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13 Feb 2019, 10:24

2019, l'année où la 5G devient une réalité

Après de nombreuses années d'anticipation et de frénésie médiatique, 2019 promet d'être l'année où la 5G arrive enfin. Si AT&T et Verizon ont déjà pu offrir un aperçu du réseau 5G dans une poignée de villes aux États-Unis au cours des derniers mois de 2018, la majorité des opérateurs en est encore à la phase d'essai. Cependant, selon un rapport récent de l'Association mondiale des fournisseurs de téléphonie mobile, (GSA), 80 opérateurs dans 46 pays prévoient de déployer le réseau 5G d'ici 2022. En dehors des États-unis, la Corée du Sud, la Chine et le Japon font partie des pays qui projettent le lancement du service en 2019, tandis que la plupart des opérateurs européens se préparent à adopter la 5G en 2020, avec au moins 37 réseaux prévus.

La clé de l'évolution de la 5G en 2019 repose sur deux étapes cruciales. L'organisation chargée du développement des spécifications mobile, 3GPP, fournira la "Release 16" d'ici décembre qui finalise les spécifications 5G, afin de respecter l'échéance de 2020 fixée par l'Union internationale des télécommunications (UIT). De plus, la Conférence mondiale des radiocommunications de l'UIT (CMR-19) se tiendra en octobre de cette année pour discuter de l'attribution des fréquences radioélectriques 5G.

Naturellement, l'industrie n'est pas restée à se tourner les pouces dans l'attente de ces évolutions ; selon la GSA, 192 opérateurs dans 81 pays investissent activement dans la 5G. Dans d'autres secteurs de l'écosystème 5G, les fabricants de composants, tels que Qualcomm avec leur modem Snapdragon X50, ainsi qu'un grand nombre de fabricants de périphériques dont Nokia, Sony, HTC, Samsung, Huawei, Motorola et Xiaomi, se préparent à lancer des produits 5G sur le marché.

La 5G représente une transformation des réseaux sans fil basée sur une toute nouvelle architecture qui se démarque des générations précédentes. La demande croissante pour le haut débit, les communications à faible latence, ainsi que le nombre considérable d'appareils qui sont appelés à être connectés (plus de 29 milliards d'ici 2022 selon Ericsson) oblige à entièrement repenser les techniques et technologies de communication mobile.

Constatant que les réseaux 4G/LTE atteignaient leur capacité maximale, l'UIT a défini en 2015 la spécification requise (Figure 1) pour la prochaine génération de réseaux : la 5G.

Figure 1 : Sélection d'indicateurs de performance pour la 5G selon l'UIT-R

(Source : “5G for Connected Industries and Automation” ("La 5G pour les industries connectées et l'automatisation"), 2e édition, White Paper, novembre 2018, 5GACIA)

Afin de répondre à ces exigences strictes, les concepteurs de réseau ont dû recourir à des technologies de pointe très sophistiquées. Un MIMO massif avec formation de faisceau est utilisé dans le cadre du Réseau d'accès radio (RAN) 5G afin d'améliorer l'efficacité spectrale, permettant ainsi d'obtenir de plus grandes largeurs de bande à une longueur d'onde existante. Tout en continuant d'utiliser un spectre de fréquences inférieures, la 5G mettra à profit la fréquence des ondes millimétriques à 30 GHz et au-delà, afin de fournir les gigantesques bandes passantes exigées par la 5G. La conception des infrastructures à de telles longueurs d'onde est plus complexe et coûteuse en raison de la courte distance sur laquelle les signaux se propagent, exigeant des cellules de réseau plus petites et plus denses que dans le cas des réseaux 4G/LTE.

La 5G utilisera également un certain nombre de fonctionnalités de gestion de réseau améliorées, y compris le tranchage de réseau, qui permettront aux opérateurs d'offrir des services adaptés à des applications spécifiques. Les voitures automatiques, par exemple, exigent des connexions à faible latence extrêmement rapides pour prendre en charge la navigation en temps réel, mais de nombreux capteurs IoT transmettent les données en rafales périodiques, nécessitant des vitesses élevées et une catégorie de service inférieure.

La 5G est bien plus prometteuse que les précédentes technologies mobiles et ses applications iront largement au-delà du domaine de la communication téléphonique. En 2018, selon Ericsson, plus de périphériques IoT seront connectés au réseau sans fil que de téléphones portables, et ces périphériques connectés comprendront des voitures, des machines, des compteurs, des accessoires et autres appareils électroniques grand public. Selon les projections, il est possible que d'ici 2022, 18 milliards des 29 milliards d'appareils connectés seront liés à l'IoT.

L'UIT a défini 3 grands cas d'utilisation pour les services 5G et a publié le schéma présenté à la Figure 2 pour montrer comment les différentes applications font appel à la fonctionnalité 5G.

Figure 2 : Cas d'utilisation de la 5G

Source : UIT

L'usine intelligente type de l'industrie 4.0 remplace les systèmes statiques de production séquentielle par des techniques de production polyvalentes associant expertise humaine et automatisation, y compris les cyber-systèmes. Les vitesses et latences assurées par la fonctionnalité eMBB et ULLC de la 5G libèrent les systèmes de production de la tyrannie des réseaux câblés, ce qui leur permet d'être reconfigurés plus rapidement.

