AUTEURS

Giulio Gnoato
Principal @Bip xTech
and Telecommunications
Networks Expert

La technologie 5G ne promet pas seulement une augmentation de la bande passante aux utilisateurs des réseaux mobiles. Elle peut être une révolution qui va bouleverser le monde de l’IoT et générer un flux infini de nouveaux usages, rendant tous les objets courants interactifs et contrôlables. En 2019, les premiers téléphones 5G ont été lancés, mais leurs avantages ne sont pas très visibles pour l’instant et certaines personnes commencent à se demander pourquoi. Dans cet article, nous abordons les principales innovations technologiques apportées par la 5G et leurs implications, tandis que dans le prochain article, nous verrons quels services peuvent être activés par cette nouvelle technologie et quels changements et défis le marché devra affronter.

Si vous avez acheté un téléphone mobile haut de gamme ces derniers mois, vous avez sûrement remarqué la prise en charge de la technologie 5G parmi ses caractéristiques et, si vous vivez dans une grande ville, lorsque vous l’avez allumé, vous avez remarqué le symbole 5G sur l’extrémité supérieure de l’écran. Comme tout le monde le déclare, cela annonce l’entrée dans ce qui pourrait être la nouvelle ère des services de télécommunication. Si vous avez fait cette expérience avec une certaine attente, peut-être, aujourd’hui, êtes-vous un peu déçu ou du moins dubitatif. Ce que vous vivez n’est en effet pas si différent de celui que vous aviez avec l’ancien téléphone et sur l’ancien réseau. Où est la réalité virtuelle ? Où sont les fonctions qui permettront aux voitures de se conduire elles-mêmes ? La 5G est-elle une astuce marketing des opérateurs qui luttent pour maintenir leurs revenus ?

Nous pouvons dire qu’en 2019, un nouveau chapitre a réellement été ajouté à l’histoire des communications mobiles, avec le lancement des premiers services de 5ème génération. Mais, comme la technologie 2G a été marquée par l’introduction de la messagerie SMS ; la 3G, à la fin du 20^ème siècle, par la connectivité à l’internet mobile et la 4G par la diffusion des apps basées sur les services Cloud, l’histoire de la technologie 5G reste à écrire.

Derrière les services innovants dont le marché (grand public et entreprises) pourra profiter, se cache un patchwork complexe composé de technologies et de normes associées, d’actifs coûteux tels que les fréquences et d’un écosystème complexe d’acteurs technologiques et commerciaux. Ainsi, bien qu’à la fin de 2020, il y ait eu 106 lancements commerciaux de services 5G dans le monde et que l’on s’attende à ce que d’ici 2025, 20 % des connexions mobiles soient 5G (avec des pics de 40 à 50 % dans les régions les plus avancées)[1] est encore difficile d’identifier lesquelles des nombreuses opportunités technologiques et commerciales s’affirmeront sur le marché.

Pour cette raison, il est important de noter que les services 5G, actuellement lancés, utilisent le mode dit non-stand-alone dans lequel le composant radio 5G (NG-RAN) fonctionne avec les cœurs 4G existants et ne profite donc pas encore de toutes les innovations technologiques présentées dans cet article. De cette manière, le marché commence à » goûter » aux premiers avantages de la 5G tout en permettant aux opérateurs de répartir les investissements. Le cœur de réseau 5G, qui intégrera des technologies innovantes et sera en mesure de proposer les services connexes les plus innovants, sera progressivement mis en place par les opérateurs au cours du second semestre 2021. La disponibilité des services connexes à valeur ajoutée suivra de près, en fonction de la demande qui sera collectée ou estimée dès à présent.

C’est pourquoi il est important de commencer à parler de la 5G dès aujourd’hui, même si les technologies associées ne sont pas encore totalement déployées : c’est de la demande que nous pourrons produire et que nos clients pourront produire que naîtra la planification des opérateurs. Ils apporteront les technologies dont nous avons besoin là où nous les avons demandées.

Et surtout, dans un secteur qui bénéficiera d’une part importante des fonds destinés à la relance du COVID en Europe, la fameuse Next Generation EU, une planification correcte des investissements, guidée par une demande consciente, est essentielle pour éviter les retards indésirables et les gaspillages inacceptables.

Mais commençons par un aperçu des technologies innovantes qui composent la 5G.

Une technologie innovante

L’objectif d’amélioration de la 5G, par rapport à la dernière version du LTE (4G), est particulièrement ambitieux, avec des améliorations de 1 ou 2 ordres de grandeur des paramètres les plus importants d’un réseau mobile.

Image 1: Comparaison entre la technologie 4G (IMT Advanced) et la technologie 5G (IMT 2020) (Source: UIT)

Quelles sont les solutions innovantes de la 5G, introduites progressivement à partir de 2019 avec de nombreuses versions progressives qui seront publiées pendant de nombreuses années ?

Premièrement, la 5G introduit les scénarios d’utilisation, c’est-à-dire la possibilité de prendre en charge des classes de services totalement différentes sur le même réseau :

• eMBB (enhanced Mobile Broadband) : services à large bande avec un débit disponible radicalement amélioré, une évolution des services mobiles à large bande traditionnels mais avec une bande passante par utilisateur pouvant atteindre 20 Gb/s.
• mMTC (massive Machine Type Communications) : capacité d’atteindre un grand nombre de dispositifs à faible vitesse, pour un IdO mobile étendu et véritablement omniprésent.
• urLLC (ultra-reliable Low Latency Comms) : communications très fiables et à très faible latence pour les applications industrielles, les réseaux de mission critique ou de sécurité, les applications critiques telles que la téléchirurgie.

