La 5G est la nouvelle technologie qui permet un grand nombre d’applications et de nouveaux services à valeur ajoutée. Elle promet une plus grande rapidité d’accès au réseau, le transformant en une plate-forme programmable. Cette nouvelle technologie ouvre de grandes opportunités pour les entreprises, les applications et les citoyens ; et il faut noter que son potentiel est encore en partie à découvrir.
La 5G permet en effet de révolutionner des pans entiers de notre vie économique et sociale, avec un impact décisif sur la digitalisation du pays. En effet, ce n’est pas seulement un réseau de communication plus rapide ou plus fiable ; mais c’est une nouvelle façon de concevoir les services qui seront activés. En parlant de 5G, il est donc plus correct de parler de plateforme de connectivité et de développement d’applications et de services ; plutôt que d’un simple réseau de transport de données. Partant de ces hypothèses, cet article vise à clarifier définitivement la problématique des réseaux 5G : Comment fonctionne la technologie 5G, quelles sont ses caractéristiques et quelles sont les opportunités commerciales qui en découlent ? Est-ce vraiment dangereux ? Et quels sont les services innovants basés sur cette technologie ? Des questions auxquelles il faut répondre en associant la perspective théorique à la pratique.
Comment fonctionne le réseau 5G et qu’est ce qui change entre la 4G et la 5G ?
Par 5G (acronyme de 5th Generation), nous entendons la cinquième génération de technologies radio cellulaires. Bien que son nom suggère une certaine continuité évolutive avec les générations précédentes, cela ne correspond pas totalement à la réalité.
Par rapport aux troisième et quatrième générations de réseaux cellulaires qui ont favorisé la diffusion d’Internet dans les appareils mobiles ; la 5G représente une certaine discontinuité assez nette. Et ce n’est pas une simple question de vitesse de transfert de données.
Trois dimensions évolutives ont rendu cette transition générationnelle unique :
- Augmentation de la vitesse d’accès au réseau (haut débit mobile amélioré – eMBB) jusqu’à 10 Gb/s,
- Fiabilité supérieure et latence réduite (communications ultra fiables à faible latence – URLLC) jusqu’à 1-2 ms,
- Augmentation du nombre de connexions à des appareils à faible consommation d’énergie (communications massives de type machine – mMTC) – 1 million d’appareils par km ^ 2.
Ce sont trois dimensions physiques habituellement incompatibles entre elles, qui nécessitent une gestion articulée des ressources radio ; et ceci, afin qu’elles soient allouées aux différents services en fonction des besoins. Les propriétés de faible latence, de fiabilité accrue et de connectivité rendent la 5G capable de permettre plusieurs points de travail et un grand nombre de nouvelles applications.
L’évolution des réseaux radio-mobiles : de la 1G à la 5G
a) La première génération : 1G
En effet, la 1G est la première norme de transmission de téléphone mobile avec les données transmises à l’aide de transmissions de données analogiques pour les services vocaux. Parmi les principales caractéristiques on a : la possibilité d’appels vocaux sur un seul continent ; sécurité médiocre ; efficacité spectrale très faible et faible débit (2,4kbps).
b) La deuxième génération : 2G
Elle est basée sur des technologies numériques pour le signal vocal, atteignant une vitesse de 64kbps avec une bande passante de 30-200KHz. Elle a rendu possible les premiers services SMS et MMS. La norme 2G la plus populaire est le GSM (Global System for Mobile Communications), la première technologie à prendre en charge l’itinérance internationale.
c) La troisième génération : 3G
Elle augmente la vitesse, permettant de passer de 144kbps à 384kbps dans les zones avec une plus grande couverture. Cette technologie a permis l’échange d’e-mails mobiles, le téléchargement, essentiellement l’échange de données non vocales pour la première fois. Elle consiste en un ensemble de normes différentes qui peuvent fonctionner ensemble.
d) La quatrième génération : 4G
Comparé à la 3G, elle permet une transmission de données plus rapide, plus élevée et moins coûteuse ainsi que des applications multimédia avancées. Parmi les normes 4G les plus connues, on se souvient de l’évolution à long terme (LTE). Parmi les principales caractéristiques on a : la vitesse de téléchargement de 100Mps à 1Gbps, et une sécurité accrue.
