Présentation des réseaux 5G – Caractéristiques et usages


Les réseaux de prochaine génération (5G) seront lancés sur le marché à l'horizon 2020. Au-delà de l'amélioration de la vitesse, la 5G devrait faciliter l'émergence d'un immense écosystème IoT dans lequel les réseaux pourront répondre aux besoins en communication de milliards d'objets connectés, grâce à un compromis équilibré entre vitesse, latence et coût.

Les Questions et Réponses suivantes présentent clairement la technologie 5G : en quoi diffère-t-elle de la 4G LTE d'aujourd'hui, quels sont les nouveaux cas d'utilisation de l'IoT et comment les opérateurs de réseau mobile en tireront profit ?

Qu'est-ce que la 5G (et qu'est-ce qu'elle n'est pas) et quelle est la différence entre la 4G LTE et la 5G ?

Le réseau sans fil de prochaine génération (la cinquième) abordera l'évolution au-delà de l'internet mobile ver l'IoT (Internet des objets) à l'horizon 2020. La principale évolution par rapport à la 4G et la 4.5G (LTE Advanced) d'aujourd'hui est qu'au-delà de l'amélioration de la vitesse de transmission des données, les nouveaux cas d'utilisation de l'IoT et des communications critiques nécessiteront de nouveaux types de performances améliorées. Par exemple, la « faible latence », une caractéristique autorisant l'interactivité en temps réel des services utilisant le cloud, est indispensable au succès des voitures sans conducteur. De même, la faible consommation électrique permettra aux objets connectés de fonctionner pendant des mois ou des années sans assistance humaine.

À la différence des services IoT actuels qui optent pour des compromis en matière de performances afin de bénéficier au mieux des technologies sans fil actuelles (3G, 4G, Wi-Fi, Bluetooth, Zigbee, etc.), les réseaux 5G seront conçus pour apporter le niveau de performance nécessaire à un IoT massif. Cette technologie permettra de proposer un monde patfaitement connecté.

La technologie 5G repose sur 8 exigences techniques

  • Jusqu'à 10 Gbit/s de débit de données - > de 10 à 100 fois plus que les réseaux 4G et 4.5G 
  • 1 milliseconde de latence
  • 1 000 fois plus de bande passante par unité de surface
  • Jusqu'à 100 fois plus d'appareils connectés par unité de surface (par rapport à la 4G LTE)
  • 99,999 % de disponibilité 
  • 100 % de couverture 
  • 90 % de réduction en utilisation d'énergie du réseau 
  • Jusqu'à 10 ans de durée de vie de la batterie pour les appareils IoT à faible-consommation

 

Présentation des réseaux 5G – Caractéristiques et usages  

 Documents

  • Introducing 5G networks – Characteristics and usages

    Présentation des réseaux 5G – Caractéristiques et usages

    Les réseaux de cinquième génération (5G) sont actuellement en cours de développement et seront lancés à l’horizon 2020. Par apport à la technologie 4G LTE actuelle, la 5G vise en même temps un débit élevé (1 Gbit/s), une faible consommation et une faible latence (1 ms au maximum), pour un déploiement massif de l’IoT, l’Internet tactile et la robotique.

    Présentation des réseaux 5G – Caractéristiques et usages (en anglais)

Présentation de la 5G - Questions et réponses

Quels sont les cas d’utilisation concrets de la 5G ?


Chaque réseau sans fil de nouvelle génération intègre toute une série de nouveaux usages. La future technologie 5G n’y fera pas exception en se concentrant sur l’IoT et les applications de communication critiques.

  • Les réseaux 5G développent les services sans fil haut débit au-delà de l’Internet mobile jusqu’à l’IoT et les segments de communication critiques
  • Les réseaux 4.5G (LTE Advanced) ont doublé les vitesses de transmission des données par rapport à la 4G
  • Les réseaux 4G ont introduit tous les services IP (Voix et Données), une expérience Internet haut débit, avec des architectures de réseaux et des protocoles unifiés
  • Les réseaux 3.5G ont rendu universelle l'utilisation de l’Internet mobile, et sont à l’origine de la réussite des écosystèmes d’applications mobiles
  • Les réseaux 3G ont amélioré l’expérience de l’Internet mobile, mais avec un succès limité pour déclencher l’adoption massive des services de données
  • Les réseaux 2.5G ont apporté une légère amélioration aux services de données avec Edge
  • Les réseaux 2G ont été marqués par la naissance des services de téléphonie cellulaire numérique et des services de données de base (SMS, GPRS) – ainsi que des services d’itinérance sur les réseaux
  • Les réseaux 1G ont permis aux services de téléphonie analogiques de bénéficier de la mobilité

Certaines applications essentielles comme la voiture sans conducteur exigent une latence très agressive (temps de réponse rapide) alors qu’elle n’ont pas besoin de vitesses de données rapides

À l’inverse, les services d’entreprises basés sur le cloud avec des analyses massives de données privilégient la vitesse par rapport au temps de latence.

Des réseaux virtuels (5G Slicing) adaptés à chaque utilisation:

La 5G prendra en charge tous les besoins en communication des réseau locaux (LAN) (comme les réseaux domestiques) aux réseaux étendus (WAN), avec les paramètres latence/vitesse qui conviennent. La façon de répondre à ce besoin aujourd’hui se fait en regroupant un grand nombre de réseaux de communication (WiFi, Z-Wave, LoRa, 3G, 4G, etc.). La 5G est conçue pour permettre à des configurations de réseaux virtuels simples d’obtenir un meilleur alignement des coûts du réseau par rapport aux besoins des applications. Cette nouvelle approche permettra aux opérateurs de réseaux mobiles 5G de s’emparer d’une plus grande part du marché de l’IoT tout en étant capables de proposer des solutions économiques pour les applications à faible bande passante et faible consommation.

