La portée/capacité d'une antenne 4G est-elle comparable à celle d'une antenne 3G ? Autrement dit, pour faire de la 4G, est-il nécessaire de trouver de nouvelles implantations d'antennes ou "suffit-il" de remplacer le matériel 3G par du matériel 4G (c'est très simpliste comme question car j'imagine que c'est un peu plus compliqué que ça) ?
Si il suffit d'upgrader le matériel, on peut comprendre qu'une alliance entre les 3 gros opérateurs permettrait rapidement une couverture quasi complète de la population en 4G ou dis-je une grosse bêtise ?
La portée et la capacité dépendent beaucoup de la bande de fréquence utilisée et, dans une moindre mesure, du type de modulation. Ensuite, il y a un rapport mathématique entre couverture/capacité/Qualité de Service.
Pour faire court et simple:
La 4G LTE à 2,6 GHz couvre moins bien que de la 3G à 2,1 GHz et beaucoup moins bien que de la 3G à 900 MHz.
La 4G LTE à 800 MHz couvre environ 2 fois mieux que de la 4G LTE à 2,6 GHz.
Donc, les opérateurs qui vont utiliser de la 4G LTE à 2,6 GHz devront densifier leur réseau physique de relais-radio 3G, les cellules radio étant plus petites à capacité équivalente. En Zones Très Denses (voir formulation de l'ARCEP), une cellule radio 4G LTE à 2,6 GHz est de l'ordre de 200 à 300 mètres de rayon.
Les opérateurs qui vont utiliser de la 4G LTE à 800 MHz peuvent utiliser leurs sites relais-radio 3G existant. La portée étant meilleure qu'en 2,6 GHz, 2,1 GHz et 900 MHz, au prix toutefois d'une modeste diminution de débit/capacité (ce qui n'est pas trop pénalisant en zones rurales).
Enfin, pour répondre à votre dernière question, il n'y a techniquement et physiquement presque aucun rapport entre un réseau 3G et 4G LTE. Le coeur de réseau 4G LTE est complètement spécifique, ainsi que la partie radio. Et puis bien sûr, la 4G LTE est exclusivement data. La voix est gérée via des modes hybrides, le 3GPP préconisant surtout la voix portée sur couche IMS.
Il existe des relais-radio multi-standards et multi fréquences, avec certaines limitations quand aux cumuls simultanés de standards et de bandes de fréquences.
Le système antennaire sur les pylônes n'est pas facilement compatible multi bande de fréquences, autre frein.
Les liens de transmission physiques terrestres (backbone IP) entre les équipements radio et coeur doivent être largement plus dimensionnés qu'en 3G.
La norme 4G LTE favorise techniquement la mutualisation inter-opérateurs. Le mode le plus utilisé en 4G LTE à cet égard est l'accord de type MOCN (Multiple Operator Core Network), tel que celui mis en oeuvre outre-Rhin depuis novembre 2010: un seul réseau radio 4G LTE 800 MHz raccordé à plusieurs coeurs de réseau 4G LTE de différents opérateurs mobiles.
Trois bonnes nouvelles avec la 4G LTE:
-- Il s'agit d'une profonde rupture technologique comparé à la 3G qui fut toujours bancale et limitée, et les performances n'ont vraiment rien à voir. Débits upload/download et surtout très faible latence (ça permet d'utiliser enfin tous les logiciels temps réels);
-- La 4G LTE apporte une multitude de nouveaux services, qui étaient impensables en 3G;
-- Pour l'opérateur, un réseau 4G LTE est beaucoup plus simple et beaucoup plus facile à exploiter qu'un réseau 3G. Il est également plus rentable.