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
La régression du nombre de mesures de débits en 4G se poursuit depuis le lancement de 5G à la fin de l’année 2020.
D’un premier trimestre 2021 se situant autour de 7500 tests, nous sommes passés à un niveau moyen autour de 2000 tests mensuels en 4G sur le quatrième trimestre 2023. En revanche, la 5G progresse légèrement de 5400 mesures de débit au deuxième semestre 2021 à une moyenne de 5570 tests sur l’année 2023. Un pic à 8163 mesures a été atteint en mai 2023. Le pic de l’année précédente se situait à 6793 tests.
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, puis 66,6% en 2023. 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, les 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 2023, Freemobile a poursuivi sa politique de déploiement de nouveaux sites avec l’ajout de plus de 200 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 ci-dessous).
[*] [« 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 Déploiement des fréquences 5G
La 5G est présente, à ce jour, sur 89% 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 quelques 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.
III – 3 Part du haut débit au sein de la 5G
En ne considérant que les sites 5G, leur taux d’équipement en haut débit a progressé de 6% en janvier 2021 à près de 30% à la fin de l’année 2023.
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 d’avril à septembre 2023 et semble préférer la modernisation des sites en zone dense pour permettre l’accroissement des débits en 4G grâce à la technologie MIMO4x4.
NB : Ce raisonnement ne s’applique évidemment pas aux opérateurs disposant d’un portfolio de fréquence différent ou d’une clientèle bien plus développée comme Orange ou encore déjà dotés d’une densification certes perfectible, mais présente de longue date.
III – 4 Répartition des technologies et des fréquences à la fin de l’année 2023
A partir de l’exploitation des données de l’ANFR, le déploiement, à la fin de l’année 2023, 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 (13 cas sur 20967, soit 0,06%). Les équipements ne disposant que de la 4G ne représentent plus à la fin de l’année que 11% des cas en incluant les sites « Indoor ». Enfin, les sites 5G se répartissent entre les installations capables de haut débit (3500MHz) à hauteur de 26% de l’ensemble des antennes actives (29% sont équipés d’une fréquence 5G) et les sites bénéficiant de la technologie 5G sans apport de débit autre que la capacité disponible ou ajoutée récemment en 4G (63%).
III – 5 Capacité théorique des antennes-relais et des terminaux
Les débits mesurés étant basés sur le volontarisme des contributeurs, les résultats sont, bien sûr liés aux équipements mis en place par Freemobile, mais également à la capacité des terminaux à les gérer.
Par chance, les mesures sont très peu affectées par le type d’abonnement souscrit par un client, contrairement à ce qui peut se passer chez d’autres opérateurs. En effet, la 5G est quasi systématiquement potentiellement présente, hors forfait 2€ qui ne permet pas d’effectuer des mesures de débits en raison des limites du forfait (50 Mo par mois).
Terminaux 4G :
Hors zone blanche, 98 % des installations peuvent délivrer théoriquement 441 Mbps [en MIMO2x2] avec un mobile 4G (3CA sans 2100 MHz) et même 587 Mbps avec un mobile 4G pour 47% des sites (avec LTE2100 MHz) .
Une partie d’entre elles (équipées de MIMO4x4 et dotées de la bande b1) peut même monter jusqu’à 1077 Mbps, voire 1175 Mbps avec un mobile performant en 4G [Sources : https://cacombos.com/device/XQ-BC52 ] (4CA+MIMO4x4 sur toutes les fréquences utilisées par Freemobile).
En zone blanche, les équipements ne disposent que de deux fréquences non agrégables de 20 MHz. Le débit théorique reste donc limité à 196 Mbps pour un utilisateur, mais le débit disponible par secteur d’antenne est de 392 Mbps partagé entre les abonnés des 4 opérateurs.
Terminaux 5G :
Installations sans la fréquence 3,5 GHz
La technologie 5G n’amenant aucun progrès à largeur de bande équivalente et à modulation identique, les débits obtenus en 5G sont quasiment équivalents pour la même largeur cumulée sur toutes les fréquences et toutes technologies.
Installations avec la fréquence 3,5 GHz
Pour les installations dotées de la bande n78, le débit maximal théorique est de 1249 Mbps (en MIMO2x2), voire 1793 Mbps (en MIMO4x4) avec un terminal adéquat [MIMO4x4 donc installation complète très récente ou modernisée en zone dense].
