illustration par TomZZ
I – Positionnement
RNC Mobile est un projet initié par des bénévoles passionnés des télécoms et porté par la communauté des Freenautes (clients chez Free). Son but est de centraliser les données d’identification des antennes Freemobile envoyées par les utilisateurs de l’application dédiée (Android) mais pas que. En effet, depuis l’été 2017, il est possible de mesurer les débits montants et descendants en chargeant plusieurs fichiers simultanément sur plusieurs serveurs différents et participer ainsi aux statistiques des fiches des sites radio. Particularités importantes, un test de débit n’est valide que s’il est entièrement fait sur le même site radio, dans la même technologie (3G/4G/5G) et uniquement sur le réseau propre Freemobile. En d’autres termes, si durant le processus un changement de site ou de technologie s’opère, le test est coupé. Cet observatoire va donc s’appuyer sur cette base de données alimentée régulièrement par la communauté et nous vous proposerons régulièrement – dans la mesure du possible – des statistiques qui vous permettront d’évaluer le déploiement du réseau Freemobile.
II – Volume de données traitées
En référence au premier trimestre 2023, la 5G a progressé légèrement, puis s’est stabilisée entre de 4000 et 6000 mesures de débit au deuxième semestre 2023 et au premier semestre 2024. Le dernier trimestre 2024 marque un retour au niveau du premier trimestre 2023.
Le pic à 8181 mesures atteint en mai 2023 n’a pas pu être égalé en 2024 malgré le bon score de 7430 de septembre 2024.
La régression du nombre de mesures de débits en 4G se poursuit depuis le lancement de la 5G à la fin de l’année 2020.
D’un premier trimestre 2023 se situant entre 3000 et 3500 tests, le niveau moyen s’est stabilisé entre 2000 et 3000 tests mensuels en 4G entre le quatrième trimestre 2023 et les trois premiers trimestre 2024.
Le lancement de la 5G SA au 18 septembre 2023 coïncide avec une chute sensible de la 4G entre 1000 et 1700 des mesures de débit sur les deux derniers mois.
Depuis le lancement de la 5G en décembre 2020, ces évolutions se traduisent par une assez forte progression annuelle en pourcentage de la part des tests en 5G. Ceux-ci varient de 39,7% en 2021, à 55,4% en 2022, 66,9% en 2023, puis 69,3% en 2024.
C’est la conséquence de la progression du déploiement tel qu’indiqué ci-dessous dans les éléments de contexte, majoré de l’effet évolution du parc des téléphones mobiles des contributeurs à cette campagne de mesures. En effet, trois ans après le lancement de la 5G, des primo-contributeurs aux mesures de débit en 5G ont commencé à renouveler leur mobile par un modèle plus efficace en agrégation de débit. De plus, une part des anciens contributeurs 4G a pu remplacer son mobile par un mobile 5G.
III – Éléments de contexte
III – 1 Déploiement de nouveaux sites
Tout au long de l’année 2024, Freemobile a poursuivi sa politique de déploiement de nouveaux sites avec l’ajout de 190 sites par mois en moyenne[*], à la fois, pour améliorer sa couverture en zone peu dense et pour densifier les zones urbaines où il présente un retard sur les autres opérateurs. Cette politique a pour effet d’augmenter la capacité en débit mis à la disposition des freenautes plus efficacement que l’apport d’une bande large en 5G puisqu’elle ne s’applique pas qu’aux seuls détenteurs de mobiles 5G. Freemobile dispose, en effet, d’une largeur de bande cumulée de 60 MHz en 4G contre 70 MHz en 5G large bande. De plus, la technologie MIMO4x4, qui semble se développer massivement en zone dense[**] depuis le deuxième trimestre 2023, permet d’apporter l’équivalent en débit d’une bande de 50 MHz supplémentaire (20 MHz en 2600 MHz et 15 MHz en 1800 et 2100 MHz). Ainsi, grâce à l’upgrade MIMO4x4, le débit théorique global de 587 Mbps disponible par secteur en MIMO2x2 passe à 1077 Mbps[***] en MIMO4x4 (voir § III – 5 Terminaux 4G de l’Observatoire des débits de l’année 2023).
