Bandes de fréquences pour la 5G

En France métropolitaine, la procédure d’attribution de la bande 3,5 GHz aux opérateurs s’est achevée le 12 novembre 2020 par la délivrance des autorisations d’utilisation des fréquences par l’Arcep. 

L’ANFR est intervenue sur plusieurs points en vue de faciliter la mise à disposition de cette bande pour le déploiement de la 5G :

L’Agence a été engagée en amont dans l’élaboration du cadre réglementaire européen des fréquences. Les gestionnaires de fréquences des pays membres de l’Union européenne ont, dès novembre 2016, donné une impulsion politique décisive en recommandant la bande 3,5 GHz, comme bande principale pour l’introduction de la 5G, la bande 26 GHz étant considérée comme une bande pionnière au-dessus de 24 GHz (Document RSPG16-032 FINAL). Suite à un mandat de la Commission européenne confié en 2017, la CEPT a proposé les conditions techniques d’utilisation des fréquences par la 5G dans ces deux bandes, reprises ensuite dans les Décisions communautaires mises en œuvre en France.

Ainsi, les conditions harmonisées font l’objet de la décision (UE) 2019/235 adoptée le 24 janvier 2019, reprenant les recommandations du rapport CEPT (CEPT Report 067), y compris pour la protection des radars militaires opérant en dessous de 3,4 GHz. Cette décision, si elle impose un plan de fréquences TDD (le terminal et la station de base exploitent la même bande de fréquences en fonction du temps) laisse la flexibilité nécessaire au niveau national pour tenir des comptes des usages en place (par exemple, en France, en dessous de 3490 MHz). Ces conditions ont été reprises dans les autorisations 5G délivrées par l’Arcep. En 2021, des travaux complémentaires au niveau européen ont permis de préciser les conditions applicables pour les équipements 5G indoor pour la protection des radars sous 3,4 GHz ECC/REC/(21)02.

Pour la bande 26, GHz, les conditions harmonisées font l’objet de la Décision (UE) 2019/784 adoptée le 14 mai 2019. Elle reprend les recommandations du rapport CEPT 68. Les conditions de protection de la bande passive et le calendrier de mise en œuvre ont été révisées suite à la CMR -19 et reprises dans la décision (EU) 2020/590 adoptée le 6 mai 2020 sur la base des recommandations de la CEPT. En complément, la CEPT a publié une analyse permettant d’identifier les conséquences et limites d’une approche autorisation générale. (Rapport ECC 317)

Des « boites à outils » ont également été élaborées pour aider à la mise en œuvre de ces différentes conditions au niveau national : lignes directrices, publiées en 2018 et 2020, pour l’introduction de la 5G dans la bande 26 GHz tout en permettant une utilisation d’un nombre limité de stations terriennes en réception dans la bande 25.5-27 GHz (Recommandation ECC(19)01) et en émission dans la bande 24,65-25,25 GHz (Recommandation ECC (20)01). Des analyses exposent les mécanismes de synchronisation entre réseaux 5G à 26 GHz (rapport ECC 307) et les options permettant de faciliter la coexistence entre les réseaux 5G et faisceaux hertziens (rapport ECC 303),

En réponse à un second mandat de la Commission, la CEPT a précisé les conditions techniques dans les bandes 900, 1800 MHz, 2 GHz et 2,6 GHz, où des précédentes générations mobiles avaient été déployées par les opérateurs, afin qu’elles soient rendues compatibles avec une utilisation pour les technologies 5G. Les propositions de conditions techniques harmonisées du rapport CEPT 72 ont été reprises dans les révisions des Décisions (UE) 2020/667 (bande 2 GHz) et (UE) 2020/636 (bande 2,6 GHz) adoptées en mai 2019 et celles du rapport CEPT 80 dans la Décision (EU) 2022/173 adoptée le 7 février 2022.

Dans les bandes 700 et 800 MHz, la CEPT avait conclu qu’il n’était pas nécessaire d’adapter les conditions techniques harmonisées pour y introduire de la 5G.

Le tableau national de répartition des bandes de fréquences (TNRBF) a été révisé en juin 2018 afin de donner à l’Arcep le cadre réglementaire indispensable à l’introduction de la 5G en France dans la bande 3,5 GHz. Les modifications au TNRBF adoptées alors précisaient, entre autre, le calendrier de libération de la bande 3,5 GHz par le ministère de l’Intérieur pour permettre les futures autorisations « 5G » dans cette bande. Le calendrier ambitieux de libération progressive par département, en trois phases, pour au plus tard le 1er mars 2020 a été respecté.

Afin de préparer les procédures d’autorisation de la bande 26 GHz, le TNRBF a été modifié en novembre 2018 pour attribuer à l’Arcep, en Région 1, la bande 26,5-27,5 GHz pour le service mobile et le service fixe. Dans cette bande, l’affectataire défense bénéficiait du statut prioritaire, et l’utilisation future des sites d’exploration de la Terre par satellite de Météo France et du CNES sur Toulouse, ainsi que la possibilité d’identifier ultérieurement de nouveaux sites, a été reconnue.

