Observatoire des débits – Bilan 1er trimestre 2022
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 abandonné. Cet observatoire va donc s'appuyer sur cette base de données alimentée régulièrement par la communauté et nous vous proposerons chaque trimestre des statistiques qui en découleront afin de compléter celles déjà disponibles.
II - Volume de données traitées
Sans revenir au niveau du début 2021, le nombre total de mesures de débit se stabilise au-dessus de 10000 valeurs mensuelles lors des deux derniers mois. Les tests en 4G restent en-deça des 5000 tandis que les mesures en 5G se maintiennent au-delà de 5000 valeurs sur les deux derniers mois. Depuis six mois, les mesures réalisées en 5G l’emportent sur celles en 4G.
La proportion des mesures de débit en 5G reste donc logiquement au-delà des 50 %, voir de 55 % des tests depuis novembre 2021, sans réussir néanmoins à dépasser les 59 % atteints en décembre 2021.
Note méthodologique : En raison de la non prise en compte de la 5G par l'application à son lancement, ainsi que de la non-reconnaissance de la 5G par quelques mobiles (Pixel 6 et gamme Samsung), une partie des 298 tests marqués 4G de plus de 400 Mbps ont été affectés à la 5G. Quelques sites dépourvus de la fréquence 5G et bénéficiant de l'apport d'une fréquence 5G d'un site voisin ont également été comptabilisés en 5G alors qu'ils étaient marqués 4G. Il subsiste ainsi 85 tests 4G dépassant 400 Mbps en raison de la présence d'équipements émettant en MIMO 4x4.
III - Contexte
III - 1 Déploiement des fréquences 4G
La fréquence "historique" de 2600 MHz a été déployée à l'origine du lancement de la 4G en décembre 2013. Depuis, Freemobile a été autorisée à utiliser la fréquence 1800 MHz sur une largeur de bande de 5 MHz, puis de 15 MHz à partir de mai 2016, elle s'est vue également attribuer la licence 700 MHz sur une largeur de bande de 10 MHz à compter d'avril 2016. Enfin, la réorganisation des fréquences a permis l'utilisation en 4G de la fréquence 2100 MHz sur une largeur de 10 MHz à partir du 21 août 2021. Toutes ces fréquences, lorsqu'elles sont disponibles sur le site, permettent l'agrégation en 4G sur une largeur de bande de 55 MHz, autorisant un débit théorique de 538 Mbps en MIMO 2x2 (256QAM), voir de 881 Mbps sur les sites câblés en MIMO 4x4 sur les 2 fréquences 2600 et 1800 MHz [voir même de 979 Mbps avec un mobile capable d'agréger 3 fréquences en MIMO 4x4 et la 4ème en MIMO 2x2] (Source : https://rncmobile.net/wp/31).
Les trois fréquences 4G développées depuis plusieurs années dépassent dorénavant 91 % des sites équipés en 4G. La dernière qui n’est disponible que depuis 7 mois atteint déjà 14 % des sites. La plupart des antennes hors zone blanche sont donc capables d’agréger 3 fréquences (3CA). Une sur six peut ainsi émettre en 4CA.
III - 2 Déploiement des fréquences 5G
A côté des 55 MHz des fréquences 4G réutilisables en double connectivité en 5G NSA, Freemobile s'est vue attribuer une bande complémentaire de 70 MHz dans la fréquence 3,5 GHz. L'opérateur procède donc, depuis le lancement de la 5G en décembre 2020, à la modernisation de ses équipements pour l'implémentation de la 5G NSA avec les fréquences déjà disponibles en utilisant le 700 MHz comme fréquence pivot (technologie DSS). Puis, il procède à l'adjonction des 70 MHz (ou plutôt de 60 MHz actuellement en vertu de restrictions en voie de résorption) selon les besoins en capacité. L'apport d'une bande de 60 MHz permet une augmentation du débit théorique de 515 Mbps, soit un total de 1396 Mbps en MIMO 4x4 [voir 1 494 Mbps avec un mobile capable d'intégrer 3 fréquences en MIMO 4x4 et la 4ème en MIMO 2x2], ou de 1053 Mbps en MIMO 2x2.
