Aujourd’hui, même si certains choix ne sont pas encore définitifs, les standards sont quasiment définis. Et les différents acteurs, qu’ils soient constructeurs ou opérateurs, s’en sont emparés. Quelles sont les caractéristiques principales du réseau 5G définies par l’organisme international 3GPP?

Tout ce qu’il faut savoir fin 2018 sur le réseau 5G:

Premièrement, la norme devra pouvoir bénéficier d’un débit multiplié par 10 par rapport au réseau 4G. Soit environ 1.4 gbps d’après des simulations récentes. La latence devra être réduite par 10 pour atteindre des performances d’une connexion Internet filaire(environ 1 ms). Enfin, le nombre d’appareils simultanément en lien avec une antenne du réseau 5G est revu lui aussi à la hausse car on pourra en connecter dix fois plus.

Réseau 5G: de nouveaux usages

Mais le réseau 5G ne s’arrête pas à une énumération de performances supérieures à son

ancienne génération. Les acteurs misent sur une véritable révolution des usages, qui dépasserait l’utilisation d’un simple Smartphone.

Les objets connectés sont bien entendu de la partie, et tout particulièrement ceux liés à la Smart City. Elle place la ville connectée et intelligente au cœur de nos technologies:

• Capteurs de trafic routier
• gestion des réseaux électriques
• fluviaux, gestion des déchets ne sont que quelques exemples.

Ce qui nous attend dans les prochaines années sont favorisés par les standards dédiés au réseau 5G et notamment la capacité des modems à posséder une consommation d’énergie contenue.

Une latence réduite à 1 ms serait également une véritablement révolution car depuis l’avènement des GSM, cette caractéristique a toujours été la faiblesse intrinsèque des réseaux mobiles. L’application principale qui viendrait à l’esprit des plus jeunes est sans nul doute les jeux vidéo de type FPS qui demandent vraiment une réactivité complète du système et notamment du réseau. Plus sérieusement, on pourrait aussi penser à de nombreuses applications médicales. Comme par exemple un appareil de premier secours intelligent et relié à distance à un service d’urgence.

Enfin, le domaine des voitures autonomes pourrait aussi bénéficier de cette faible latence. Actuellement, le constructeur Nokia accompagné de Vedecom expérimente différentes techniques autour du futur réseau avec son projet «5G Vehicules Autonomes Saclay». Le but, validé par l’ARCEP, est d’évaluer les possibilités de couvertures des trajets péri urbains, ainsi que de comparer plusieurs technologies: ITS G5, LTE et 5G.

Enfin,dernier usage et non des moindres, le réseau 5G pourra faciliter l’accès au Très Haut Débit lorsque la venue de la FTTH reste problématique sur certains territoires éloignés. Avec un débit d’un Gbps et un ping d’une milliseconde, une connexion domestique du réseau 5G n’aura rien à envier d’une fibre classique dont les frais d’accès sont conséquents de par la  nature des travaux de génie civil à effectuer. Ainsi, un réseau 5G bien dimensionné pourrait remplacer la fibre dans le cadre du déploiement du THD.

Fréquences et infrastructures innovantes du réseau 5 G

Pour arriver à de telles performances, il a fallu radicalement changer la donne en sortant des fréquences jusqu’à présent utilisées dans la téléphonie. Si
les fréquences actuelles 700 MHz et 1800 MHz pourront être réaffectées au réseau 5G, les chercheurs ont fait le choix d’utiliser deux nouvelles plages:

• une inférieure à 6 GHz, notamment entre 3.4 et 3.87 GHz (bande C)
• une supérieure à 24 GHz.

Cette dernière, faisant partie des ondes millimétriques, est particulièrement intéressante. Elle permet de bénéficier de plus de puissance mais moins de portée. Ainsi, pour une couverture étendue, le réseau 5G utilisera la bande C ou continuera d’utiliser les fréquences classiques.

Les constructeurs sont donc en pleine expérimentation sur ces deux bandes de fréquences. On peut malheureusement déjà différencier deux choix technologiques. Alors que les Etats-Unis et l’Asie ont décidé de retenir le spectre des 28 GHz, le reste du monde incluant l’Union européenne en tête de pont s’est arrêté sur 26 GHz. Cette situation semble vraiment dommageable pour le consommateur, qui devra forcément payer cette potentielle différence dans le coût de fabrication de son Smartphone.

L’utilisation de ces fréquences hautes dont le signal est puissant permet:

• une meilleure gestion des interférences
• une plus faible consommation d’énergie pour les appareils récepteurs.

