Culture
En juillet dernier, le gouvernement et l’Arcep* se sont mis en ordre de bataille pour promouvoir la nouvelle rupture technologique que représente la 5G. Pendant ce temps, les expérimentations des opérateurs se multiplient. Mais que nous réservent les réseaux mobiles de cinquième génération ? Réponse en 5 points. 1 QU’EST-CE QUE LA 5G PAR RAPPORT À LA 4G ?
Cette nouvelle technologie n’est pas simplement une mise à jour incrémentale décuplant les débits de la 4G. C’est davantage un ensemble d’exigences auxquelles on peut répondre en exploitant une technologie d’accès comme la 5G NR (New Radio for 5G), mais aussi la 4G LTE, dans un premier temps, et potentiellement les liaisons Wi-Fi, filaire ou encore satellitaire. Comme le résume l’Arcep : “La 5G ne serait donc pas tant une technologie universelle qu’une technologie polymorphe, voire protéiforme”.
2 QUELLES SONT LES PROMESSES DE LA 5G ?
Certes, les spécifications IMT-2020 de l’International Telecommunication Union (ITU) exigent qu’une station de base délivre au moins 20 Gb/s en download et 10 Gb/s en upload, soit 20 fois plus qu’une station de base 4G. Mais ces spécifications comportent bien d’autres exigences. À commencer par des débits effectifs : partagée par tous les appareils connectés à une station, cette bande passante devra permettre d’atteindre au moins 100 Mb/s par appareil. Les réseaux 5G devront aussi améliorer le temps de réponse en offrant une latence de l’ordre d’une milliseconde, contre 10 ms en LTE. Surtout, la promesse principale de la 5G sera une connectivité omniprésente, ce que l’Arcep appelle l’“ultra connectivité”, en extérieur, mais aussi et surtout en intérieur.
3 À QUOI SERT LA 5G ?
Si la 3G puis la 4G servaient essentiellement aux communications interpersonnelles et à accéder à des services en ligne, la 5G permettra
la numérisation de la société et de l’économie. La réduction de la latence profitera par exemple à l’automobile (voiture autonome) et au secteur médical (robotique pour des opérations chirurgicales à distance). L’ultra-connectivité servira l’Internet des objets (IoT), en multipliant les capteurs et objets connectés dans les secteurs dits de l’industrie 4.0, de la ville intelligente (smart city) ou de l’énergie intelligente (smart grid). La 5G ne délaissera pas pour autant le grand public grâce à l’augmentation de la capacité et de la densité des réseaux. Elle constituera enfin une bonne alternative à la fibre optique, notamment pour les zones périurbaines ou rurales jusqu’alors privées de très haut débit.
4 COMMENT FONCTIONNE LA 5G ?
Les réseaux de cinquième génération mettront en oeuvre de nouvelles technologies, dont on ne pourra profiter simultanément. Une nouveauté “clé” de l’architecture 5G, comme la qualifie la 3GPP (qui standardise les générations de réseaux mobiles), sera effectivement ce qu’on appelle le network slicing. Les opérateurs adapteront en temps réel le réseau aux besoins des appareils connectés. Ce “découpage” du réseau reposera sur la technologie SDN, pour software-defined networking, qui virtualise des fonctions autrefois confiées à des équipements dédiés spécifiques. C’est ce qui permettra par exemple de garantir une latence optimale à une voiture autonome, et de réserver un débit optimal aux téléphones. L’augmentation des débits, quant à elle, repose davantage sur de nouvelles techniques de transmission radio. La norme 5G NR optimise le codage (OFDM) et la modulation (256QAM), donc l’efficacité spectrale (le débit par hertz). Mais ce n’est pas suffisant pour qu’une station de base délivre 20 Gb/s. La 5G exploitera pour cela de nouvelles fréquences dites millimétriques, supérieures à 6 GHz, sur lesquelles de larges bandes de plusieurs centaines de mégahertz sont encore libres. Pour compenser le très faible pouvoir de propagation de ces très hautes fréquences, la 5G exploitera de nouvelles antennes dites Massive MIMO. Elles seront constituées de dizaines de micro antennes qui, en plus de multiplier les signaux, donc les débits, permettront de former des faisceaux très directifs vers les terminaux, qu’ils soient fixes ou en mouvement. Cette technologie appelée beamforming sera également dopée à l’intelligence artificielle. Le déploiement de micro-cellules assurera enfin une “connectivité ambiante”, comme l’appelle Orange. De telles antennes et stations de base miniatures contribueront à étendre la couverture, en particulier dans des espaces publics couverts comme des centres commerciaux, des entreprises, etc.
5 QUAND LA 5G SERA-T-ELLE DISPONIBLE ?
Si l’on sait que l’attribution des premières fréquences se fera en 2020, que deux bandes de fréquences, les 3,5 GHz et 26 GHz sont les pionnières en la matière, et qu’au moins une grande ville commencera à en bénéficier, le déploiement de la 5G reste encore très flou. Parmi les objectifs fixés, la couverture des principaux axes de transport fait partie des priorités… d’ici 2025. En cause ? Un modèle économique qui est loin d’être une certitude pour tous les acteurs. Michel Combot, directeur général de la Fédération française des télécoms (FFT) l’a rappelé aux ministres concernés : “Il ne suffit pas de déployer, il faut qu’il y ait des revenus derrière”. Ce qui pourrait bien laisser présager une 5G à 2 vitesses. Les grandes villes pourraient donc être les premières servies, avant un déploiement national plus lointain.