le 3 avril 1973 à son concurrent de chez Bell Labs, Joel Engel. Il a créé cet énorme et lourd appareil, équipé d’une antenne de 10 cm, avec son équipe. Il s’agit du premier téléphone mobile pouvant fonctionner sans être à bord d’une voiture. Le prototype est accepté par la FCC [4], le Motorola DynaTAC 8000X, mesurait 25 cm (sans compter l’antenne) pour un poids de 783 grammes. Lors de sa commercialisation en 1984, il était vendu au prix de 3995 dollars et se payait même le luxe d’être disponible en trois coloris : gris sombre, gris et blanc, et blanc clair.

L’idée lui serait venue en regardant la série télévisée "Star Trek". Le brevet américain "radiotéléphonie" est déposé le 17 octobre 1973. La bande des 900 MHz [5], réservée depuis 1978 par la Conférence Administrative Mondiale des Radiocommunications est choisie. L'histoire de la téléphonie mobile (numérique) débute réellement en 1982. En effet, à cette date, le Groupe Spécial Mobile, appelé GSM, est crée par la Conférence Européenne des administrations des Postes et Télécommunications (CEPT) afin d'élaborer les normes de communication mobiles pour l'Europe dans la bande de fréquences de 890 à 915 Mégahertz pour l'émission à partir des stations mobiles et, 935 à 960 Mégahertz, pour l'émission à partir de stations fixes. Il y eut bien des systèmes de mobilophonie analogique, mais le succès de ce réseau ne fut pas au rendez-vous.

Les années 80 voient le développement du numérique tant au niveau de la transmission qu'au niveau du traitement des signaux, avec pour dérivés des techniques de transmission fiables, grâce à un encodage particulier des signaux préalablement à l'envoi dans un canal, et l'obtention de débits de transmission raisonnables pour les signaux . Le GSM livre une première série de spécifications en 1990, une deuxième série étant à l'étude pour ajouter de nouvelles fonctions au produit GSM. Il faut attendre 1991 pour que la première communication expérimentale par GSM ait lieu. Au passage, le sigle GSM change de signification et devient Global System for Mobile Communications et les spécifications sont adaptées pour des systèmes fonctionnant dans la bande des 1800 Mégahertz. En 1993, le Bip-Bop est créé. C'est un téléphone portable qui prend à contrepied la tendance du moment, puisqu’il ne se base pas sur la norme GSM. 

Ainsi, pour utiliser son téléphone Bi-Bop, il faut se trouver à proximité d’une borne de faible portée, de l’ordre d'une centaine de mètres. Ce système s’avère alors bien moins pratique que son concurrent, le GSM.

En Belgique, c'est en 1994 que le premier réseau GSM (Proximus) est déployé; Mobistar et Orange (rebaptisé Base) viendront plus tard. En 1994, Belgacom crée Belgacom Mobile et lance le service Proximus en 8 Watts, premier réseau GSM 900 en Belgique, avec le préfixe 075. Le 9 mai 2000, il y a un lancement d’ATB, le site des Astuces Téléphoniques Belges, à l’adresse www.atb.be.tf, devenu Astel.be, lors de ses 3 ans, le 9 mai 2003.

3.  Évolution, différents modèles [6]

3.1.     La naissance de Smartphone

Un appareil baptisé IBM Simon est présenté en tant que protocole en 1992. Il combine un service de messagerie et de PDA (Personal Digital Assistant) et peut également recevoir un fax. Il a également un carnet d'adresse, un traitement de texte basique, un service de mail et de jeux. Ce portable dispose également d'un écran tactile et ne comprend pas de touches numérotées.

3.2.     La naissance d'Internet sur le mobile

En octobre 1999, Nokia sort le 7110 qui permet de naviguer sur Internet avec le mobile. C'est la naissance du WAP (Wireless Application Protocol). Le WAP est une version allégée du Web, qui permet notamment de consulter des informations ou de lire ses mails sur un site compatible, le tout à un taux de transfert maximal de 9,6 Kbits par seconde. Rapidement, les fournisseurs de services vont proposer des versions mobiles de leurs sites via le WAP.

