14 avril 2025 | Londres, Angleterre

Telecoms.com invite régulièrement des experts tiers à partager leurs points de vue sur les questions les plus pressantes du secteur. Dans cet article, Luke Kehoe, analyste sectoriel chez Ookla, examine les défis et les opportunités liés à l’installation d’une connectivité mobile dans les réseaux de métro souterrains. Article initialement publié par Telcoms.com. Consultez l’article ici.

En partenariat avec Boldyn Networks (Boldyn) et les quatre principaux opérateurs mobiles britanniques, Transport for London (TfL) œuvre pour apporter la connectivité 4G et 5G à haut débit dans le métro et dans les rues de Londres.

Les usagers bénéficient déjà d’une couverture 4G et 5G dans les stations et tunnels de certaines sections des lignes Jubilee, Central, Piccadilly, Victoria et Northern, ainsi que sur l’ensemble de la ligne Elizabeth. TfL vise une connectivité mobile ininterrompue dans 80 % des stations cette année, malgré les défis techniques liés à l’adaptation de l’infrastructure mobile au plus ancien métro du monde.

Alors que le déploiement du réseau progresse, la connectivité mobile dans le métro londonien s’améliore progressivement, même si la couverture varie encore selon les lignes. Mettre en place une telle infrastructure dans un environnement aussi complexe représente un défi considérable, qui n’est pas toujours visible pour les usagers.

Le déploiement du réseau constitue une entreprise technique sans précédent pour TfL, Boldyn Networks et les opérateurs mobiles britanniques. Ce projet d’infrastructure ambitieux implique l’installation de 2 000 km de câbles dédiés, en surface comme en souterrain, le déploiement de milliers d’unités radio et la coordination de vastes travaux d’ingénierie réalisés de nuit en semaine, tout cela en garantissant la continuité du service.

Des pionniers mondiaux de la connectivité souterraine

Londres n’est pas la seule ville à œuvrer pour améliorer la connectivité des passagers dans son métro. Des projets d’installation de grande ampleur ont également été observés dans d’autres métropoles à travers le monde :

Hong Kong

• Depuis son ouverture en 1979, le Mass Transit Railway (MTR) de Hong Kong est devenu l’un des réseaux de métro les plus fréquentés au monde, transportant en moyenne plus de 5,5 millions de passagers en semaine. Le MTR a été le site du premier déploiement complet par Boldyn d’un système de distribution d’antennes (DAS) souterrain. L’entreprise y a collaboré avec les opérateurs mobiles locaux pour établir une infrastructure de communication intégrée couvrant la radio mobile privée, les réseaux de sécurité publique, la couverture mobile et le Wi-Fi sur l’ensemble du métro et du système léger sur rail.
• Boldyn a récemment collaboré avec les opérateurs mobiles pour renforcer les services 5G sur le réseau MTR, en déployant une infrastructure avancée dans la bande de fréquence 3,5 GHz (n78). Grâce à la mise en œuvre d’une structure innovante de câbles rayonnants et à l’utilisation de la technologie MIMO (Multiple Input, Multiple Output) optimisée, les débits de données mobiles ont été nettement améliorés dans les sections clés du réseau.
• La densité urbaine exceptionnelle de Hong Kong a posé des défis majeurs au déploiement du réseau mobile dans le MTR. Une installation particulièrement exigeante sur la West Island Line illustre ces difficultés : les techniciens ont dû à plusieurs reprises gravir un site équivalent à 20 étages, transportant souvent du matériel de test en montant et descendant plusieurs fois par jour une pente raide afin d’assurer une couverture complète à une sortie.

Espagne

• En Espagne, la couverture mobile a été largement déployée dans les réseaux de métro de villes comme Barcelone et Bilbao. Madrid, en particulier, dispose de l’un des déploiements de réseau mobile souterrain les plus complets d’Europe, avec une connectivité totale couvrant près de 300 km de lignes.
• Au tournant du millénaire, Metrocall a émergé comme un opérateur pionnier en modèle « neutral host », fondé par Metro de Madrid pour développer une infrastructure mobile complète dans le métro. Il y a quatre ans, Metrocall a achevé une modernisation d’envergure de l’infrastructure mobile du métro madrilène, étendant la couverture 4G à l’ensemble de ses plus de 240 stations et à toutes ses lignes.
• En 2020, Cellnex, la plus grande société européenne de tours de télécommunication et acteur clé du développement des réseaux mobiles de métro dans des villes comme Milan et Brescia, a acquis une participation de 60 % dans Metrocall, et a depuis investi dans l’expansion de la couverture 5G dans tout le réseau.

