Alors que l’Internet des Objets est en plein essor, la cinquième génération de communications mobiles (5G) promet de générer de nombreuses opportunités. Le déploiement de la 5G, à l’horizon 2020, devrait ainsi servir un large éventail d’applications et de secteurs, incluant des usages particuliers et professionnels. Véritable saut technologique, la 5G constituera au cours de la prochaine décennie l’un des piliers les plus critiques de notre société numérique, selon l’analyse faite par la Commission Européenne.
Les performances attendues du successeur de la 4G suscitent la mobilisation de nombreux acteurs. Pendant que les géants de la télécommunication rivalisent d’initiatives et d’expérimentations dans une course à la commercialisation, les acteurs des secteurs de la Santé, de l’Automobile, de l’Industrie ou encore du Divertissement, qui ont identifié très tôt les opportunités de la 5G, étudient comment tirer profit du réseau de demain. Le déploiement à grande échelle de la 5G ne se fera évidemment pas sans son lot de défis, aussi bien d’un point de vue de l’architecture du réseau, que de la définition des grands principes structurant son utilisation. Dans cette perspective, les autorités publiques ont également un large rôle à jouer dans le déploiement de la 5G.
La France, qui accuse un classement mitigé en termes de performance et d’accessibilité sur son réseau 4G[1], compte bien rattraper son retard avec la 5G. Positionnée à la 7ème place du classement mondial des pays les plus engagés dans le déploiement de la 5G, selon une étude réalisée par la CTIA[2], la France suit ainsi une ambitieuse feuille de route, érigée en juillet dernier. Parmi les chantiers d’envergure initiés par le gouvernement et l’Arcep[3], l’attribution des fréquences radioélectriques et la favorisation d’un déploiement rapide des infrastructures de la 5G figurent dans les priorités.
/ La 5G, une génération de ruptures technologiques
La cinquième génération s’appuie sur un ensemble de technologies qui s’apprêtent à dépasser les performances des infrastructures actuelles :
- La couverture 5G sera d’abord permise par l’utilisation de nouvelles fréquences, inférieures à 6 GHz.
- La 5G sollicitera en parallèle des bandes dites millimétriques (supérieures à 24 GHz), qui permettront d’accroitre la capacité et d’obtenir une faible latence (c’est-à-dire un faible temps de réponse).
- D’un point de vue infrastructure, la 5G reposera sur l’utilisation d’antennes actives, qui joueront le rôle de régulateurs des ressources disponibles dans les zones de trafic dense, de façon à optimiser les débits.
Le réseau 5G a donc vocation à s’adapter instantanément aux besoins des usagers.
À ce titre, en réponse aux besoins croissants en termes de débit, la largeur de spectre utilisée pourrait permettre à l’utilisateur de percevoir des débits 10 fois supérieurs à ceux de la 4G. Au-delà de cette nouveauté, la véritable rupture avec la génération précédente réside dans la quasi instantanéité de la transmission de la communication. Au vu des premières expérimentations, la latence pourrait être divisée par 10, un résultat qui viendrait bouleverser les usages. En offrant une interactivité décuplée et donc la possibilité de commander des appareils à distance en temps réel, la 5G ouvre des perspectives dans de nombreuses applications. On peut par exemple penser au travail de précision que pourraient fournir des robots industriels ou chirurgicaux contrôlés à distance par des spécialistes. Dans la même perspective, la réduction des interférences (principales responsables des pertes de données) que promet d’apporter la 5G est un grand pas vers des communications ultra-fiables, dont on mesure toute l’utilité dans le cadre de communications critiques.
Dans une logique de priorisation des usages sur le réseau, la 5G suivra une configuration dynamique en tranches (ou network slicing). Le principe est le suivant : chaque tranche possède un paramétrage spécifique, qui correspond à différents niveaux de performance en termes notamment de débit, de latence et de capacité. En fonction du besoin, le réseau délivre ainsi un niveau de performance adéquat, ce qui permet d’assurer la bonne répartition des ressources en fonction des exigences des communications.