[*] L’année 2024 se positionne ainsi entre l’année 2022 avec 184 sites et l’année 2023 avec 204 sites.
[**] [« Le MIMO 4×4 devrait arriver sur tous les sites en zone dense à terme »] (voir Journée des Communautés 2023).
[***] La quasi-totalité des sites en zone dense dispose déjà de toutes les fréquences.
III – 2 Part des points hauts disposant d’au moins une des deux fréquences 5G
La 5G est présente, à ce jour, sur 91% des antennes-relais (sans comptabiliser les sites mutualisés en zone blanche qui n’ont pas vocation à en bénéficier à court terme).
Il subsiste donc plusieurs centaines de sites du réseau propre émettant en 4G (voire quelques unités en 3G) situés principalement en zone rurale et la quasi-totalité des sites opérés mutuellement par les quatre opérateurs (métro, tunnels, stades, sites commerciaux à couverture interne, etc…).
Le seul ajout de la 5G n’apporte pas en soi de débit supplémentaire, mais il intervient dans un contexte d’amélioration du portfolio des fréquences (LTE 2100 MHz, MIMO4x4 en zone dense) et d’amélioration du matériel car les sites doivent être migrés sur la gamme Nokia Airscale nécessaire à la réception de cette nouvelle technologie. Ceux-ci représentent par la même occasion un vivier dans lequel Freemobile peut décider, sans grands travaux, d’ajouter du 3,5GHz là où Freemobile l’estime intéressant pour ses clients.
III – 3 Déploiement des fréquences 5G large bande (équipés de 3,5 GHz)
Après deux années de déploiement prioritaire de nouveaux points hauts, dont 30 à 40% équipés de la fréquence 3500 MHz, Freemobile a commencé à partir d’avril 2024 à upgrader plus intensivement ses sites existants principalement dans les 2 derniers mois de l’année 2024 essentiellement pour satisfaire les obligations de l’ARCEP de 8000 sites équipés de la fréquence haute (voir : https://rncmobile.net/wp/12842).
III – 4 Part du haut débit au sein de la 5G
En ne considérant que les sites 5G, leur taux d’équipement en haut débit a régulièrement progressé à partir de 6% en janvier 2021, puis après avoir atteint le taux de 29,4% à mi-2023, ce taux s’est stabilisé à ce niveau jusqu’en mars 2024.
Freemobile a annoncé publiquement limiter le déploiement de la 5G à large bande aux zones très denses et aux sites particulièrement sollicités en zone moins dense. Et, de fait, l’opérateur a boosté le déploiement de la LTE 2100 à partir d’avril 2023 et semble avoir privilégié la modernisation des sites en zone dense pour permettre l’accroissement des débits en 4G grâce à la technologie MIMO4x4.
Après cette phase de ralentissement du déploiement de la 5G en large bande, le mois d’avril 2024 a vu le retour des activations de la fréquence 3500 MHz. Le taux est ainsi passé de 30% à 39% à la fin de l’année.
III – 5 État actuel de la répartition des technologies et des fréquences
A partir de l’exploitation des données de l’ANFR, le déploiement, à la fin de l’année 2024, des fréquences et technologies se présente comme suit (hors zone blanche) :
Si l’on s’intéresse aux sites actifs hors zone blanche, les antennes uniquement équipées en 3G ne représentent plus rien à ce jour (8 cas sur 22703, soit 0,035%). Les équipements ne disposant que de la 4G ne représentent plus à la fin de l’année que 9% des cas en incluant les sites « Indoor ». Enfin, les sites 5G se répartissent entre les installations capables de haut débit (3500MHz) à hauteur de 36% de l’ensemble des antennes actives et les sites bénéficiant de la technologie 5G sans apport de débit [autre que la capacité ajoutée en 4G : MIMO4x4 et LTE 2100] (55%).