L'exploitation des informations publiées par l'ANFR, faute de possibilités pour l'équipe RNCmobile de collecter ces données, permet de mesurer la progression des investissements réalisés sur cette fréquence.
En cinq trimestres, la part des équipements modernisés pour apporter la 5G est passée de (30% à 52% des sites actifs y compris zone blanche). L'adjonction de la fréquence 3,5 GHz a été multipliée par 6 (de 2,1 à 11,9%). La part des installations équipées en 5G boostées par l'ajout d'une bande de 60-70 MHz a été multipliée par trois (de 6,5% à 20,2%).
IV - Répartition des mesures de débit
Si l'on se focalise sur les tranches de débit supérieures à 300 Mbps, la base a progressé sur toutes les tranches. Les deux tranches les plus élevées (plus de 700 Mbps) ont plus que doublé.
Les pourcentages d'évolution sont visibles sur le graphe suivant (y compris pour les tranches inférieures à 300 Mbps).
La tranche comprise entre 700 Mbps et 1 Gbps s'est accrue de 127% en rapport au dernier trimestre (1933 vs 852 tests). La tranche supérieure a progressé de 112% (81 vs 172 cas).
Et les 3 autres tranches supérieures à 300 Mbps ont progressé de 52 à 69% lors des trois derniers mois. Les mesures de débit de plus de 400 Mbps réalisées en 5G représentent désormais 22% contre 18%, trois mois plus tôt.
Les deux graphes suivants donnent une vue d'ensemble des tranches démarrant à 0-5 Mbps et jusqu'à 1Gbps voir plus. Les mesures de débit de plus de 50 Mbps représentent 86% des tests en 5G contre seulement 59% en 4G.
Le premier répartit les tranches par technologie.
Le deuxième les répartit par année.
Pour le premier trimestre de l'année 2022, la répartition des débits - toutes technologies confondues - est la suivante :
Pour l'année 2021, la répartition des débits - toutes technologies confondues - était la suivante :
Pour l'année 2020, la répartition des débits - toutes technologies confondues - était la suivante :
Pour l'année 2019, la répartition des débits - toutes technologies confondues - était la suivante :
Pour l'année 2018, la répartition des débits - toutes technologies confondues - était la suivante :
L'exploitation des données par technologie - toutes années confondues - produit les résultats suivants pour les trois technologies implémentées par Freemobile.
V - Profil des débits
La simple analyse des moyennes ne permettant pas de rendre compte de la diversité et la complexité des situations rencontrées sur un parc de stations mobiles, la comparaison des performances entre les technologies repose sur la détermination de profils de débits construits à partir de la notion statistique de percentiles.
V - 1.1 Comparaison des débits descendants moyens par technologie
V - 1.2 Les débits descendants moyens sur la période complète comparés à la période arrêtée à fin 2021
Sur le dernier trimestre - toutes technologies confondues -, la médiane a progressé de 5% (72 vs 68 Mbps), alors que le seuil du percentile le plus élevé s'est accru de 14%.
En déclinant ces résultats par technologie, on aboutit aux résultats suivants :
V - 2 Comparaison des débits montants par technologie
En valeur médiane, les performances s'améliorent de 85% entre 4G et 5G. L'amélioration est de 77% sur le seuil des 1% des mesures les plus performantes (dernier percentile).
VI - Visualisation de la progression des débits
En se focalisant sur la technologie 5G et pour analyser plus finement les évolutions de l'année venant de s'achever, il est préférable de s'intéresser aux données trimestrielles, voir mensuelles.
VI - 1 L'analyse suivante s'intéresse donc aux évolutions des débits descendants 5G sur les 5 trimestres de 2021 et 2022.
En référence au premier trimestre de l’année 2021, la médiane du premier trimestre 2021 a progressé de 72%. Si l'on intéresse aux mesures de débits les plus performantes, on constate que le seuil des meilleurs 1% (dernier percentile) a progressé de 36%. Par ailleurs, le seuil des meilleurs 25% (dernier quartile) a progressé de 66%.