3.3.     Le premier Musiphone

En 2000, Samsung a créé un téléphone portable qui a la possibilité d'avoir un lecteur MP3. Il possède un navigateur WAP et un organisateur simplifié. 

3.4.    

Le Bluetooth débarque

Ericsson lance le T39m en 2001. Il s’agit d’un téléphone à clapet, mais sa particularité se situe ailleurs. En effet, ce téléphone est connu à l’époque pour être le tout premier à proposer la technologie Bluetooth, mais qui ne se trouve, à ce moment-là, que dans quelques ordinateurs. Il s’agit d’une méthode de communication sans fil créée pour remplacer les câbles entre les appareils. Cette norme permet de transférer tous types de données entre deux appareils, et est utilisée, à l’époque, pour échanger des données entre deux téléphones compatibles. Rapidement, la plupart des téléphones vont se trouver équipés de cette norme, qui va devenir le standard dans le monde de la mobilité.

3.5.     Le premier GSM 3G

En 2001, c'est le Nokia 6650 qui a la possibilité d'avoir accès à l'Internet haut débit sur le portable.

En 2003, c'est l'évolution de la technologie CDMA (Code Division Multiple Access Evaluation). C'est grâce à cette évolution qui permet l'accès à l'Internet à "haut débit" que le 3G est né. Le téléphone propose un accès rapide et assez complet à Internet pour les abonnés qui disposent d’un service adéquat.

3.6.     Sony Ericsson T68i

Ce portable a beaucoup de connectivités impressionnantes:

• Bluetooth, GPRS, WAP, mail, MMS, Infrarouge, USB…

En 2001, c'est l'un des premiers portables qui permet d'avoir un écran en couleur, il peut afficher plus de 256 couleurs. C'est également un des premier GSM à proposer un appareil photo en option.

3.7.     Le téléphone console

C'est en 2003 qu'un nouveau GSM, produit par Nokia, est mis sur le marché, le N-Gage. Présenté plus comme un téléphone portable que comme une console de jeu, ce produit doit subir la concurrence sur deux fronts : celui des consoles de jeu et celui des téléphones portables. Malheureusement, il ne s’impose dans aucun des deux domaines.

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3.8.     Les téléphones qui ont marqué l'histoire

Le 3 janvier 1996, est mis en vente le GSM StarTac de Motorola. C'est un téléphone portable à clapet. C'est également l'un des plus petit GSM en vente à cette époque.

3.9.     Le Nokia 3310

En fin d'année 2000, le Nokia 3310 est un téléphone compact, pas très beau et un peu lourd par rapport aux concurrents. Par contre, il possède beaucoup plus de gadgets qu'un autre mobile, tels qu'une calculatrice, un chronomètre et 4 jeux.

3.10. Les GSM les plus vendus dans le monde entier

En 2003, le Nokia 1100 est un téléphone très basique, qui ne propose pas de fonctionnalités inédites, qui n’est pas très avancé technologiquement et dont le design n’est certainement pas son point fort.

Ce GSM a quelques fonctions intéressantes, comme une lampe de poche activable d’une simple touche, ou encore une compatibilité avec la messagerie AIM.

3.11. Les GSM d'aujourd'hui et de demain

En 2007, l'iPhone d'Appel est l'un derniers appareils mobiles à tout faire. Effectivement, c'est un mobile tactile qui supprime toutes les touches apparentes. Le GSM a la possibilité d'avoir un lecteur radio et la possibilité d'avoir accès à un WI-FI. Malheureusement, c'est le seul appareil qui ne peut proposer la 3G.

Le Nokia N95 est l'un des appareils concurrent de l'iPhone. Il dispose d'une intégration GPS ainsi que d'un appareil photo de 5 mégapixel.

3.12. Le GSM du Futur [7]

Et si le GSM de demain ressemblait à une montre que l'on peut porter autour du poignet?

Le designer sud-coréen Jung Dae Hoon a décidé de créer un GSM qui ressemble à la fois à un GSM et à une montre. Le numéro de téléphone se compose, soit en tournant le bracelet, soit en touchant les numéros projetés. Indiquant l'heure, le Dial se porte comme une montre. Le créateur a prévu des versions pour les hommes, les femmes, les sportifs et les nantis.