III – 6 Rappel du calendrier de déploiement des technologies sur les antennes-relais Freemobile
15/12/2020 : Lancement de la technologie 5G : Apport de la capacité d’une bande 60 MHz dans un premier temps sur les installations équipées de la fréquence 3,5 GHz (gain théorique de 515 Mbps). Aucun apport en débit pour les installations seulement équipées de la fréquence 700 MHz en 5G à l’exception de celles bénéficiant de l’effet « intersite » et uniquement pour les clients évoluant dans un rayon d’un à deux kilomètres autour d’une station 3,5 GHz, mais connectés sur l’antenne la plus proche.
21/08/2021 : Ouverture officielle de la fréquence 2100 MHz en technologie 4G sur une largeur de bande de 10 MHz dans un premier temps (gain théorique de ~100 Mbps en MIMO2x2 et de ~200 Mbps en MIMO4x4).
18/05/2022 : Mise à jour logicielle pour permettre l’exploitation de la totalité de la licence dans la bande 3,5 GHz, soit 70 MHz (gain théorique de 90 Mbps) [https://twitter.com/Free_1337/status/1526822491745837065].
Depuis l’année 2022, une partie des installations bénéficie d’une agrégation de deux fréquences sur le flux montant.
21/12/2022 : Élargissement en 4G de 10 à 15 MHz de la fréquence 2100 MHz (gain théorique de 50 Mbps en MIMO2x2 et de 100 Mbps en MIMO4x4) [https://twitter.com/Free_1337/status/1605474987976146945].
01/04/2023 à fin 2024 : Déploiement actif de la conversion de l’UMTS 2100 au LTE 2100 (plus de 19 053 sites convertis, soit une moyenne de plus de 900 par mois sur cette période).
01/04/2023 à fin 2024 : Modernisation des anciens sites en zone dense avec upgrade en MIMO4x4. Équipement systématique des nouveaux sites en zone dense de la technologie MIMO4x4.
Autres améliorations intervenues dans la durée de vie de l’installation et ayant contribué à l’amélioration des performances en débit descendant, voire montant : passage de 64QAM à 256QAM en débit descendant et de 16 à 256QAM en débit montant (mais, en fait, 64QAM en débit montant avec le parc actuel de mobiles), amélioration de la collecte en remplaçant un faisceau hertzien à la capacité limitée par un modèle plus performant ou par une connexion en fibre, amélioration de la connexion en fibre passant d’une capacité d’1 Gbps à 10 Gpbs.
Les Débits (Préambule)
La simple analyse des moyennes ne permettant pas de rendre compte de la diversité et la complexité des situations rencontrées sur un parc d’antennes-relais, la comparaison des performances entre les technologies repose sur la détermination de profils de débits construits à partir de la notion statistique de percentiles. L’analyse sera principalement conduite sur une base temporelle (évolution des profils de débits 2024 en référence aux années civiles 2021 à 2023). Pour la technologie 5G qui prend le pas sur les autres technologies, l’analyse pourra adopter une approche géographique (régions, départements de plus d’un million d’habitants, vingt plus grandes villes de métropole). Toutefois, ce type d’analyse fera l’objet d’une publication complémentaire à périodicité au mieux annuelle (voir les versions pour les années précédente : https://rncmobile.net/wp/6996)
IV – Profil des mesures de débit 5G
IV – 1 Profil des débits descendants moyens en 5G
La médiane progresse de 4% sur un an, mais de 14% sur deux ans et de 126% sur trois ans.
En référence à l’année précédente, le premier quartile évolue de 11% et le dernier quartile de 2%.
L’essentiel de l’évolution des performances s’est donc réalisée en 2022 avec une amélioration sensible du taux de présence de la fréquence apportant le haut débit (la fourchette du taux de sites équipés en large bande progresse en 2021 : de 0% à 18,5%, en 2022 : de 18,5% à 26,5%, en 2023 : de 26,5% à 30% enfin en 2024 : de 30% à 39% [Voir $ III – 4]).