À titre d’illustration, des usages comme la vidéo 4K, ou encore la réalité virtuelle, solliciteront un débit maximal et de grandes capacités, là où les objets connectés requièrent seulement un nombre important de connexions simultanées. À l’inverse, pour des communications ultra-fiables, une très faible latence sera assurée en abaissant le débit et le nombre de communications simultanées permises. Ce système est une évolution majeure puisque le sectionnement en tranches de performance n’est pas permis par la 4G.
Les principaux cas d’usage de la 5G au sein du network slicing
Autre avantage de l’adaptation de la performance à l’usage, la 5G offrira une bien meilleure efficacité énergétique que les précédentes générations. En émettant uniquement à l’endroit et au moment où cela est nécessaire, elle contribuera à prolonger significativement l’autonomie et la durée de vie de nombreux objets.
Toutes ces technologies contribueront à une plus grande agilité dans le déploiement de nouveaux usages et le fonctionnement des infrastructures. La 5G est donc un véritable moteur de la transformation numérique, surpassant les précédentes générations, qui se sont plutôt attachées à augmenter les débits.
/ Les opportunités de la 5G pour les services du futur
De nouveaux usages promettent de voir le jour avec l’arrivée de la 5G, notamment impulsés par la réduction du temps de latence et l’augmentation des capacités de connexions simultanées. On voit ainsi se profiler de nombreuses opportunités pour l’Internet des Objets, ou encore la télémédecine et les véhicules autonomes. Un grand nombre de secteurs se mobilisent ainsi pour faire émerger les services du futur. Dans cette optique, opérateurs, équipementiers, acteurs verticaux, startups innovantes et autorités locales semblent tous avoir amorcé leur implication dans l’écosystème florissant de la 5G.
Ces services du futur s’inscrivent dans la transformation numérique de notre société. De la 5G devrait en effet découler de nombreux usages dans la Smart City, notamment liés à l’optimisation énergétique et au contrôle routier. Le véhicule autonome et connecté devrait de même occuper une place prépondérante dans le paysage automobile, profitant des possibilités accrues de pilotage à distance et de transmission de données en temps réel. Parallèlement, dans la continuité des usages permis par la 4G, la 5G pourrait ainsi démocratiser le streaming de vidéo 3D à 360 degrés, offrir aux utilisateurs une grande quantité de contenus vidéo avec une qualité supérieure à la très haute définition (4K, 8K) et renforcer le développement d’applications de réalité virtuelle ou augmentée.
La 5G est par ailleurs un moteur de compétitivité pour les secteurs industriels. Les nouveaux usages permis par cette cinquième génération devraient en effet renforcer la connectivité des machines, la maîtrise de la supply chain, et décupler les possibilités de pilotage à distance des outils.
Si le déploiement de la 5G à l’horizon 2020 semble être en bonne voie, de nombreux défis sont encore à relever pour les acteurs de la 5G. La question de la sécurité d’un réseau découpé en tranches par exemple, ou de la difficile compatibilité de la 5G avec les réglementations habituelles de neutralité du réseau, sont des éléments inhérents au succès du déploiement de la 5G. Les chantiers de réflexion et les expérimentations s’accélèrent, en accord avec les objectifs fixés par la Commission Européenne, qui ambitionne de voir la 5G couvrir au moins une grande ville dans chaque pays européen dès 2020. Au carrefour d’une multitude de nouveaux usages, la 5G a finalement vocation à répondre simultanément à une grande variété de besoins, via une technologie unifiée qui intègre, dès sa conception, cette diversité.
[1] La France se positionne à la 66ème place (sur 88 pays analysés) du classement établi par le cabinet OpenSignal, spécialisé dans la mesure des performances des réseaux mobiles.
[2] La CTIA est l’association professionnelle représentant le secteur des communications sans fil aux États-Unis.
[3] L’Arcep est l’autorité chargée de réguler les communications électroniques en France.
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