Cette progression significative des performances s'est opérée sous le quadruple effet de la croissance - sur 15 mois - de 6,5 à 20,6% du nombre de stations 5G équipées en 3,5 GHz, de l'ajout progressif d'une bande de 10 MHz en 4G dans la fréquence 2100 MHz sur une partie du parc et de l'upgrade du lien de transmission de 1 à 10 Gbps de l'antenne au réseau de collecte. Sur la fin du dernier trimestre, l’adjonction de la technologie dite « intersite » a également modestement contribué à l’amélioration des performances. Toutefois son effet ne se fera réellement sentir qu’à compter du prochain trimestre.
Le renouvellement du parc de mobiles utilisés par les Freenautes a également contribué à l'amélioration de ces performances.
VI - 2 L'analyse qui suit s'intéresse aux évolutions des débits descendants 5G sur les trois mois de l'année de 2022.
Compte-tenu de la taille réduite de l'échantillon lorsque l'on descend au niveau mensuel (chaque mois repose sur environ 5000 mesures), il convient de limiter l'analyse aux seuls quartiles et à la médiane.
La médiane progresse ainsi de 234 Mbps en janvier à 266 en février et enfin à 311 Mbps en mars). En 2 mois, la progression est donc de 33% sur la médiane.
La croissance est moindre sur le dernier quartile (+16%), mais très forte sur le premier quartile (+86%). Ainsi, il ne reste plus qu'un quart des tests inférieurs à 195 Mbps en mars alors que le seuil se situait à 105 Mbps en janvier 2022.
VII - Résultats sur les 20 plus grandes villes métropolitaines
Les 20 plus grandes villes représentent 14% de la population métropolitaine. De plus, la plus grande concentration de l'habitat justifie un développement plus rapide de la 5G, notamment de sa variante apportant une largeur de bande complémentaire de 70 MHz en 3,5 GHz. Nous avons donc cherché à connaître l'avancement de la situation sur ce parc d'antennes.
VII - 1 - Tableau des maxima, des médianes et moyennes des 20 plus grandes villes métropolitaines
Le tableau présente les informations suivantes pour chacune des 20 villes mentionnées :
- la population concernée,
- le nombre de tests de débits réalisés en 5G dans la ville,
- les valeurs des speedtests (maxi, moyenne et médiane), c'est-à-dire des débits descendants moyens mesurés en 5G,
- le nombre d'antennes en fonctionnement établies dans la ville(*) et leurs caractéristiques d'émission (en 5G dans les fréquences 3,5 GHz et 700 MHz, en 4G sans différenciation des fréquences),
- la part relative des 3 types de situation (émission en 4G uniquement et en 5G avec ou sans large bande),
- le nombre d'habitants ramenés au nombre d'antennes en service émettant sur la fréquence 3,5 GHz qui seule apporte une amélioration substantielle des débits.
Le tableau est trié en ordre croissant selon ce dernier paramètre.
NB : Une ligne supplémentaire représente les résultats sur l'ensemble des 20 villes et une autre indique les mêmes éléments à l'échelle métropolitaine (les antennes en zone blanche ne sont pas comptées en actives 4G).
Les valeurs non représentatives figurent avec un fond gris foncé lorsque la base dispose de moins de 250 mesures. Les valeurs les plus signifiantes ont un fond vert clair quand leur nombre dépasse les 1000.
(*) Il s'agit des communes au sens strict (même code INSEE commune) et non des aires urbaines.
L'analyse des résultats par ville figure au paragraphe suivant pour les mieux dotées en mesures de débits.
VII - 2 - Profil des grandes villes les plus testées
Les profils de débits de chacune des villes sont comparés aux valeurs métropolitaines représentées en pointillé.
Rappels : La base intègre toutes les mesures effectuées depuis l'ouverture commerciale, toutefois il a fallu attendre la mise à disposition à toute la communauté d'une version de l'application gérant la 5G - soit mi-février - pour qu'un nombre suffisant de testeurs puisse s'impliquer.