En revanche, la progression entre 2022 et 2023 s’effectue principalement – à l’instar de la 4G – sur le parc nouvellement équipé en LTE 2100 MHz. De la même façon, une petite partie du parc (probablement moins de quinze pourcents) bénéficie de la technologie MIMO4x4 et cette évolution impacte uniquement le dernier décile et surtout le dernier percentile, grâce aux contributeurs équipés de mobiles performants.
Entre 2023 et 2024, la progression est modeste et semble plus portée par le renouvellement du parc de mobiles que par les renforcements des équipements. En effet, la progression de l’équipement de la fréquence à large bande est intervenue trop tardivement pour avoir pu impacter significativement les débits. Leur plein effet interviendra en 2025.
IV – 2 Profil des débits montants moyens en 5G
En un an, la médiane progresse de 23% tandis que les deux quartiles se limitent à 21% et 18%. La partie la plus performante de l’échantillon s’améliore respectivement de 15% et de 14%.
IV – 3 Profil des débits descendants moyens en 4G
Certaines évolutions technologiques ne touchent qu’un nombre restreint d’installations (10 à 20% en MIMO4x4) et ne bénéficient qu’aux détenteurs de mobiles haut de gamme capables d’agréger en MIMO4x4. Leur impact est donc limité et ne concerne que les derniers déciles (voire centiles). D’autres évolutions telles que la conversion en LTE de la fréquence 2100 MHz touchent près de 20000 installations et ne nécessitent pas le recours à des mobiles performants.
Il est donc logique que la valeur médiane et les deux quartiles soient impactés.
La médiane s’améliore de +18% avec 87,3 Mbps en 2024 vs 74,2 Mbps en 2023.
Le premier quartile progresse de 25% sur un an. Le dernier quartile progresse de 12% sur la même période.
Cette progression d’ensemble semble donc principalement poussée par le déploiement de la fréquence LTE 2100 MHz.
Le déploiement du MIMO4x4 s’effectuant sur un parc déjà doté de la fréquence 5G (large bande ou non) et le parc de mobiles non pourvus de la 5G tendant à disparaître, il est probable que peu de mesures de débit soient réalisées en 4G sur ce parc.
La mise en perspective de cette évolution sensible en 4G en référence à la 5G (+18% contre seulement 4% en valeur médiane) confirme que l’intensité de l’effort de Freemobile s’est concentrée sur la 4G jusqu’aux deux derniers mois de l’année.
IV – 4 Profil des débits montants moyens en 4G
Les débits montants ne progressent qu’à partir du dernier quartile, portés essentiellement par la possibilité d’agrégation de deux fréquences et par le changement de modulation (256QAM vs 16QAM). Ces deux avantages ne sont accessibles qu’aux détenteurs de mobiles de gamme moyenne ou supérieure.
V – Les communes disposant de mesures de débits
5065 communes ont fait l’objet d’au moins une mesure de débit. Pour 444 d’entre elles, au moins un test de débit a été effectué en 5G SA et 3053 ont bénéficié d’un test de débit en 5G NSA. 3972 ont pu être mesurées également en 4G et seulement 167 communes ont été testées en 3G. Pour ces dernières, la plupart a pu bénéficier d’un ou plusieurs autres tests en 4G ou 5G. Seules 9 communes n’ont été testées qu’en 3G. Il s’agit des communes de : Chouppes, Réauville, Saint-Laurent-du-Verdon, Cornillon-sur-l’Oule, Estoher, La Roche-Vineuse, La Souterraine, Roquefort et Vaupillon..
Les communes les plus mesurées toutes technologies confondues sont : Paris [4477], Bordeaux [2728], Lille [2102], Saint-Étienne [1965], Reims [1933], La Garde [1877], Toulon [1716] et Montpellier [1425].
VI – Les mobiles utilisés
Pour effectuer les 95 954 mesures de débit en 2024 – dont environ les deux-tiers en 5G – 471 mobiles différents ont été utilisés, soit une moyenne de 204 tests par modèle. 247 ont effectué un test en 5G et 216 n’en ont effectué aucun.