A l’intérieur de ces bandes, le réseau 5G délivrera des informations sur une largeur de spectre allant de 80-100 MHz à 1 GHz. Ce qui permettra d’atteindre de très hauts débits. Ajouté à cela, l’infrastructure que l’on peut résumer aux antennes sera de nouvelle génération. En cas de fort trafic et dans des zones denses, les émetteurs seront capable d’optimiser les ressources et débits disponibles en fonction des besoins des utilisateurs.
On pourrait imaginer brider les utilisateurs en leur refusant le streaming 4K afin de garantir une navigation convenable pour tous.

De manière générale, les antennes seront capables de faire du “Network Slicing”, c’est-à-dire découper les ressources en fonction des usages.
Ainsi, les objets connectés demandant peu de ressources. Mais l’utilité importante aurait une bande passante réservée par rapport aux usages classiques. On pourrait aussi retrouver le principe des box triple play ADSL. Prioriser un service de télévision face à du surf standard lorsqu’il est actif. Toujours du côté de l’infrastructure, les systèmes embarque ont de la virtualisation.

A l’instar de ce que l’on peut trouver dans les data centers. Des ressources conséquentes pourront être partagées de telles manières que nous serons face à plusieurs opérateurs virtuels complètement autonomes.  Ils ce qui faciliteront la mutualisation et la venue des MVNO et par la même occasion réduira les coûts de fonctionnement. Enfin, à l’instar de ce que nous proposent nos FAI, le réseau 5G devrait démocratiser l’usage des smart cells pour renforcer le maillage de son réseau. 

Quid du planning de déploiement du réseau 5G ?

Concrètement, est-il possible raisonnablement de savoir quand le réseau 5G sera commercialisée en France? Il serait difficile de faire une quelconque promesse. L’ensemble des standards intégrés dans la 5G n’est pas encore complètement défini par les organismes internationaux comme l’IUT ou la 3GPP.
Toutefois, l’Union européenne a identifié d’ores et déjà deux bandes passantes. L’utilisation sera harmonisée sur l’ensemble des territoires: celle des 3.5 GHz et des 26 GHz. L’ARCEP a ouvert depuis janvier 2018 un guichet unique. Il permet aux acteurs du domaine de soumettre une demande de tests sur ces fréquences. La définition finale de la norme ainsi que la mise à disposition des fréquences devraient avoir lieu d’ici la fin de l’année 2020.

Autre changement par rapport aux précédentes versions. Un code européen des communications électroniques devrait voir le jour afin d’uniformiser les règles d’attribution des fréquences. Notamment la durée minimale d’autorisation ainsi qu’une date unifiée d’attribution à tous les prestataires de télécommunications.

Il faudra aussi résoudre plusieurs problématiques. Certaines plages de fréquences des bandes identifiées 3.5 et 26 GHz sont effectivement déjà en cours d’utilisation par d’autres services. Par exemple, l’ARCEP a mis en place des faisceaux hertziens pour  relier des stations fixes entre 24.5 et
26.5 GHz. Une consultation publique a été lancée en octobre dernier à ce sujet pour entamer ce chantier de relocalisation important. De plus, les nouveaux usages demanderont sans aucun doute une bande passante encore plus considérable que ce que l’on peut trouver actuellement. Il faudra donc faire évoluer les infrastructures internes. Notamment les backbones des opérateurs afin que les antennes 5G soient en mesure de fournir les services adéquats.

En restant raisonnable, à la vue des travaux effectués et des tests en cours, il sera sans doute possible de voir les premiers équipements 5G dans le courant de l’année 2019, et une ouverture commerciale des réseaux en 2020. Quoi qu’il en soit, les différents standards de la 5G ne seront pas tous disponibles à cette date. Il faudrait plutôt tabler sur un ensemble de technologie qui arrivera progressivement. Du côté de la finalisation de la norme, les spécifications finales devront avoir lieu au plus tard avant mars 2019. Afin que tous les acteurs commerciaux soient prêts le plus tôt possible.

Du côté des constructeurs de Smartphones, ceux-ci fournissent déjà leurs armes et mettent un point d’honneur à proposer le premier Smartphone compatible 5G. Cette course nous laisse dubitatifs. Les normes ne sont pas encore définies. Et il n’est pas possible d’obtenir les caractéristiques des appareils, et notamment les bandes de fréquences utilisées. Au niveau des chipsets, seuls Qualcomm avec son SnapDragon X50 et Intel avec sa famille de modem XMM 8000 sont de la partie. Nous ne pouvons que vous conseiller d’attendre les premières offres des fournisseurs d’accès avant de changer de Smartphone. Même si vous faites partie des early adopters !