Début 2023, 26,5 % des sites 5G en service étaient équipés de cette fréquence. Ils sont 29,5% en fin d’année. Les mesures de débit sur l’année 2023 reposent donc sur un taux d’équipement moyen de 28%.
III – 6 Calendrier de déploiement des technologies des 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 au 01/10/2023 : Déploiement actif de la conversion de l’UMTS 2100 au LTE 2100 (400 sites par mois sur cette période).
01/04/2023 à fin 2023 : Modernisation des sites anciens 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 2023 en référence aux années civiles 2021 et 2022). 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 la version pour l’année 2022 : https://rncmobile.net/wp/9389).
IV – Profil des mesures de débit 4G
IV – 1 Profil des débits descendants moyens en 4G
Les dernières évolutions technologiques ne touchant qu’un petit nombre d’installations, il est logique que la valeur médiane soit très peu impactée (+3,3% avec 76 Mbps en 2023 vs 73 Mbps en 2021).
Le dernier quartile progresse de 10% de 2021 à 2023, mais la progression était déjà de de 7% en 2022.
Le dernier décile progresse de 19% depuis 2021.
Cette progression d’ensemble est principalement poussée par le déploiement de la fréquence LTE 2100 MHz.
La progression significative qui ne touche que les derniers percentiles semble portée par le début de déploiement de la MIMO4x4 puisque le dernier percentile approche la limite théorique de 587 Mbps d’un équipement complet en MIMO2x2. Les différentes publications de l’ARCEP et de l’ANFR ne permettant pas de connaître la présence de cette fonctionnalité, il est probable au vu de ce graphe, que celle-ci dépassait 5% des sites, mais restait inférieure à 15% en fin d’année 2023.
IV – 2 Profil des débits montants moyens en 4G
Comme pour les débits descendants, 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 performants.
V – Profils annuels des mesures de débit 5G
V – 1 Profil des débits descendants moyens 2023 comparés aux années précédentes
Le premier quartile évolue de 141% en référence à 2021, mais la part de l’année dernière se limite à 5%.
La médiane progresse sur deux ans de 114%, mais la contribution de l’année écoulée n’est que de 9%.
Le dernier quartile varie de 83% sur 2021, et la part de la dernière année se situe également à 9%.
Et sur l’année précédente uniquement, le dernier décile monte encore à 12% et le dernier percentile progresse de 22%.
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% et en 2023 de 26% à 29%). 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 dix 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.
V – 2 Profil des débits montants moyens 2023 comparés aux années précédentes
La valeur médiane a évolué de 50% si l’on prend en référence l’année 2021. En revanche, l’évolution est plus modeste par rapport à 2022 (+15%) . Là aussi, l’impact des évolutions technologiques se mesure essentiellement sur les derniers percentiles. Sur le dernier quartile, la progression est de 66% sur 2021, dont 14% entre l’année 2022 et 2023. Cette progression semble provenir principalement de la nouvelle capacité d’agréger la bande TDD à la fréquence 4G pilote en 5G NSA. Secondairement, la capacité à gérer le 256QAM sur la voie de retour contribue aussi à l’amélioration des performances au moins dans les abords immédiats de l’émetteur.
VI – Profil trimestriel et mensuel des mesures de débit descendant 5G
VI – 1 Profil des débits descendants moyens comparés par trimestre d’octobre 2022 à décembre 2023
La médiane progresse de 13% tandis que les deux quartiles se limitent à 7,5 et 11%. L’analyse par trimestre confirme une progression modeste sur le coeur de l’échantillon entre le dernier trimestre 2022 servant de référence et le dernier trimestre 2023. La partie la plus performante de l’échantillon évolue entre 14% et 23% portée par le déploiement du MIMO4x4.
VI – 2 Profil des débits montants moyens comparés par trimestre d’octobre 2022 à décembre 2023
Entre les deux derniers trimestres de 2022 et 2023, la médiane progresse de 14%, le premier et le dernier quartiles évoluent de 8% et 12%.