De nombreuses technologies et architectures innovantes sont introduites pour permettre ces scénarios et soutenir leurs services.

Découpage du réseau : l’idée de base est de virtualiser des portions du réseau qui partagent la même infrastructure physique pour prendre en charge différents scénarios d’application, comme on l’a vu précédemment, ou différents clients ou opérateurs virtuels (MVNO) en adaptant les caractéristiques du réseau, du point de vue de l’utilisateur.   La flexibilité et la sécurité offertes par le concept de découpage en tranches pourraient faire des réseaux mobiles privés une véritable alternative aux réseaux fixes d’entreprise.

Mobile Edge Computing : distribution des ressources informatiques sur le réseau mobile (par exemple, en les colocalisant au niveau des antennes) pour les rapprocher des terminaux afin de permettre des applications à très faible latence et d’optimiser l’architecture de service lorsqu’un prétraitement des données est nécessaire, par exemple dans des scénarios IoT denses.  MEC peut être mis en œuvre avec les principaux fournisseurs de cloud, en rapprochant leurs plateformes des terminaux afin de permettre des scénarios IoT innovants.

Beamforming[2] et MIMO massif[3] (Multiple Input Multiple Output): il s’agit du perfectionnement de la technologie des antennes adaptatives, déjà massivement utilisée dans les dernières versions du Wi-Fi et qui permettra, avec l’utilisation de fréquences > 6Ghz, d’atteindre des performances de bande passante élevées.

La virtualisation des réseaux : La 5G introduit massivement les technologies de virtualisation des réseaux, normalisées, tant au niveau des réseaux centraux que de l’accès radio (O-RAN), permettant également sa mise en œuvre dans le cloud. Ces technologies vont complètement changer la façon dont les réseaux mobiles sont construits, en favorisant la croissance de nouveaux acteurs, en accélérant considérablement l’introduction de nouveaux services et en optimisant les coûts de gestion grâce à l’utilisation extensive des techniques d’automatisation et d’intelligence artificielle.

Nouvelles bandes de fréquences : différents scénarios déjà vus (eMBB ; mMTC ; uRLC) seront optimisés en tirant parti de différentes bandes de fréquences, dont certaines ne sont pas encore disponibles :

• Les services de type mMTC adopteront principalement les fréquences inférieures à 1 GHz, qui ne sont pas encore disponibles dans divers pays, car elles sont souvent encore utilisées par les services de télévision (en Europe, y compris en Italie, elles seront libérées d’ici 2023).
• Les services à très large bande (eMBB) bénéficieront de l’utilisation de fréquences supérieures à 6Ghz (en Italie, la bande des 26 GHz a été attribuée) qui, toutefois, ayant un rayon de propagation limité et étant bloquées par des obstacles tels que des murs, nécessiteront la construction d’un réseau capillaire d’antennes coûteux. Ces fréquences seront également utilisées pour les services d’accès fixe (FWA), comme alternative aux connexions en fibre optique des foyers ou des entreprises. Un exemple d’utilisation de ces fréquences est la 5G Ultrawideband de Verizon, fonctionnant sur 28 GHz et 39 GHz, dans certaines villes des États-Unis, avec un débit de pointe revendiqué de 2 Gbps.
• En Europe, les services 5G sont actuellement lancés en utilisant des fréquences de 5 Ghz, avec des performances comparables à celles des services 4G existants.

Image 2: Utilisation des bandes de fréquences et d’assignations en Europe (traitement BIP des données de l’UE)

Dans le prochain article, nous verrons quels services la nouvelle technologie permettra d’offrir et quels changements et défis le marché devra relever.

Bip xTech et 5G

xTech est un centre d’excellence au sein du groupe Bip qui possède une longue expérience dans la définition de stratégies, l’analyse de services, la conception et la gouvernance de solutions TLC.

Les nouveaux cas d’utilisation que la 5G permettra au niveau des réseaux privés, des solutions OT et IoT, des services aux clients finaux devront être analysés en tenant compte des objectifs commerciaux, de l’évolution rapide du marché et des paysages technologiques, et en gardant un œil sur l’opportunité de valoriser les actifs des entreprises.

Nous sommes, comme toujours, aux côtés de nos clients pour les aider à tirer parti des opportunités offertes par la 5G, grâce aussi à nos fortes compétences en matière d’intelligence artificielle et de cloud, qui vont de plus en plus fusionner avec les technologies de transmission pour révolutionner l’offre de services et l’organisation des entreprises.

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Si vous souhaitez en savoir plus sur notre offre ou avoir une conversation avec l’un de nos experts, veuillez envoyer un courriel à [email protected] avec pour objet “5G technology”, et vous serez contacté rapidement.

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[1] Données GSMA, octobre 2020
[2]Technique par laquelle l’énergie électromagnétique est concentrée dans une direction spécifique, sans utiliser d’antenne particulière, mais des combinaisons de micro-antennes fixes, appelées réseaux. La direction du faisceau résultant peut être changée dynamiquement, en modifiant le signal arrivant aux antennes, sans nécessiter de mouvements mécaniques.
[3]L’utilisation de plusieurs antennes de transmission et de réception, associée à des techniques de codage particulières, permet d’établir plusieurs chemins spatiaux dans lesquels transmettre différentes informations, multipliant ainsi la capacité du canal (débit, MB/s).