Le Nokia 888 n’a pas été réalisé pour tenir dans la poche ou dans un sac à main, comme les téléphones de notre époque, mais pour se porter comme un vêtement ou un bijou.

Il est équipé d’une batterie liquide, il peut se plier comme une simple feuille de papier et changer de forme au fil de la journée. Il est tout de même équipé d’un GPS, d’un écran tactile et d’un détecteur de mouvement.

3.13. En conclusion

Le secteur du portable mobile ne cesse d'évoluer, les téléphones portables sont très importants dans notre quotidien. Il y aura beaucoup d'évolution et de changement dans le futur.

Quel sera le prochain changement ou nouveauté pour le GSM?

4. Impact sur l'homme, son mode de vie ainsi que sur ses besoins

4.1.         Sur son mode de vie [8]

Les GSM, téléphonie portable, WI-FI, se sont installés dans le quotidien des consommateurs. Les acheteurs sont en permanence en contact avec les ondes électromagnétiques. Ces ondes sont très dangereuses pour la santé au quotidien. Décrivons, en quelques lignes, quel impact cela a dans différents domaines.

a)      La santé

Pour une bonne compréhension, les ondes radio dont fait usage la téléphonie mobile appartiennent à la catégorie des rayons non ionisants. On ne peut d'ailleurs confondre les rayonnements non ionisants avec les rayons ionisants qui se sont avérés très dangereux pour la santé.

La recherche scientifique actuelle a conclu que les rayonnements des téléphones mobiles ne nuisent pas à la santé dans des circonstances normales. De plus, il ne faut pas craindre que le fait d'habiter à proximité d'antennes soit préjudiciable à la santé.

Néanmoins, de nouvelles études sont menées pour acquérir davantage de connaissances des éventuels effets et risques de l'utilisation d'un GSM.

b)      La télécommunication

Elle s'occupe des obligations qu'un opérateur GSM doit respecter et détermine quelle instance contrôle le secteur des télécommunications.

c)      La circulation

Il est permis de téléphoner en voiture avec un kit mains libres, mais des études sur la sécurité routière mettent en garde les conducteurs, car les risques d'accidents sont plus élevés.

d)      Les hôpitaux [9]

Ils interdisent l'utilisation d'un GSM dans certains services ou dans tout l'hôpital, pour des raisons de sécurité.

L'impact négatif:

L'étude épidémiologique prouve que les ondes électromagnétiques ont un impact sur la santé de l'homme. Contrairement au four à micro ondes, protégé par une cage de Faraday qui empêche les ondes d'en sortir, il n'y a pas de protection contre les ondes du GSM. En effet, les téléphones portables ainsi que les stations relais, émettent des ondes électromagnétiques allant de 900 à 2450 MHZ. 

Le premier effet sur l'organisme est un effet thermique. De plus en plus d'études scientifiques révèlent que la température du cerveau augmente durant les appels via un GSM. 

L'utilisation du GSM pourrait être cancérigène pour les personnes qui l'utilisent depuis plus de 10 ans. 

Des expériences faites par le neurochirurgien suédois Leif Slaford et ses collègues de l'université de Lund démontrent que les rayonnements émis par les GSM causent des dommages au cerveau des mammifères, plus précisément les rats. 

Voici les effets observés sur des rats exposés au rayonnement cinquante jours après une exposition de deux heures.

L'impact positif:  

Le point positif d'un GSM est son utilisation pour la  communication, être accessible n'importe quand et presque n'importe où. 

4.2.         Sur ses besoins

D’après le CRIOC [10], en 2006, 82% des jeunes âgés de 9 à 18 ans possèdent un GSM. Ce GSM est généralement un cadeau des parents. Le GSM constitue un élément d’identification du jeune, un signe de reconnaissance sociale. Si les cartes prépayées constituent le mode principal de paiement, ce sont les parents qui en sont généralement les "financeurs". À peine 1 jeune sur 3 utilise son argent de poche pour les financer. Les jeunes utilisent leur GSM pour envoyer des SMS. Depuis 2003, ils sont aussi plus nombreux à téléphoner ou à jouer (3 sur 4) avec leur GSM.

