La 5G : entre mythes et réalités

La 5G : entre mythes et réalités
  • 5G -
  • innovation technologique -
  • téléphonie

Publié le 2 avril 2020

Le réseau 5G est attendu en France pour fin 2020. Mais la pandémie actuelle du Covid-19 relance les débats sur la date de son déploiement. Quand la Chine se positionne plutôt vers un lancement anticipé du réseau pour répondre au besoin de la crise sanitaire, la France est partagée. Respecter son planning initial ou le prolonger ?  Les premières attributions qui débloqueront les premiers tests sont prévues pour cet été.  Et il reste beaucoup à faire avant un déploiement opérationnel. Donc, peu importe l’issue de ce débat, il est important de clarifier ce que ce nouveau réseau va réellement apporter.

Qu’est ce que le réseau 5G ?

Performance de la 5G

Le réseau 5G est une technologie de communication plus performante que le réseau 4G actuel. En effet, la 5G va considérablement améliorer :

  • le débit (jusqu’à 10 Gbps au lieu de 100 Mbps),
  • la plage de fréquence (entre 3 et 90 GHz contre 2600 MHz en 4G)
  • la latence qui sera quasi nulle à 1 ms (contre 10 à 40 ms pour la 4G).

Face à ses performances prometteuses, la 5G devrait être 100 fois plus rapide que la 4G.

 

Fonctionnement et couverture

Le réseau 5G est plus multifonctionnel et plus flexible afin d’être capable de supporter plusieurs problèmes critiques et de les résoudre. Il fonctionne avec des cellules plus petites que le réseau 4G ce qui permet de déployer des stations plus petites. Il couvre aussi une plus grande zone tout en concentrant son énergie afin de pouvoir faire fonctionner un réseau connecté et intelligent. L’une des principales nouveautés qu’offre la 5G est le recours aux ondes millimétriques. Ces dernières n’avaient pas encore été exploitées pour l’usage d’une technologie de communication car jugées jusqu’à maintenant trop instables. Mais après étude, leur utilisation dans certaines fréquences n’est pas altérée ce qui garantit un très haut débit.

La 5G va jouer le rôle de pivot dans la 4ème révolution industrielle.

 

Développement de nouveaux usages

Ce nouveau type de communication sans fil mène à une utilisation plus approfondie de l’IoT et l’emmène vers de nouveaux marchés. En effet, même si au départ, le développement de la 5G était destiné à un public traditionnel comme un nouveau type de réseau sans fil, son apparition dans le domaine des réseaux intelligents peut mener à de nouveaux modèles économiques. En effet, jamais envisagés jusqu’alors, une automatisation ou un contrôle intelligent des composants réseau, pourrait se développer.

Effectivement, aujourd’hui, les réseaux intelligents sont considérés comme la structure fondamentale des stratégies énergétiques à l’échelle mondiale. Ils fonctionnent grâce à l’association de tous les composants connectés au réseau, qui sont eux-mêmes contrôlés et surveillés pour chacune de leur fonction afin de garantir une sécurité optimale. L’intégration d’une technologie de communication plus performante et capable de relier entre eux plusieurs composants connectés de manière sécurisée et rapide va permettre d’enrichir les développements de tels réseaux intelligents. Et ainsi permettre l’apparition d’un nouveau secteur énergétique mondial.

Aussi, les smartphones et objets connectés étant de plus en plus performants, l’arrivée de la 5G va permettre d’augmenter la possibilité de fournir des données sensibles pour leurs applications critiques.

 

A qui bénéficiera la 5G ?

Le gain principal de la 5G pour les smartphones est de bénéficier d’un très haut débit mais il n’y a pas de réelle révolution de ce côté-là. En revanche, d’autres utilisations du réseau sans fil ont un vrai intérêt à l’arrivée du nouveau réseau : les jeux vidéo en ligne, la réalité virtuelle, la médecine, le développement des véhicules autonomes… Ou encore, des avancées vers ce qu’on appelle des « smart cities » : équipements de voirie connectés, parkings, lampadaires, etc.

En résumé, la 5G va apporter une nouvelle dimension aux réseaux sans fil avec de nouvelles opportunités qui s’ouvrent au vu de ses performances :

  • vitesse élevée des données mobiles avec capacités virtuelles illimitées,
  • couverture des villes avec un accès Internet de haute qualité,
  • fourniture de connexions IoT à faible bande passante à des milliards d’appareils.