Pour les bandes 2 GHz et 2,6 GHz, le TNRBF a été révisé en mai 2021. Pour la bande 2 GHz, la note F73 b fait référence à la Décision CE 2012/688/UE modifiée (par la Décision UE 2020/667/UE). Pour la bande 2,6 GHz,   la note F86 b fait référence à la Décision CE 2008/477/UE modifiée (par la Décision UE 2020/636/UE).

Concernant les bandes 900-1800 MHz, le conseil d’administration du 8 mars 2022 a adopté les modifications des notes F51 et F72 du TNRBF afin de préciser la référence à la nouvelle décision (EU) 2022/173 « 900-1800 MHz » qui abroge la décision 2009/766/CE et précise les conditions techniques neutres technologiquement en soutien à l’introduction de la 5G.

Le Fonds de réaménagement du spectre (FRS) a financé, à partir de mai 2018, la migration des réseaux utilisant la bande 3,4-3,8 GHz afin d’accélérer la libération de fréquences préalable à l’introduction de la 5G en France. Les sommes avancées par ce fonds seront remboursées par les opérateurs autorisés dans le cadre de la procédure d’attribution de la bande 3,5 GHz. 

Pour la libération de cette bande, trois opérations de migration ont bénéficié de financements soutenus par ce fonds : 

• Le ministère de l’Intérieur a sollicité l’intervention du FRS début 2018 pour migrer 56 faisceaux hertziens pour un montant de 1,5 million d’euros. La migration s’est achevée fin d’année 2019, avec une avance de trois mois sur le calendrier prévu. 
• L’Arcep a demandé, au printemps 2019, l’intervention du FRS pour accompagner la réorganisation des fréquences de réseaux BLR (Boucle Locale Radio) correspondant à 21 AUF récemment modifiées, afin de rendre disponibles les fréquences au-dessus de 3490 MHz pour la 5G. Un montant plafond de 48 millions d’euros est prévu pour préfinancer ce changement de fréquences dans les conditions et le calendrier prévus par l’Arcep.
• À la demande du Secrétariat général de la Défense et de la Sécurité nationale, le FRS contribue enfin à assurer la continuité d’exploitation de sites régaliens en préfinançant le regroupement de certaines activités en métropole et les réaménagements consécutifs sur d’autres sites. Le montant plafond de ce projet s’élève à 23,5 millions d’euros.  

En conséquence, le montant plafond total des projets préfinancés par le FRS pour la libération de la bande 3,4-3,8 GHz s’élevait à 73 millions d’euros. Les montants à rembourser par les opérateurs autorisés ont été répartis proportionnellement au volume de spectre attribué à chacun. Les échéances de remboursement étant les suivantes :

1. Pour le premier remboursement, l’Agence refacture aux opérateurs mobiles dans les 30 jours suivant leur autorisation par l’Arcep toutes les dépenses réalisées avant cette date.
2. Ensuite, les titres de perception sont adressés chaque année en janvier et juillet et couvrent les dépenses du semestre précédent.

À la demande de l’Arcep, l’ANFR a réalisé des études d’impact préliminaires de la protection des stations terriennes recevant au-dessus de 3800 MHz vis-à-vis des stations de base 5G avec antennes actives (AAS) qui seront autorisées par l’Arcep dans la bande 3490-3800 MHz. Ces études ont été rassemblées dans un rapport et les opérateurs doivent s’engager lors de la déclaration COMSIS à respecter les densités surfaciques de puissance établies sur la base de ce rapport et rassemblées dans un document de la COMSIS. Des approfondissements pourraient être menés ultérieurement, par exemple dans le cas de nouvelles informations sur le filtrage des équipements 5G ou sur le niveau de blocage des stations terriennes.

Les contraintes de déploiement aux frontières en 5G dans cette bande sont étroitement liées à la problématique de synchronisation en TDD avec les pays frontaliers. Dans certains cas, il est aussi nécessaire de protéger les stations terriennes du service fixe par satellite (FSS) des pays voisins.

Pour la coordination aux frontières dans les outre-mer, voir la page dédiée.

Concernant la problématique de synchronisation

L’introduction de la 5G dans la bande 3400-3800 MHz a soulèvé la question de l’adéquation des accords existants, bilatéraux, multilatéraux avec les pays voisins. L’Agence s focalise aujourd’hui sur la révision de ces accords compte tenu des enjeux posés par la synchronisation des réseaux aux frontières qui ne sont pas pris en compte par les accords en vigueur, dans un contexte où deux structures de trames ont été harmonisées au niveau européen.

La recommandation ECC (15)01, révisée en février 2020, sert de boite à outil afin d’éviter la mise en place de corridors sans services 5G à nos frontières pour éviter les brouillages entre réseaux de pays voisins. La Recommandation ECC 20(03), adoptée en octobre 2020, harmonise deux trames 5G (DDDSUUDDDD/DDDDDDDSUU+3ms et DDDSU) afin de faciliter la négociation des accords et ainsi créer l’écosystème nécessaire au développement du « DL symbol blanking », fonctionnalité qui permet une coexistence aux frontières dans le cas d’utilisation de trames différentes au prix d’une perte de capacité d’environ 17% et qui devrait pouvoir être déployé à l’horizon de l’été 2022. Cette recommandation est en cours de révision afin de modifier les seuils de coordination selon les scénarios et les environnements. 