Les principales fonctionnalités de la 5G
L’une des principales innovations de la 5G est donc d’être un système technologiquement plus complexe que par le passé. Si d’une part cette complexité accroît les défis infrastructurels liés à la couverture, à la fréquence et à la connexion ; d’autre part elle ouvre des opportunités commerciales à peine imaginables avec les normes 4G.
À présent, voyons les principales innovations architecturales liées à la 5G. Les connaître nous aidera à comprendre le potentiel réel de ces réseaux.
1) Haute vitesse x Faibles latences
Comme on le voit dans la définition de la 5G, ce nouveau réseau radio mobile garantit des vitesses de calcul et de transmission de données plus élevées ; ainsi qu’une latence et des temps de réponse plus courts. L’augmentation du spectre des fréquences disponibles ; combinée à l’introduction d’antennes dynamiques, capables de multiplier la capacité du système, permet à la 5G d’augmenter l’efficacité du spectre attribué.
2) Virtualisation et découpage
La 5G peut être découpée en réseaux logiques spécialisés. Le découpage réseau vous permet de créer plusieurs réseaux virtuels sur la même infrastructure physique en exploitant les techniques de virtualisation des ressources de transmission et de calcul. Cela signifie qu’un réseau 5G garantit le plein fonctionnement de plusieurs applications en parallèle, qui peuvent être gérées par de nouveaux acteurs.
3) Couvertures haute fréquence dédiées
Pour de nombreuses applications B2B 5G, un trafic élevé nécessite une couverture ad hoc qui répond aux exigences de performances de ces applications. En ce sens, les technologies à ondes millimétriques sont d’une importance fondamentale pour définir des toits de grande capacité tels que ceux des zones urbaines à fort trafic ou dans des contextes intérieurs.
Les applications possibles de la 5G
L’introduction de la 5G dans le panorama des technologies radio mobiles permettra l’amélioration des services déjà existants ; mais aussi la fourniture de services innovants, dont certains ne peuvent être atteints avec les technologies actuelles. Cette révolution ne concernera donc pas uniquement les domaines résolument numériques tels que la Smart City, l’Entertainment, la Domotique et la Mobilité. Même les sphères économiques les plus traditionnelles (Agriculture, Distribution, Santé, Éducation) bénéficieront des caractéristiques de fiabilité et de vitesse de transmission et de calcul typiques des réseaux 5G.
Partant de ces hypothèses, nous avons identifié 8 classes de solutions qui bénéficieront (ou bénéficient déjà) de la dynamique d’innovation de la 5G. Ces solutions combinent les caractéristiques distinctives du réseau 5G avec les particularités d’autres technologies déjà consolidées ; surtout les drones, capteurs, réalité augmentée, réalité virtuelle et algorithmes d’intelligence artificielle. Nous parlons de robots collaboratifs, de systèmes de surveillance à distance de villes entières, de véhicules autonomes et bien plus encore. Ces solutions, comme prévu, trouvent une application dans presque tous les secteurs économiques et de production.
Découvrons donc les solutions applicatives 5G en détail :
a. Pour les utilités énergétique
- Télésurveillance et gestion des actifs de la ville (éclairage public, déchets, réseaux électriques),
- Surveillance de la consommation des services publics (compteur intelligent),
- Amélioration des objets connectés dans les maisons,
- Amélioration de la connectivité même dans les zones les moins accessibles.
b. Pour le secteur de l’automobile
- Animations et services à bord des voitures,
- Solutions de sécurité conducteur (pneus connectés, élargissement du champ de vision),
- Développement de la conduite autonome,
- Intégration de véhicules et colonnes électriques.