La pression sociale : posséder le GSM dernier cri, la peur d'être exclu d'un cercle d'amis…Or, il n’existe pas de lieu institutionnel consacré à l’éducation du jeune consommateur.

L'utilisation du GSM par les jeunes a également un effet sur leur développement… Par exemple, le temps moyen que les adolescents consacrent au GSM s’additionne au temps qu’ils passent déjà devant leur poste de télévision ou l’ordinateur… et les problèmes liés à la sédentarité.

5.  Impact sur l'environnement

5.1       La pollution de l'air

Pour la fabrication d'un GSM, son transport, sa mise en vente, ...cela crée plus de 75 kg de déchets (source: Umicore [11]) et la puce du GSM produit autant de CO2 qu'une voiture qui roule a 580 km/h. Cela fait peur, surtout quand on sait qu'il y a plus d'un milliard de portable dans le monde.[12]

La production et la gestion des déchets d'un GSM a une conséquence environnementale et socio-économique.[13]

5.1       Conséquences dans la nature

Il y a énormément de coupes d'arbres dans la forêt tropicale qui provoquent la destruction de l'écosystème.

a)      Exploitation et destruction des ressources:

La production d'un GSM consomme une grande quantité de ressources et d’énergie. Sans oublier la destruction de milieux naturels pour implanter les usines ou pour les mines.

b)      Flux des déchets:

Depuis des décennies, les pays occidentaux envoient leurs déchets vers les pays en développement. Nos déchets s'additionnent aux déchets locaux. De plus dans les régions sans infrastructures de recyclage, l’élimination des substances toxiques pose de graves problèmes écologiques et sanitaires.

c)      L'aménagement du territoire et de l'environnement:  

Pour chaque antenne relais, on doit vérifier si un permis de bâtir est nécessaire et, dans ce cas, un dossier de permis d'urbanisme doit être introduit.

6. Impact de l'homme sur l'écosystème en fonction des choix:

6.1        Politique

Le Parlement Wallon votera un décret pour limiter la diffusion des ondes électromagnétiques à 3 volts par mètre, par antenne... Jusqu'ici, c'était 20,6 volts par mètre...[14] Les fabricants de téléphones mobiles, au cours du Congrès Mondial à Barcelone, ont annoncé qu'un chargeur quasi-universel en 2012 sera mis au point.[15] Ce chargeur équipé d'une mini-prise USB diminuera le CO₂ au lieu d'être gaspillées pour des dizaines d'appareils différents.

Le micro-USB consommera un quart de l'énergie nécessaire à chaque chargeur spécifique aux modèles. [16]

6.2       Industriel [17]

La fabrication d'un GSM à de graves conséquences sur l'environnement. En effet, un GSM de 100 grammes à besoin 30 kilos de matière première. Le coltan[18] est extrait en Afrique mais raffiné en Amérique. Les condensateurs sont fabriqués en Chine et la carte mère y est ajoutée dans le nord de l’Europe. Un GSM vendu en Espagne, par exemple, est reprogrammé en Roumanie et revendu en Afrique ou finit dans une décharge.

6.3       Economique

Le marché du GSM est en pleine expansion économique. Plus de 80 % des individus belges disposent d'un GSM. On remplace son GSM tous les 18 mois, ce qui occasionne d'énormes déchets et l'utilisation de nouvelles matières premières pour les nouveaux appareils.[19]

7. Interdépendance entre les mathématiques, la science et la technologie

7.1       Comment fonctionne un GSM?

Cents substances différentes sont utilisées pour la fabrication des différentes parties.

On y trouve:

m   Des plastiques

-        Qui serviront à la fabrication du boîtier, du clavier, de la batterie, des circuits imprimés et de la vitre de protection,…

-        Les technologies pour la production des plastiques et leur retraitement permettent d'éviter tout danger.

m  Des matières minérales

Ils sont répartis en deux catégories:

-        Les métaux: cuivre, fer, zinc, nickel, aluminium, …

-        Les céramiques: matériaux synthétiques dont la composition chimique et minéralogique est variable.

