Innovations et enjeux de la Technologie 5G

Avec la technologie 5G la transformation numérique sera vraiment en marche dans les villes, les industries et les foyers. Objets et capteurs connectés envahissent progressivement les économies et la vie quotidienne des populations. L’internet des objets (Ido) pourrait marquer le début d’une nouvelle ère comparable à celle de l’électricité et du moteur à combustion, avec à la clé, des bienfaits et des bouleversements économiques et sociétaux à grande échelle. L’arrivée de milliards d’appareils connectés pourrait contraindre les parties prenantes à adapter les politiques actuelles et miser sur l’innovation et la neutralité technologique pour atteindre leurs objectifs dans des secteurs tels que la santé et les transports. Parmi les acteurs de l’internet des objets on trouve : Intel, Schneider Electric, Google, IBM, STMicroelectronics…

Les objets connectés sont des objets électroniques connectés sans fil, partageant des informations avec un ordinateur, une tablette ou un smartphone… et capables de percevoir, d’analyser et d’agir selon les contextes et notre environnement. Les objets connectés ont encore de beaux jours devant eux ! Tee-shirts, montres, chaussures, lunettes.., les objets high-tech, aussi appelés intelligents, envahissent nos foyers. Aujourd’hui faisant partie intégrante de notre vie quotidienne, leur utilité est indissociable pour le côté pratique, ludique et technologique.

Les avantages de la 5G

La technologie 5G est aujourd’hui une technologie pouvant permettre l’essor de l’internet des objets et le développement des objets connectés avec des fréquences plus élevées et le très haut débit.

La 5G n’est pas une technologie de rupture qui va tout changer du jour au lendemain, mais un ensemble de technologies qui vont arriver progressivement, et cohabiter avec une évolution de la 4G, sachant que cette dernière ne va pas arrêter son développement pour autant (ARCEP: L’Autorité de régulation des communications électroniques et des postes).

La technologie 5G

La clé technologique de la 5G se situe dans l’utilisation de fréquences plus élevées du spectre, par rapport à celles affectées actuellement. La 4G et ses prédécesseurs ont eu recours, en gros, à des bandes de fréquences en dessous de 6 GHz. La 5G promet l’utilisation notamment d’un spectre élargi de 30 à 300 GHz, les ondes que l’on appelle millimétriques.

Les ondes millimétriques sont à double tranchant. D’un côté, elles permettent des débits plus importants. De l’autre, d’où leur nom, elles ont une portée plus courte. Pour rappel, c’est ce qui explique la bataille pour les «fréquences en or» de la 4G. Moins la fréquence est élevée, meilleure est la portée, et surtout la pénétration à travers les obstacles tels que les murs. La 5G va donc recourir à ces ondes millimétriques, mais également employer des fréquences en dessous de 6 GHz pour permettre un déploiement plus large. L’ARCEP mentionne la bande 3,4 – 3,6 GHz qui offrirait une grande quantité du spectre. La réaffectation de fréquences déjà utilisées par la 3G et la 4G sont étudiées, mais plus compliquées. La bande 700 MHz pourrait ici jouer un rôle.

La technologie 5G

Combler la portée plus réduite des ondes millimétriques requiert l’usage de plus petites cellules et d’utiliser des techniques comme le Massive MIMO (Multi In Multi Out) pour multiplier la capacité et le «beamforming» pour diriger les signaux de manière intelligente vers les appareils.

La 5G apporte, en théorie, des améliorations substantielles sur trois axes : les débits, la latence et la densité. Ces trois objectifs sont en concurrence, et les technologies de la 5G ont pour but de tenter d’y fournir les meilleures réponses possibles, sachant qu’on ne peut pas les satisfaire simultanément. Le network slicing serait donc le fait d’utiliser une architecture logicielle pour s’adapter aux différents besoins d’un appareil, selon ces trois paramètres (latence, débit et densité).

Les avantages de la technologie 5G

L’apport le plus évident revendiqué par la 5G, et qui découle directement des améliorations offertes par les générations précédentes est la promesse de débits encore supérieurs. C’est une évolution naturelle : les usages changent, la 4K ne va pas tarder à se généraliser, la 8K suivra, le streaming devient la norme en matière de vidéo, et va se populariser sur des domaines de plus en plus nombreux comme le cloud gaming ou la réalité virtuelle. Autant d’usages qui réclament davantage de débit pour éliminer la frontière, qui n’a plus lieu d’être, entre nos appareils fixes et nomades. La 5G promet des vitesses autour d’au moins 100 Mbit/s en moyenne perçus par l’utilisateur, pouvant grimper beaucoup plus haut dans le meilleur des cas. On parle d’un maximum de 20 Gbit/s. Évidemment, comme pour la 4G, tout est dans «le meilleur des cas». On peut rétorquer que l’on n’a pas forcément besoin de tels débits pour un usage mobile. Tel qu’on le conçoit actuellement, peut-être que non, mais en réfléchissant au sens large, avec des appareils qui effacent les frontières entre smartphone, tablette et PC, les cartes sont rebattues. Et au final, la 5G, c’est aussi le moyen, de lutter contre le désert numérique et apporter le très haut débit dans les campagnes où la fibre ne passe pas.