VII – Les communes disposant de mesures de débits
5301 communes ont fait l’objet d’au moins une mesure de débit. Pour 3201 d’entre elles, au moins un test de débit à été effectué en 5G, 3940 ont pu être mesurées également en 4G et seulement 160 communes ont été testées en 3G. Pour ces dernières, la plupart a pu bénéficier d’un ou plusieurs autres tests en 4G ou 5G. 19 communes n’ont été testées qu’en 3G.
Il s’agit des communes de : Ajain, Artemare, Chizé, Dosches, Einvaux, Eloise, Épannes, Froville, Kernilis, La Bachellerie, Meaucé, Montagnieu, Oudan, Perreuil, Saint-Christophe-en-Champagne, Saint-Paul-de-Salers, Saligny, Senouillac et Stosswihr.
Les dix communes les plus mesurées toutes technologies confondues sont : Paris [3912], Lille [2581], Saint-Étienne [2390], Bordeaux [2229], Le Havre [1753], Guérande [1709], Rennes [1475], Toulon [1442], Montpellier [1425] et Saint-Dié-des-Vosges [1338].
Les 5 plus gros contributeurs ont réalisés leurs mesures de débit sur 20% d’entre elles [1063 communes].
VIII – Les mobiles utilisés
Pour effectuer les 100475 mesures de débit en 2023, dont les deux-tiers en 5G, 463 modèles de mobile différents ont été utilisés, soit une moyenne de 217 tests par modèle. 223 modèles ont effectué un test en 5G et 240 n’en ont effectué aucun.
Liste des 223 mobiles bénéficiant d’un test en 5G : 21081111RG, 2107113SG, 21091116AG, 21091116UG, 2109119DG, 21121210G, 2201116PG, 2201116SC, 2201116SG, 2201122G, 2201123G, 22031116BG, 2203129G, 22041216G, 22041219NY, 22071212AG, 22081212UG, 22101316G, 22101316UG, 22101320G, 2210132G, 22111317G, 22111317PG, 2211133G, 23013PC75G, 23049PCD8G, 2306EPN60G, 23076RN8DY, 23078PND5G, A063, A065, AC2003, ANA-NX9, ASUS_AI2202, ASUS_AI2203_D, ASUS_I004D, ASUS_I006D, BE2029, BL5000, BL6000Pro, CDY-NX9A, Core-Z5, CPH2005, CPH2009, CPH2025, CPH2065, CPH2089, CPH2091, CPH2145, CPH2173, CPH2195, CPH2197, CPH2207, CPH2211, CPH2247, CPH2251, CPH2305, CPH2339, CPH2343, CPH2359, CPH2371, CPH2399, CPH2409, CPH2415, CPH2447, CPH2449, CPH2493, CRT-NX1, DN2101, DN2103, EB2103, ELS-NX9, FNE-NX9, FP4, IN2013, IN2015, IN2023, IN2025, IV2201, KB2001, KB2003, LE2111, LE2113, LE2115, LE2121, LE2123, Lenovo L70081, LGE-NX9, M2002J9G, M2007J17G, M2007J22G, M2007J3SG, M2007J3SY, M2011K2C, M2011K2G, M2012K11AG, M2012K11G, M2101K9G, M2102K1G, M2103K19G, M2103K19PG, Mi 10, Mi 10 Pro, moto g(100), moto g200 5G, moto g54 5G, moto g62 5G, motorola edge 20, motorola edge 30, motorola edge 40, NE2213, NOH-NX9, Nokia 8.3 5G, Nokia G60 5G, Nokia XR20, NTH-NX9, NX669J, NX679J, NX729J, PFEM10, PGT-N19, Pixel 4a (5G), Pixel 5, Pixel 6, Pixel 6 Pro, Pixel 6a, Pixel 7, Pixel 7 Pro, Pixel 7a, Pixel 8, Pixel 8 Pro, POCO F2 Pro, REA-NX9, RMO-NX1, RMX2075, RMX2111, RMX2144, RMX2202, RMX3241, RMX3301, RMX3311, RMX3370, RMX3371, RMX3563, RMX3572, SHARK KSR-H0, SM-A136B, SM-A146P, SM-A226B, SM-A236B, SM-A326B, SM-A336B, SM-A346B, SM-A4260, SM-A426B, SM-A516B, SM-A5260, SM-A526B, SM-A528B, SM-A536B, SM-A546B, SM-A546E, SM-F711B, SM-F721B, SM-F731B, SM-F916B, SM-F926B, SM-F936B, SM-F946B, SM-G7810, SM-G781B, SM-G955F, SM-G981B, SM-G9860, SM-G986B, SM-G986N, SM-G9880, SM-G988B, SM-G988N, SM-G990B, SM-G990B2, SM-G9910, SM-G991B, SM-G991U1, M-G996B, SM-G998B, SM-G998U1, SM-M236B, SM-M336B, SM-N981B, SM-N981N, SM-N9860, SM-N986B, SM-S901B, SM-S906B, SM-S906U1, SM-S9080, SM-S908B, SM-S908U1, SM-S9110, SM-S911B, SM-S916B, SM-S918B, SM-T976B, SM-X806B, SM-X906B, Stellar-X5, Surface Duo 2, T790Y, T810H, V2041, V2050, V2053, V2145, VOG-TL00, WP10, XQ-AS52, XQ-AT51, XQ-BQ52, XQ-BT52, XQ-CC54, XQ-CQ54, XQ-CT54.