c. Pour le secteur de la logistique, transport ou infrastructures
- Des moyens autonomes de livraison de produits en ville,
- Des solutions qui permettent le pilotage d’une flotte de véhicules (platooning),
- Surveillance prédictive des infrastructures, ports, usines et autres environnements confinés.
d. Pour les ventes en détail
- Réalité augmentée et autres solutions pour améliorer l’expérience d’achat en magasin.
e. Pour le secteur de soins de santé
- Des solutions qui permettent de surveiller à distance les paramètres vitaux des patients et des sportifs,
- Téléchirurgie robotique.
f. Pour le secteur de fabrication
- Des robots collaboratifs pour automatiser les opérations les plus simples,
- Solutions pour soutenir la main-d’œuvre sur le terrain,
- Pilotage à distance de véhicules industriels,
- Maintenance prédictive.
g. Pour l’agriculture
- Surveillance et gestion à distance des champs agricoles,
- Contrôle et exécution à distance des activités agricoles (par exemple, robots pour l’irrigation),
- Moyens pour l’agriculture de précision.
h. Pour le secteur des médias et divertissement
- Circuits touristiques en réalité augmentée,
- Reportages en 4K.
i. Pour la sécurité
- Solutions de vidéosurveillance d’environnements publics et privés.
Quels sont les bénéfices de la 5G : voici quelques exemples
Plutôt que de s’attarder sur les dangers allégués et infondés de la 5G ; il est bon de comprendre pourquoi et à quel point il est important d’investir dans un réseau 5G. Il s’agit de comprendre quels sont les bénéfices concrets que la 5G offre aux travailleurs, aux entreprises, aux différents secteurs de production et ; plus largement, à l’ensemble du système économique. Touchant divers domaines d’application, les avantages sont variés et il est difficile de cadrer les avantages communs à toutes les applications.
Pour décrire les avantages concrets des réseaux 5G ; on peut analyser une application 5G aux évolutions les plus intéressantes, celle du pilotage à distance des gros véhicules. Prenons comme exemple la possibilité de piloter une grue depuis chez soi pour charger et décharger des cargos dans un port, via un module de contrôle basé sur la 5G qui effectue un contrôle en temps réel des opérations de chargement et de déchargement, en collectant des données via des capteurs et des caméras implantés sur le véhicule et sur le chantier et qui prend des décisions opérationnelles basées sur des traitements analytiques en temps réel. L’exemple est juste et les principaux avantages sont évidents.
- Une plus grande productivité et rapidité de manipulation du véhicule,
- Une plus grande sécurité du pilote, qui évite des conditions potentiellement dangereuses (comme monter jusqu’à la cabine de commande de la grue),
- Une plus grande satisfaction des chauffeurs, grâce à de meilleures conditions de travail,
- Moins d’émissions de co2 et d’autres composants polluants.
La 5g est-elle dangereuse pour la santé ?
Après avoir mieux défini les caractéristiques et les applications de la 5G ; il convient de clore cet article en clarifiant certaines fake news relatives à la prétendue dangerosité des antennes et des réseaux 5G.
D’un point de vue physique, l’interaction entre les ondes électromagnétiques des systèmes radio et le corps humain ne dépend pas de la technologie ; mais uniquement de la puissance et de la fréquence utilisées. En tant que telle, la 5G n’est pas fondamentalement différente des générations précédentes ou d’autres technologies radio. Les directives internationales, notamment de précaution, confirment que les limites utilisées jusqu’à présent sont tout à fait adéquates pour protéger la santé de la population exposée. Des organismes tels que l’Organisation mondiale de la santé et la Commission européenne ont également publié des analyses détaillées dans lesquelles ils confirment qu’il n’y a aucune preuve de danger si l’exposition est maintenue dans les limites suggérées par les directives.
A lire aussi : Ce qu’il savoir sur le métaverse
Et pour en savoir plus sur la 5G en France, voici un podcast qui vous détaille tout sur cette nouvelle technologie :