7.2

1. 1.        
2. 2.        
3. 3.        
4. 4.        
5. 5.        

5.1.        

5.2       La carte SIM

Les GSM contiennent une carte SIM[20] qui permet d'identifier l'utilisateur et stocker un certain nombre de numéros de téléphone.

La carte SIM est importante dans un téléphone, c'est lui contient les données comme le numéro de téléphone de l'utilisateur.

7.3 Les ondes radiofréquences

Elles sont surtout utilisées dans les systèmes de transmission d'information sans fils, les systèmes de détection et d'aide à la navigation. Elles font partie d’une grande famille : le rayonnement électromagnétique. La lumière appartient à la même famille.  Elle est la seule à être visible ! Tous les autres,  rayonnements basse fréquence et radiofréquences, infrarouge, ultraviolet, X, gamma, sont invisibles. 

Une onde électromagnétique est une onde électrique et magnétique. Elle est composée d’un champ électrique et d’un champ magnétique.

1. 1.     
2. 2.     

Comme des vagues sur la mer, les champs électromagnétiques se propagent sous forme d’ondes. Et comme toutes les ondes, celles-ci sont caractérisées par leur amplitude, leur longueur d’onde et leur fréquence. L’amplitude correspond à la hauteur d’une "vague", la longueur d’onde à la distance entre les crêtes de deux "vagues" successives. La fréquence, nombre de "vagues" par seconde, est inversement proportionnelle à la longueur d’onde.

Comme toutes les ondes électromagnétiques, les ondes radiofréquences transportent de l’énergie, à partir de leur source, à travers la matière et le vide. L'énergie transportée est d’autant plus grande que l’amplitude de l’onde est élevée.

Pour transporter des informations, sons, images, vidéo,… on les "accroche" à une onde radiofréquence: c’est la porteuse. On fait varier (on module) l’amplitude, la fréquence ou la phase de l’onde porteuse de manière à reproduire fidèlement le signal à transmettre. La porteuse permet de caler celui-ci dans une bande de fréquences bien déterminée. C’est le procédé de modulation.

À la réception, c'est l'opération inverse. Signal et porteuse sont séparés par la démodulation. Un téléphone mobile émet et reçoit des ondes radiofréquences afin d’établir une liaison avec l’antenne relais la plus proche. Aujourd’hui la plupart des téléphones portables fonctionnent sur plusieurs fréquences en fonction du réseau disponible et du service utilisé : on dit qu’ils sont multi-bandes. Les fréquences sont de 900 MHz et 1800 MHz, pour les GSM 2G, et de 2100 MHz pour les GSM 3G.

7.4 La structure du réseau GSM

Lorsqu’on téléphone à partir d’un GSM :

• le mobile transmet par radio la communication vers la station de base de sa cellule.
• la conversation est ensuite acheminée de façon plus classique (câble, fibre optique ...) vers le correspondant s’il est raccordé au réseau téléphonique filaire, ou à sa station de base s’il est équipé d’un mobile.
• cette station de base transmet finalement la conversation par radio au correspondant.

Même si deux personnes se trouvent dans la même cellule et se téléphonent, la conversation ne passe jamais directement d’un GSM à l’autre.

Au cours d’un déplacement, il est possible qu’on sorte d’une cellule. Il est nécessaire alors de changer de station de base tout en maintenant la communication: c'est le transfert intercellulaire ou handover.

Pour gérer ce transfert :

• le GSM mesure en permanence la force du signal radio reçu de la station de base et écoute aussi régulièrement les stations de base des cellules voisines.
• lorsqu’il constate qu’il reçoit mieux une autre station de base que celle avec laquelle il échange les signaux, il en informe sa station de base.
• la station de base décide alors de passer le relais à la station de base voisine et met en œuvre la procédure de handover.

Ce processus oblige tous les mobiles à écouter les stations de base des cellules voisines en plus de la station de base de la cellule dans laquelle il se trouve.

8. Conclusion

En fin de vie de votre GSM, le WWF conseille donc de ne pas simplement l'abandonner dans un tiroir, encore moins de le jeter, mais plutôt de l'offrir à un proche ou à une entreprise d'économie sociale. Vous pouvez également l