États-Unis

• À l’instar de son travail sur le métro de Londres, Boldyn a également collaboré avec la Metropolitan Transportation Authority (MTA) de New York pour fournir une couverture 5G complète aux clients d’AT&T, de T-Mobile et de Verizon. Le projet a permis de déployer des infrastructures mobiles sur 418 miles (près de 673 km) de tunnels du métro, tout en mettant en place un service Wi-Fi gratuit amélioré dans les 191 stations de métro aériennes et les 21 stations du Staten Island Railway.
• À la fin de l'année dernière, les services 5G ont été activés sur la ligne de la navette 42nd Street Shuttle, l’un des tunnels les plus fréquentés du réseau reliant Times Square à Grand Central. Cet itinéraire est ainsi devenu le premier de Manhattan à bénéficier d’une couverture mobile complète. En complément des déploiements dans le métro, la ville élargit le réseau LinkNYC (des bornes numériques offrant des services d’information publique, de recharge d’appareils et d’appels d’urgence), soutenu par un renforcement des infrastructures de fibre optique, elles-mêmes rendues possibles grâce aux déploiements effectués dans le métro.

Les défis du déploiement

Installer des réseaux souterrains suppose de composer avec les infrastructures existantes, qu’il s’agisse des tunnels eux-mêmes ou des réseaux déjà en place, tout en assurant les travaux dans un environnement utilisé quasiment en permanence, et bien sûr en maîtrisant les coûts, afin d’offrir une meilleure expérience connectée aux voyageurs.

Les réseaux de métro construits il y a plusieurs décennies, comme ceux de New York et de Londres, nécessitent des opérations de modernisation complexes pour supporter des services de connectivité avancés. Dans les systèmes où des infrastructures 2G, 3G et 4G existent déjà, la mise à niveau vers la 5G et le déploiement de bandes de fréquences plus élevées (2,6 et 3,5 GHz) exigent généralement de nouveaux câbles rayonnants (leaky feeder) et des systèmes d’antennes small cells.

Les municipalités et les entreprises d’infrastructure qui souhaitent proposer des options de connectivité avancées se heurtent également à des contraintes majeures de coûts et de délais lors de l’installation d’infrastructures mobiles et de fibre optique dans les tunnels souterrains. Les nouveaux systèmes 5G accentuent encore ces difficultés, les bandes de fréquences plus hautes offrant une propagation du signal plus faible et nécessitant davantage d’antennes pour garantir une couverture équivalente.

En plus de ces défis temporels et techniques, les environnements souterrains présentent des obstacles supplémentaires pour la transmission des signaux, en particulier dans les bandes de fréquences plus hautes comme le 3,5 GHz. Les ingénieurs radio doivent compenser l’atténuation du signal causée par les rames métalliques conçues pour l’insonorisation, et atténuer l’effet Doppler dû à l’accroissement de la vitesse des trains. Sur de longs segments de voie, l’installation de radios au format compact à l’intérieur des tunnels devient de plus en plus nécessaire pour assurer une couverture mobile homogène.

Et le problème le plus fondamental ? Travailler autour des millions d’usagers qui dépendent de ces réseaux au quotidien. À titre d’exemple, le métro de Londres transporte en moyenne 3,23 millions de voyageurs par jour, soit 1,2 milliard par an, avec cinq lignes fonctionnant 24 heures sur 24 le week-end. L’installation d’un réseau couvrant l’intégralité d’une ligne représente donc un défi logistique considérable. La plus grande partie des travaux doit être réalisée dans une fenêtre de quatre heures, parfois sur une trentaine de stations simultanément.

La voie vers une couverture mobile sans coupure dans le métro de Londres

Au cœur du déploiement de la connectivité dans le métro londonien se trouve une concession innovante de 20 ans conclue entre Boldyn et TfL, pour concevoir, construire et exploiter le réseau mobile mutualisé dans l’ensemble du métro.

Cette concession a été pensée pour rester financièrement viable pour TfL, Boldyn assumant l’intégralité des investissements en capital nécessaires au développement du réseau, qui devraient dépasser le milliard de livres sterling sur la durée du projet. Dans ce modèle, similaire à ceux observés à Hong Kong ou à New York, Boldyn agit comme opérateur neutre, louant son infrastructure aux opérateurs mobiles, ce qui réduit fortement leur exposition aux risques. 

À mesure que Boldyn active son infrastructure dans les stations du métro (à quelques exceptions près, comme la ligne Elizabeth), ce sont ensuite les opérateurs mobiles qui prennent le relais pour activer leurs services et décider des configurations de spectre et du déploiement des technologies.

En plus de fournir une couverture mobile aux clients des opérateurs britanniques, l’infrastructure de Boldyn prend également en charge l’Emergency Services Network (ESN) en tant que cinquième opérateur. L’ESN est un réseau 4G géré par EE sur la bande 800 MHz, garantissant aux services d’urgence un accès prioritaire aux communications dans les situations d’urgence.

Fournir de la connectivité mobile dans le métro de Londres ne vise donc pas seulement à permettre aux passagers de rester connectés et à améliorer leur expérience de voyage, mais aussi à assurer leur sécurité. L’accord entre Boldyn et TfL constitue une étape cruciale pour atteindre ces deux objectifs, mais requiert une planification stratégique continue ainsi que des investissements et des efforts considérables de la part de toutes les parties concernées.