Sur les 68 663 tests 5G effectués en métropole depuis le lancement de la 5G, 7192 ont été mesurés dans les 20 plus grandes villes.
Le taux de présence de la 5G 3,5 GHz sur les 20 villes est de 27% contre 16% à l'échelle métropolitaine. La conversion en 5G est bien moins complète sur ces villes, puisqu'il reste 37% de sites sans 5G contre 20% en métropole.
VII - 2a - Paris
Le graphe parisien montre une amélioration uniforme sur la métropole à partir du premier quart de l'échantillon. Cette supériorité de l'échantillon parisien s'explique - un peu - par un taux de présence de la fréquence large plus élevé (21% vs 16% en France entière), mais surtout par la sous-représentation des antennes n'émettant que sur la fréquence 700 MHz (30% vs 64%).
La médiane s'est ainsi légèrement améliorée d'un facteur 1,38.
VII - 2b - Dijon
Le graphe dijonnais montre une amélioration considérable de la situation sur tout le profil des débits. Cette commune est en effet - d'assez loin - celle la mieux dotée en fréquence haute (94% vs 16% en métropole et 27% pour les 20 villes).
La médiane fait ainsi un bond d'un facteur 3 ou pas loin (2,68).
VII - 2c - Bordeaux
Le graphe bordelais met en valeur un progrès constant dés le premier décile (donc touchant 90% de l'échantillon). La ville dispose d'un parc d'antenne équilibré entre fréquence haute (44%) et basse (44%) et donc d'une modernisation assez complète (11% restent en 4G au premier trimestre 2022).
La médiane fait ainsi un saut d'un facteur 2 ou pas loin (1,87).
La ville détient le record de débit des 20 villes avec 1254 Mbps grâce notamment à la présence de sites dotés de fréquences émettant en MIMO 4x4 et l'ajout du 2100 MHz.
VII - 2d - Nantes
Le graphe nantais se distingue assez peu de la métropole jusqu'au dernier quartile, donc sur 75 % de l'échantillon. 24% des antennes sont en bande haute contre 16% en métropole. 54% des antennes ne sont pas encore équipées en 5G.
La médiane est équivalente à la valeur nationale (226 Mbps vs 197 Mbps).
La faible taille de l'échantillon ne permet pas de conforter ces premières appréciations.
VII - 2e - Saint-Étienne
Le graphe stéphanois s'écarte très peu de la situation nationale. Bien que légèrement supérieur au niveau national (18% vs 16%), le taux de présence de la fréquence haute reste très en retrait de celui des 20 villes (27%).
Comme à Nantes, la médiane est équivalente à la valeur nationale (225 Mbps vs 197 Mbps).
La faible taille de l'échantillon ne permet pas de conforter ces premières appréciations.
VIII - Les communes disposant de mesures de débits descendants supérieurs à 400 Mbps
Sur les 15463 mesures dépassant les 400 Mbps, 15378 sont réalisées en 5G contre 85 en 4G. Les communes dont le débit descendant excède 400 Mbps sont passées en un mois de 485 à 584.
VIII - 1 Les communes qui se sont ajoutées depuis le 1er janvier 2022
Tableau des nouvelles communes - disposant d'au moins une mesure de débit descendant de plus de 400 Mbps - ajoutées depuis le 1er janvier 2022 :
VIII - 2 Les communes les plus testées
Tableau des communes - disposant de plus de 100 mesures de débit descendant de plus de 400 Mbps depuis le lancement de la 5G.
IX - Les mobiles ayant réalisés des mesures de débits descendants supérieures à 400 Mbps
IX - 1 Les mobiles les plus utilisés
33 mobiles ont réalisé au moins 50 mesures de débits de plus de 400 Mbps. Ceux-ci ont réalisés 95,2% des tests en 5G. Un seul modèle a réalisé plus de 10% des mesures.
IX - 2 Les meilleurs scores
Tableau des mobiles - disposant des meilleures scores depuis le lancement de la 5G (en Mbps).
(Source : https://rncmobile.net/top/smartphones).
Voila, cet observatoire est maintenant terminé, nous vous donnons rendez-vous dans 3 mois pour un nouveau !
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