 

Lancement en France

En France, si le planning initial est maintenu, le déploiement devrait avoir lieu d’ici la fin de l’année 2020. Les opérateurs peuvent déjà réaliser des tests sur les différentes fréquences qu’ils possèdent et sur leurs antennes. Ceci, afin d’étudier les possibilités qui s’offrent à eux commercialement. Les zones couvertes par les quatre opérateurs français, à savoir Orange, Bouygues, SFR et Free seront déterminées aux enchères d’ici cet été afin d’affiner ce développement.

 

Idées reçues autour de la 5G

 

Sous ses airs révolutionnaires, la technologie 5G véhicule de nombreuses idées reçues. Nous souhaitons les rétablir ci-après.

 

La 5G ne remplacera pas la 4G immédiatement

Au contraire, dans ses premières années de déploiement la 5G va même s’appuyer sur l’ancien réseau pour fonctionner. C’est la 5G NSA (non standalone) qui sera au fil du temps remplacée par la 5G SA (standalone). Les anciens réseaux ont tous évolué de cette manière. Avec dans un premier temps, une utilisation complémentaire.

Pour le passage de la 4G à la 5G, cette complémentarité sera d’autant plus importante que le réseau 4G continuera de suffire amplement pour certaines applications. En effet, comme pour les capteurs de dispositifs IoT qui utilisent le réseau uniquement pour la transmission de petites quantités de données.

 

La 5G n’a pas besoin d’un nouveau spectre de fréquence pour son utilisation

Comme expliqué précédemment, le recours aux ondes millimétriques va permettre d’utiliser des fréquences non utilisées par d’autres réseaux. Et son architecture permettra d’exploiter de larges bandes de fréquence différentes.

Le développement d’un nouveau spectre de fréquences n’est donc pas nécessaire au vu du nombre de fréquences existantes pouvant être déjà exploitées par la 5G. 

 

L’arrivée de la 5G ne représente pas un investissement financier colossal

Contrairement à ce que l’on pourrait penser, le développement de la réseau 5G se fera avec un budget maîtrisé.

Malgré son déploiement au travers de technologies de pointe et dans de nombreuses stations de base, l’investissement reste mesuré. En effet, la 5G va principalement s’implanter sur des infrastructures déjà existantes, ce qui limitera considérablement les dépenses.

La 5G n’aura pas une multitude de points d’accès

 

La 5G serait desservie dans de nouveaux types de réseaux, dits de petites cellules. En effet, le signal passerait à la fois par des tours de téléphonie cellulaire mais aussi par des espaces tels que les toits ou les lampadaires afin de fournir des points d’accès  hyper localisés.

En réalité, si cette option était choisie, elle desservirait les zones rurales. Le déficit d’infrastructures locales en campagne serait un frein à une nouvelle solution soit innovante, mais incapable d’inclure l’ensemble des zones géographiques. Si cette option est choisie il y aura donc un déséquilibre entre les zones urbaines et rurales ce qui n’est pas le but recherché.

Il vaut donc mieux laisser la place à d’autres technologies ou à des business plus intelligents qui justifieront la création d’un tel réseau.

 

Craintes autour de la 5G

 

Conséquence sur les outils existants

 

L’évolution vers la technologie 5G soulève des interrogations sur l’impact qu’elle pourrait avoir sur les outils déjà existants. Il a été souligné que l’intégration de la 5G sur le réseau de  communication pourrait avoir des conséquences sur l’architecture et le design des composants actuels. Mais le manque de recul sur cette technologie ne permet pas de mesurer son impact précis. Il faut donc rester attentif lors du déploiement de la 5G à ce que des perturbations n’apparaissent pas, ou les corriger le cas échéant. Il faudra notamment porter une attention toute particulière sur les ondes millimétriques ou encore les MIMO massifs.

 

Sécurité et 5G

Du point de vue de la sécurité, le défi principal réside dans la cohabitation d’une multitude de systèmes de sécurité. En effet, chaque outil ou technologie impliqués dans le fonctionnement de la 5G possède son propre système ou réseau de sécurité.  Il faut donc veiller à ce que chaque élément ne crée pas de faille de sécurité pour un autre élément. Les tests grandeur nature du déploiement de la 5G seront donc l’occasion d’étudier si le réseau est parfaitement sécurisé.  Et vérifier aussi qu’il ne comporte pas de menace éventuelle. Ces menace pourraient être dûes

  • à l’augmentation du nombre d’objets connectés impliqués,
  • ou encore à l’augmentation de la vitesse de transmission de données et la réduction du temps de latence.