La technologie 5G

Plus que le débit, en augmentation constante, c’est sans doute sur la réduction de la latence que la 5G pourrait vraiment faire la différence. Elle passerait de 10 à 1 ms idéalement. Le débit a évidemment une importance pour la transmission descendante de données. La latence, elle, ouvre des perspectives sur l’interactivité qui peut complètement bouleverser les usages, notamment professionnels. On y voit naturellement une aubaine pour la conduite autonome. Une latence ultra faible pourra également apporter des solutions pour numériser l’industrie ou la médecine: la téléchirurgie qui est l’un des objectifs.

Dernière promesse majeure de la 5G, l’ultra connectivité permet une plus grande densité d’appareils connectés au km². Ici, l’usage le plus évident que l’on entrevoit est l’internet des objets. Ici, l’objectif est de pouvoir multiplier les appareils à basse consommation, et nécessitant des débits réduits, en très grand nombre sur une même zone. On pense à tous les usages de type maison connectée qui pourraient bénéficier de ce gain sans surcharger le réseau.

Selon le président de Nokia France Thierry Boisnon, à l’occasion de l’événement 5G Smart Campus du 15 novembre 2018, l’un des enjeux actuels de la 5G est de réussir à “développer les cas d’usage”. Nokia a décidé de se tourner vers les entreprises et les start-up pour l’aider à trouver ces nouveaux usages et les tester dans son laboratoire de Saclay, équipé de la 5G. A l’occasion du 5G Smart Campus, Nokia a démontré les bénéfices de la 5G à travers trois utilisations concrètes.

La technologie 5G

Augmented Acoustics, start-up fondée il y a quatre ans, espère « améliorer son business model grâce à la 5G », déclare son président Stéphane Dufossé. La start-up française commercialise déjà sa solution Supralive. Grâce à celle-ci, il est possible d’écouter en haute-définition un événement (concert, sport, théâtre…) via ses propres écouteurs et de régler le son comme on le souhaite. Une application, très simple d’utilisation, permet de régler séparément le volume sonore de chaque instrument. Grâce à une connectivité ultra-robuste à très faible latence et au découpage du réseau en tranches apportés par la 5G, Augmented Acouctics pourra proposer sa solution à un nombre illimité d’usagers en simultané. « Ces derniers auront simplement à se munir de leurs écouteurs et à installer l’application Supralive », explique Stéphanie Plasse, la cofondatrice et directrice marketing.

Autre industrie à pouvoir bénéficier de la 5G : l’industrie du jeu vidéo. La start-up Ethereal Games a développé pour le 5G Smart Campus un jeu montrant simplement les bénéfices de la 5G en termes de vitesse. Avec le jeu « Tomatron », les joueurs doivent se renvoyer une balle en faisant coulisser une plate-forme. Alors que certains joueurs sont en 5G, d’autres ne bénéficient que d’une simple connexion 4G. Il est alors beaucoup plus difficile de déplacer la plate-forme, et les perdants sont presque systématiquement en connexion 4G…

L’un des cas d’usage pour le grand public sera la diffusion d’images en 8K. « Aujourd’hui, c’est impossible d’avoir une diffusion en 8K car la bande passante exigée est beaucoup trop importante », explique Bernard Fontaine, le directeur innovations technologiques chez France Télévisions. Mais, à l’occasion du 5G Smart Campus de Nokia, France Télévisions diffuse des images en 8K sur un téléviseur grâce à une bande passante 5G. Le téléviseur peut aussi « diffuser en simultanée 36 chaînes en HD sur l’écran, soit toutes les chaînes de la TNT », explique encore Bernard Fontaine.

Pour finir, Nokia participe à des projets de smart city sur ce sujet. Par exemple, dans le cadre de Paris2Connect, Nokia va installer la 5G dans une avenue parisienne afin que la RATP puisse y tester des navettes autonomes. L’idée pour les partenaires est de chercher à savoir s’il est moins coûteux d’équiper les infrastructures pour les faire communiquer avec les véhicules ou d’équiper plus encore les véhicules sans connecter l’infrastructure.