447 mobiles ont été utilisés en 4G, 84 en 3G dont un seul utilisé en 3G seulement (Honor 8X).
VII – 1 Bonus : Répartition des mesures de débit par tranche horaire
L’analyse repose sur l’ensemble des speedtests réalisés en 2024 quelque soit la technologie.
La situation des tests réalisés à Paris pouvant s’écarter de la situation d’ensemble sont également représentés pour identifier les différences de comportement essentiellement liés aux temps de déplacement et à l’impact de la journée continue.
Les tests réalisés de nuit (de 0 à 6 heures du matin) représentent 2,1 % de l’ensemble.
La tranche matinale (6 à 9 heures) en représente 7,6 %.
La soirée (18 à 24 heures) pèse 19,3 % du total.
Enfin, la journée habituelle de travail (9 à 18 heures) est plus que majoritaire avec un taux de 71% de l’ensemble des mesures. On peut en déduire que les tests réalisés majoritairement à domicile ne représentent que 29% du total. Il est logique que les contributeurs qui disposent en quasi-totalité d’une connexion Internet à haut débit ne privilégient pas, à leur domicile, la connexion par mobile, sauf, peut-être, quelques anxieux qui ont besoin de vérifier que leur connexion de secours à Internet est toujours en mesure de leur assurer un bon débit.
Les mesures réalisées à Paris représentent près de 5% de l’ensemble des tests.
Les différences marquées entre Paris et la Métropole résident dans les trois tranches horaires suivantes :
- entre 8 et 9 heures du matin : Paris fait plus de deux fois plus de tests (11% vs 5%),
- entre 12 et13 heures : Paris fait 60% plus de tests (11% vs 7%),
- entre 16 et17 heures : Paris fait 20% plus de tests (11% vs 9%).
Un tiers des tests parisiens sont réalisés dans ces trois tranches horaires marquées par les temps de transport et de restauration. Ces mêmes tranches n’en représentent que 21% sur l’ensemble de l’échantillon qui intègre Paris, donc moins de 20% pour l’échantillon hors Paris.
VII – 1bis Bonus : Répartition des mesures de débit par tranche horaire obtenues par crowdsourcing (ARCEP – 2023-T3)
L’exploitation des données brutes publiées par l’ARCEP (https://data.arcep.fr/mobile/mesures_crowdsourcing/index.html) permet de déterminer le profil horaire de réalisation des tests. Malheureusement, le peu d’informations disponibles hors le débit descendant ne permet pas de pousser les analyses très loin.
A titre de comparaison avec le profil précédent obtenu par RNCmobile, on trouvera ici le profil obtenu par Speedchecker.
On ne peut que s’étonner de la quasi-inversion du profil de réalisation des tests.
La journée passe de 71% à 32%. Le poids des mesures de débit à domicile semble largement prépondérant, ce que l’on peut vérifier à l’aide de la carte produite à partir de ce même fichier (https://framacarte.org/m/169922/).
Manifestement, les contributeurs n’ont rien à voir entre les deux échantillons. Dans le cas du projet RNCmobile, on peut remarquer une volonté de cartographier un maximum d’émetteurs de radiotéléphonie mobile de la part de contributeurs actifs. Dans le cas des données fournies par Speedchecker et publiées par l’ARCEP, les contributeurs semblent centrés sur leur domicile. L’examen de la carte des speedtests confirme cette hypothèse.
On notera également qu’un test sur cinq est réalisé la nuit alors que les installations sont au repos pour économiser l’énergie (fréquences hautes éteintes de 0 à 6 h depuis 2021).