IX Bonus : Comparaison par sous-échantillon
Il est légitime de s’interroger sur l’effet de la présence de quelques contributeurs hyper actifs sur la représentativité de l’échantillon étudié.
Il est tout aussi légitime de s’interroger sur la loyauté d’une partie des speedtesteurs omettant volontairement ou non de renseigner leur pseudo.
Pour mesurer ces deux effets perturbateurs, l’échantillon a été partitionné en trois sous-échantillons :
- l’échantillon des 15 contributeurs ayant réalisés plus de 1000 mesures sur l’année 2023, soit une moyenne de plus de 2,7 mesures de débit par jour,
- l’échantillon des contributeurs anonymes (pseudo non renseigné),
- l’échantillon résiduel expurgé de ces deux sous-échantillons « supposés » apporter un biais à l’échantillon global.
IX -1 Comparaison entre l’échantillon global et l’échantillon expurgé
Les deux profils sont quasiment identiques.
La médiane de l’échantillon expurgé est à moins de 5% de celle de l’échantillon global. L’expurgation a même un léger effet positif sur le dernier quartile et le dernier décile qui progressent de 1%.
On peut donc en conclure que, si certains contributeurs cherchent à biaiser les résultats en multipliant les tests favorables ou défavorables, leur intervention n’a pratiquement aucun effet ou leur résultante a un effet très modeste dans les marges extrêmes (les premiers et derniers déciles).
IX – 2 Écarts des deux sous-échantillons en référence à l’échantillon complet
En comparant les deux sous-échantillons « problématiques » à l’échantillon global, on peut percevoir l’incidence du comportement supposé des deux groupes d’acteurs (les hyper-actifs et les anonymes).
Le sous-échantillon des contributeurs les plus actifs présente une médiane supérieure de 9%(*). L’impact sur la médiane est donc de l’ordre de 5% avec un poids de 61% de l’échantillon global.
De l’autre côté, les participants masqués, dont le poids n’est que de 13%(**) de l’ensemble des mesures, voient la médiane de leur sous-échantillon baisser de 43%. Leur impact semble néanmoins limité au vu du résultat global (écart de 4% sur la médiane entre l’échantillon expurgé des deux sous-groupes et l’échantillon complet).
(*) Le Top 5 présente une médiane supérieure de 0,7%, le Top 10 une médiane de 7,9% et le Top15 (contributeurs de + 1000 mesures de débit en 2023) de 8,9%.
(**) Poids de 13% des mesures réalisées en 5G, mais de 18% de l’ensemble des mesures.
Rappel : Évidemment, la très grande majorité des participants des deux sous-groupes « mis en cause » n’a pas d’intention maligne a priori et leur comportement vis-à-vis des mesures de débit ne fait que refléter leurs centres d’intérêt (participation à une action commune de cartographie aussi large que possible d’un réseau de téléphonie mobile ou simple vérification épisodique du débit de secours apporté par le mobile à leur domicile en cas de défection du réseau fixe).
Voila, cet observatoire est maintenant terminé, nous vous donnons rendez-vous l’année prochaine pour un nouveau bilan.
N’hésitez pas à nous remonter vos remarques sur les réseaux sociaux, à bientôt.