Quand la 5G sera-t-elle opérationnelle ? Où en est la technologie 5G en termes de standardisation et combien de temps cela prendra-t-il ?

  • ITU-R lance « IMT pour 2020 et au-delà » en 2012, jetant les bases de la 5G
  • Le Japon et la Corée commencent à travailler sur les exigences de la 5G en 2013
  • NTT Docomo démarre les premiers essais expérimentaux de la 5G en 2014
  • Samsung, Huawei et Ericsson lancent le développement d’un prototype en 2013
  • South Korean SK Telecom prévoit de présenter en démonstration la 5G en 2018 aux Jeux Olympiques d’hiver de Pyeongchang
  • Ericsson et TeliaSonera envisagent de proposer le service commercial à Stockholm et Tallinn à la fin 2018
  • Le Japon souhaite lancer la 5G à l’occasion des Jeux Olympiques d’été de Tokyo en 2020.

En combien de temps la 5G sera-t-elle adoptée ?

Le taux d’adoption prévue pour la 5G est totalement différent des générations antérieures de réseaux (3G, 4G) : alors que les précédentes technologies s’appuyaient sur l’utilisation de l’Internet mobile et la disponibilité d’applications vedettes (« killer app »), la 5G devrait reposer principalement sur les nouvelles utilisations de l’IoT, par exemple la voiture connectée et sans conducteur

Given that new perspectives of usage for broadband connectivity, some equipment suppliers such as Ericsson predict more than 150 Million 5G connected devices in less than 12 months after network launch

Étant donné les nouvelles perspectives de connectivité à haut débit, certains équipementiers comme Ericsson prévoient plus de 150 millions d’appareils connectés en 5G en moins de 12 mois après son lancement.

Quelles sont les conséquences de la 5G pour les opérateurs mobiles ?

  • La 5G reste une technologie cellulaire à haut débit et constitue un réseau de réseaux. L’expertise et le savoir-faire des opérateurs de réseau mobile en matière de construction et d’exploitation des réseaux seront essentiels pour la réussite de la 5G
  • En dehors de la fourniture de services réseau, les opérateurs mobiles seront capables de développer et d’opérer de nouveaux services IoT.
  • La mise en place de réseaux 5G tout en gardant opérationnels les réseaux 3G et 4G constituera certainement un nouveau défi pour les opérateurs quant à la capacité des fréquences sur le spectre (surtout si l’énorme volume prévu sur l’IoT se concrétise). Les opérateurs mobiles (MNO) devront faire la demande, puis exploiter un nouveau spectre sur la gamme de fréquences 6 à 300 GHz, ce qui implique d’énormes investissements dans l’infrastructure des réseaux.
  • Pour atteindre l’objectif d’une latence de 1ms, les réseaux 5G impliquent une connectivité pour la station de base à l’aide de fibres optiques.
  • Côté économies, les réseaux 5G devraient pouvoir prendre en charge les réseaux virtuels tels que les réseaux LPLT (Low Power Low Throughput) pour l’IoT de faible puissance. À la différence d’aujourd’hui, où les réseaux LORA répondent à ce besoin séparément de la 4G.

La technologie 5G sera-t-elle sécurisée ?

Les réseaux 4G d’aujourd’hui utilisent l’application USIM pour exécuter une authentification forte mutuelle entre l’utilisateur et son appareil connecté et les réseaux. L’entité hébergeant l’application USIM peut être une carte SIM amovible ou une puce UICC embarquée. Cette authentification forte mutuelle est cruciale pour activer les services de confiance. Les solutions de sécurité actuelles sont déjà une combinaison entre la sécurité à la périphérie (l’appareil) et la sécurité au cœur (le réseau). Plusieurs cadres sécuritaires pourront coexister à l’avenir et il est probable que la 5G réutilisera des solutions existantes employées aujourd’hui pour les réseaux 4G et pour le cloud (SEs, HSM, certification, fourniture OTA et KMS)

La norme pour l’authentification forte mutuelle des réseaux 5G n’est pas encore finalisée. Le besoin de sécurité, de protection des données personnelles et de confiance sera aussi fort que pour la 4G voire davantage avec l’impact croissant des services IoT. Les systèmes d’exploitation locaux des appareils peuvent non seulement sécuriser l’accès au réseau, mais également prendre en charge les services sécurisés tels que la gestion des appels d’urgence et les réseaux virtuels pour l’IoT.


Quelles conséquences la 5G aura-t-elle pour les consommateurs ?

Pour les consommateurs, la 5G ne signifie pas seulement un Internet mobile plus rapide, mais surtout encore plus d’objets connectés. La voiture et la maison sont deux exemples de la grande révolution IoT qui s’annonce, prise en charge par les réseaux 5G.


Comment la technologie 5G va-t-elle accélérer la commercialisation des appareils IoT reposant sur le cellulaire plutôt que sur la technologie Wi-Fi ?

La Wi-Fi est une technologie de réseau local sans fil, limitée dans sa plage de fonctionnement et très limitée en vitesse et en latence. Beaucoup de services IoT exigent plus de présence, plus de mobilité et plus de performances en termes de vitesse et de temps de réponse. La 5G va rendre possible un véritable écosystème IoT.


Comment les cas d’utilisation des réseaux 5G vont-ils changer le monde ?

Grâce à la 5G, la « perception » de la vitesse, du temps de réponse instantané et de la performance pour l’IoT deviendra une réalité. Par exemple, le succès attendu de la voiture sans conducteur ne sera possible que lorsque les réseaux 5G seront disponibles


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