À la suite de discussions entre administrations, de multiples réunions inter-opérateurs (de la France, de l’Allemagne et de la Suisse) ont eu lieu dans l’objectif d’aboutir à un arrangement et de s’assurer de la mise en œuvre du DL symbol blanking à la frontière. Le projet d’accord entre les opérateurs français, allemands et suisses au sujet des conditions de déploiement dans la bande 3.5 GHz et notamment l’introduction du DL symbol blanking est en cours de signature. Cet accord n’est pas applicable aux verticaux et aux réseaux BLR spécifiques (3410-3490 MHz en France et 3700-3800 MHz en Allemagne), car ils ne sont pas signataires.

Dans l’attente de la signature des accords dans la bande 3400-3800 MHz, et afin de ne pas pénaliser les opérateurs français lors des déploiements aux frontières, une procédure spécifique a été mise en place où l’opérateur s’engage à réaliser les modifications lorsque cela est nécessaire avec l’ajout d’une case à cocher dans la COMSIS : « En cas de demande de l’administration compétente d’un pays frontalier de rester sous le seuil de 32dB µV/m à 3 m de hauteur à la frontière, ou de nouvel accord international, l’opérateur s’engage à réduire la puissance de la station jusqu’à respecter le seuil applicable ».  

Concernant la protection des stations terriennes FSS

La France a identifié dix stations étrangères à protéger, six en co-canal (bande 3,4 - 3.8 GHz) et quatre en canal adjacent (bande 3,8 – 4,2 GHz). 

Les premières analyses en co-canal, faites par l’ANFR, montrent une faible contrainte sur le déploiement de la 5G aux frontières, hormis dans la périphérie de Metz, à l’est de l’A315, à la hauteur de Montoy-Flanville ainsi qu’au sud et au nord de Ars-sur-Moselle. Concernant le cas de la station de Rheinhausen, la France a indiqué qu’elle ne pouvait assurer la protection de cette station, l’impact en Alsace étant important (seuil à respecter de 4 dBµV/m/MHz à 10 m) et la demande de protection apparue tardivement, après le lancement de la procédure d’autorisation. La situation pourrait évoluer selon les réponses de l’Allemagne, en notant que les contraintes applicables aux opérateurs allemands aboutissent à un impact plus modéré.

En canal adjacent, des discussions sont en cours avec l’administration Suisse afin de mieux cerner les contraintes de déploiement dans le bassin lémanique autour de Genève.

(1) la station de Leuk fonctionne dans la bande 3640-3800 MHz
(2) A ce jour, la France ne reconnaît pas la protection de cette station, l’impact en Alsace étant important et la demande de protection apparue tardivement (seuil à respecter de 4 dBµV/m/MHz à 10 m)

(*) L'Allemagne demande à ce que l’on respecte les masques d’émissions qui sont inscrits dans la décision Européenne 2019/235.

À la suite d’une publication d’un rapport du RTCA (Radio Technical Commission for Aeronautics), le 8 octobre 2020, l’affectataire Aviation civile (AC) a demandé à ce que des mesures soient prises pour protéger les radioaltimètres opérant dans la bande 4200-4400 MHz des risques de brouillage exposés dans ce rapport. L’Agence a alors réuni les représentants des ministères et affectataires concernés, ainsi que des opérateurs, des équipementiers 5G et des industriels de l’aéronautique, aboutissant à un plan d’action à deux niveaux. Dans l’attente d’études complémentaires en cours au niveau européen, des mesures immédiates de précaution ont été appliquées : 

• Obligation pour les opérateurs 5G de prendre des mesures pour éviter des configurations où apparaissent des « lobes de réseaux » dans les antennes actives, qui ont la particularité de « faire fuir » vers le haut une partie importante de la puissance de l’antenne ;
• « Zones de sécurité et de précaution » autour des pistes d’aéroports de Catégorie III (approche par faible visibilité), dont le contour est défini dans une note technique, et dans une zone de 1 km de rayon autour de quelques hélistations du ministère de l’Intérieur (10 en métropole) ;
• Interdiction pour les opérateurs 5G d’orienter leurs faisceaux vers le haut dans ces zones ainsi que dans certaines zones de 1 km de rayon autour d’hélistations du ministère de la Défense (37 en métropole).

Par ailleurs, l’ANFR contribue, avec les parties prenantes nationales, aux études menées au niveau européen, pour évaluer plus précisément les risques de brouillage et les remédiations possibles, ainsi que pour donner les éléments de visibilité nécessaire à l’industrie aéronautique qui révise actuellement les normes des radioatimètres afin que ces derniers soient plus résilients aux émissions en bande adjacente, notamment la 5G en Europe et dans d’autres pays (États-Unis, Japon) où elle est exploitée dans des bandes plus proches de celle des radioaltimètres.