La réalité augmentée (RA) est une technologie émergente qui se prête à un certain nombre d'applications, notamment dans le secteur des jeux vidéos, des soins de santé et de la formation. Les largeurs de bande et latences de la 5G réduisent le coût de cette technologie en permettant de stocker et de rendre accessible le contenu à partir du cloud, réduisant ainsi la complexité des dispositifs de RA portables.

Les capacités de la 5G MMTC permettent de prendre en charge des réseaux de capteurs à grande échelle, tels que l'on peut en trouver dans les raffineries, les usines ou encore dans un contexte agricole, qui ne requièrent pas de transmettre des données régulièrement et qui peuvent être tenus de fonctionner sur batterie pendant de longues périodes de temps.

Pour obtenir les avantages de la 5G et en tirer profit, les opérateurs doivent investir massivement dans les infrastructures. Les fréquences plus élevées de la 5G exigent une augmentation de la densité des cellules du réseau, le déploiement de nouveaux équipements RAN pour les mâts existant, le passage des réseaux terrestres à la fibre optique, la mise à niveau des systèmes de gestion de réseaux et l'acquisition de spectre. L'augmentation du nombre de stations de base implique également une augmentation de la consommation énergétique à l'échelle du réseau et, les stations de base représentant près de 60 % du total de la consommation d'énergie du réseau mobile, cela risque d'avoir un impact sur la rentabilité. Les spécialistes demeurent toutefois optimistes sur ce point puisque l'existence de techniques efficaces en matière d'économie d'énergie, telles que le "mode veille" et l'augmentation des capacités logicielles devraient garantir que les stations de base 5G sont plus éco-énergétiques que leurs équivalents en 4G. En outre, les stations de base 5G desserviront un plus grand nombre d'utilisateurs que les stations 4G, augmentant ainsi leur autonomie par utilisateur.

De nombreux opérateurs n'ont pas encore achevé le déploiement de leurs réseaux 4G/LTE, ce qui rend difficile l'analyse de rentabilisation de la 5G et exige que le déploiement soit soigneusement planifié. Par exemple, à de basses fréquences, les services 5G peuvent être fournis à partir de réseaux LTE étendus, ce qui permet aux opérateurs de monétiser certains cas d'usage de la 5G tout en retardant son plein déploiement, tant qu'ils n'auront pas épuisé la bande passante. D'autres stratégies peuvent porter sur l'accès fixe sans fil (AFSF), comme Verizon aux États-Unis, afin de générer des flux de revenus à partir d'investissements ciblés. Il est probable que d'autres approches se concentreront sur les grandes zones urbaines et les villes où l'adoption du service sera rapide.

Les entreprises adoptant la 5G doivent faire face à des décisions en matière d'investissement et de déploiement, en même temps qu'elles doivent résoudre les problèmes de sécurité soulevés par l'augmentation des surfaces d'attaque découlant de la prolifération des appareils connectés, ainsi que par l'augmentation des volumes de données circulant sur le réseau vers le cloud.

Malgré les difficultés évoquées plus haut, ainsi que les nombreux autres défis à venir, une bonne implémentation est très gratifiante. La GSMA, un organisme professionnel représentant les intérêts des opérateurs de réseaux de téléphonie mobile à travers le monde, prédit que le nombre de connexions 5G va atteindre 1,1 milliard en 2025, conduisant à une augmentation des recettes des opérateurs à un taux de croissance annuelle composé de 2,5 % qui devrait atteindre 1,3 mille milliards de dollars. En même temps, une étude récente d'Ericsson[i] prédit que la 5G va générer 234 milliards de dollars de revenus pour les acteurs du domaine des TIC via la fabrication verticale. Pour ce qui relève de la fabrication, PWC rapporte[ii] que, d'ici à 2020, les entreprises européennes investiront 140 milliards de dollars par an dans les applications de l'Internet industriel optimisées par la 5G, pour atteindre en moyenne 18 % d'amélioration de l'efficacité énergétique au cours des cinq prochaines années.

Il ne fait aucun doute que l'année 2019 marquera l'arrivée tant attendue de la 5G à travers le monde. Les avantages dont vous pourrez bénéficier cette année dépendent largement de l'endroit où vous vivez ; si vous êtes dans une grande ville des États-Unis ou de l'extrême-Orient il est fort probable que vous puissiez utiliser un combiné 5G avant la fin de l'année. Si vous vivez en zone rurale, la 5G FWA peut considérablement augmenter votre vitesse de connexion. Mais où que vous soyez, quand bien même elle n'arriverait pas jusqu'à chez vous cette année, préparez-vous : la 5G est à nos portes.

[i] The Industry Impact of 5G, Insights from 10 sectors into the role of 5G ("L'impact industriel de la 5G, observations sur le rôle de la 5G dans 10 secteurs"), Ericsson

[ii] Industry 4.0 – Opportunities and Challenges of the Industrial Internet ("Industrie 4.0, opportunités et défis de l'Internet industriel"), PWC

 

DesignSpark Community Manager and all-around geek girl.

13 Feb 2019, 10:24

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