5G et santé

Enfin, l’une des craintes, à raison, au sujet de l’arrivée de la 5G est l’exposition soudaine à des champs électromagnétiques bien plus élevés. À ce sujet, l’ANSES* a été mandatée par les Ministères de la Santé, de l’Écologie et de l’Agriculture pour déterminer les risques liés à cette nouvelle technologie. La conclusion de cette étude a été rendue il y a quelques semaines. Elle montre qu’il existe un manque, voire une absence, de données scientifiques sur les « effets biologiques et sanitaires potentiels liés aux fréquences autour de 3,5 GHz ». À ce jour, il n’y a donc aucune information fiable sur l’impact pour l’Homme et pour l’environnement d’être exposé à de tels champs électromagnétiques.

La crainte principale vient du fait que les tests menés sur le réseau ne sont pas forcément représentatifs de la réalité. En effet, ils sont réalisés à petite échelle au stade de développement. Il faudra donc attendre le déploiement complet à grande échelle de la 5G pour pouvoir mesurer cet impact.

Il est tout de même important de nuancer ces inquiétudes par le fait que le choix du recours aux ondes millimétriques est quant à lui, bien appuyé par des études scientifiques fiables et rassurantes et que les impacts électromagnétiques sont également étudiés par l’ANFR**, seule à pouvoir donner son accord pour que la 5G soit déployée.

* Agence nationale de sécurité sanitaire de l’alimentation, de l’environnement et du travail
** Agence nationale des fréquences

 

Et si la 5G était déjà dépassée ?

 

La technologie 5G n’en est qu’à ses débuts et n’est même pas encore déployée dans le monde entier que déjà, la suite se profile. En effet, plusieurs parlent déjà de la 6G qui pourrait révolutionner complètement ce sur quoi toute la technologie repose actuellement. Elle viserait à être encore 100 fois plus rapide que la 5G.

On retrouve ces ambitieux du côté de l’Asie où le développement d’un tel réseau a été évoqué par un opérateur japonais, soutenu par plusieurs autres opérateurs asiatiques tels que Huawei. La 6G fonctionnerait via des ondes comprises entre 100 GHz et 30 THz et elle pourrait voir le jour d’ici une dizaine d’années. La latence serait réduite à moins d’une milliseconde, permettant des transmissions quasi instantanées.

Une telle innovation passerait par l’intégration d’une couverture réseau via satellite afin de déployer l’Internet partout dans le monde. Elle devrait tendre à un monde toujours plus connecté avec des interactions croissantes grâce à des capteurs connectés pour n’importe quel type d’objet.

 

La 5G : entre mythes et réalités 1

 

Léa Goux,

Rédactrice scientifique en financement de l’innovation – ABGI France


Bibliographie

 

  • Terrasson B : Face au coronavirus il faut déployer la 5G estiment les autorités chinoises, Siècle Digital
  • Lausson J, Santé : Il n’y a aucune urgence à suspendre la 5G, car elle est loin d’être lancée, Numerama
  • Reka S et al., Future generation 5G wireless networks for smart grid: a comprehensive review, Energies, 2019, vol. 12, 2140.
  • Al Turjman F, 5G-enabled devices and smart-spaces in social-IoT: an overview, Future Generation Computer Systems, 2019, vol. 92, p. 732-744.
  • Nordrum A, 5 myths about 5G, IEEE Spectrum, 2016.
  • Boccardi F et al., Five disruptive technology directions for 5G, IEEE Communications Magazine, 2014, vol. 52 (2).
  • Andrews JG et al., What will 5G be?, IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 2014, vol. 32 (6).
  • Ahmad I. et al., Security for 5G and beyond, IEEE Communications Survey & Tutorials, 2019.
  • ANSES – Comité d’experts spécialisé « agents physiques, nouvelles technologies et grands aménagements »,
    Exposition de la population aux champs électromagnétiques liés au déploiement de la technologie de communication 5G et effets sanitaires associés. Rapport préliminaire, Saisine n° 2019-SA-0006, 2019.

Lectures associées

 

L’impact des outils numériques sur le cerveau

AMD – Intel : qui gagnera le marché des processeurs

 

Retour en haut

Contact

Vous souhaitez des informations complémentaires, être contacté par un de nos experts ou convenir d’un rendez-vous.

Contactez-nous