VII – 2 Bonus : Comparaison de débits obtenus par tranche horaire
Le lieu de réalisation d’une mesure de débit a une importance phénoménale sur les performances obtenues. De nombreux paramètres peuvent intervenir tels que, par exemple, la distance et les obstacles entre l’émetteur et le récepteur. Seule une analyse basée sur la cartographie des speedtests telle que celle mise à disposition par le projet RNCmobile permet d’appréhender les subtilités de cet éventail de situations. Nous avons néanmoins cherché à comprendre l’influence de la position des tests selon qu’ils sont réalisés en intérieur ou en extérieur. En l’absence de facteur indiscutable sur le positionnement du speedtesteur, nous avons analysé l’heure de réalisation du test qui permet de pré-supposer sa localisation. En résumé, les tests réalisés de 18h à 9h du matin sont supposés être réalisés à domicile et ceux réalisés entre 9h et 18h sont supposés être réalisés majoritairement à l’extérieur ou en intérieur, mais hors domicile.
En se limitant à l’échantillon ne contenant que les mesures effectuées de 9h à 18h, la médiane progresse de 7%, le premier quartile de 14% et le dernier quartile de 3%.
En se limitant à l’échantillon ne contenant que les mesures effectuées de 18h à 9h, la médiane régresse de 17%, le premier quartile de 30% et le dernier quartile de 10%.
L’influence de la position (intérieur/extérieur) est donc sensible puisque l’écart sur la médiane approche les 30% entre les deux situations.
VII – 3 Bonus : Comparaison mono-technologie vs multi-technologie
Pour éviter l’agrégation d’informations disparates, nos analyses privilégient l’étude d’échantillons homogènes par technologie en utilisant la plus répandue (5G). Ce n’est pas le cas général des opérateurs de speedtests. Pour se resituer en référence aux analyses agrégeant les technologies 3G à 5G, nous avons comparé les profils obtenus avec les deux méthodologies.
En se basant sur la médiane, les performances obtenues avec la seule 5G sont supérieures de 46% sur celles obtenues en mélangeant toutes les fréquences.
VII – 4 Bonus : Effet de l’introduction de la 5G SA
L’année 2024 a vu arriver – sur l’une des fréquences utilisée pour la 5G – la technologie 5G SA (standalone, donc fondée sur un coeur de réseau 5G contrairement à la 5G NSA).
L’introduction à grande échelle étant récente (le 18 septembre 2024), il convient de relativiser la portée des analyses. Elles ne s’appuient en effet que sur un échantillon limité de 5 427 mesures de débit. Par ailleurs, les choix techniques et les réglages actuels opérés par Freemobile n’ont pas forcément vocation à perdurer. Néanmoins, une simple comparaison des profils de débits descendants entre la la 5G SA et la 5G NSA permet de confirmer les premiers constats et de quantifier leur importance.
En 5G SA, les tests supérieurs à 830 Mbps représentent moins de 1% des mesures de débit (dernier percentile) et la valeur maximale atteinte est de 986 Mbps (obtenue à Aurillac). La valeur théorique atteignable en 5G sur la bande 3500 MHz pour une largeur de bande de 70 MHz est de 1164 Mbps. Les paramètrages actuels ne permettent donc pas d’agréger d’autres fréquences qu’elles soient en 5G ou en 4G.
Pour un utilisateur unique, il n’est donc pas possible de dépasser le Gbps, mais en dehors des logiciels de tests de débits, aucune application ne nécessite un tel débit. La capacité disponible pour l’ensemble des utilisateurs connectés à la même antenne reste la même avec la 5G SA, mais l’augmentation du débit n’est pas l’objectif du passage en mode standalone.
Les performances obtenues au-delà du dernier quartile sont en retrait de 20% à 30% (dernier percentile). En revanche, la 5G SA apporte un gain de 23% à 14% entre le premier décile et le premier quartile. Aucune surprise dans ces résultats. Le quart le moins performant de l’échantillon 5G NSA contient probablement un très grand nombre de tests réalisés en 700 MHz sur des installations ne disposant pas de la technologie MIMO4x4 (maximum théorique de 646 Mbps en agrégeant toutes les bandes).
La médiane ne régresse que de 7% en référence à la 5G NSA (371 Mbps vs 397 Mbps).
Voila, cet observatoire est maintenant terminé, nous vous donnons rendez-vous dans quelques mois pour une nouvelle étape.
N’hésitez pas à nous remonter vos remarques sur les réseaux sociaux, à bientôt.