Alors, pourquoi un tel engouement pour la 5G ? Les premiers déploiements de la 5G ont déjà commencé et se concentrent sur trois axes principaux (résumés dans la figure 1).
Haut débit mobile amélioré (eMBB) : les opérateurs télécoms anticipent des débits supérieurs à 1 Gbit/s avec la 5G. La première puce 5G de Qualcomm, sortie en 2017, a atteint ce débit, et les puces d’Ericsson et de NTT DoCoMo ont même atteint 10 Gbit/s dans la bande des 15 GHz. Le débit le plus rapide enregistré à ce jour est de 35 Gbit/s, atteint par M1 et Huawei lors d’un test à Singapour.
Connexions massives de type machine (mMTC) : Ces connexions massives prendront en charge un grand nombre d’appareils connectés, permettant ainsi l’essor de l’Internet des objets (IoT). La 5G autorisera plus d’un million de connexions par antenne-relais, soit par km² (contre 200 à 400 pour les réseaux actuels).
Communications ultra-fiables à faible latence (uRLLC) : Les uRLLC seront dédiées aux applications de réalité virtuelle, aux véhicules autonomes, à la robotique et aux services médicaux à distance. La latence pourra être aussi faible que 1 ms de bout en bout (contre 53 ms pour la 4G et 64 ms pour la 3G).
La 4G n'est pas la seule concurrente de la 5G. Plusieurs technologies de connectivité plus récentes, telles que NB-IoT, LoRa et Sigfox, offrent également des solutions pour le marché émergent de l'Internet des objets (pour plus de détails, consultez le rapport IDTechEx Research Networks « IoT Low Power Wireless Networks and 5G 2019-2029: Global Forecasts, Technologies, Applications »). Grâce à son débit élevé et sa faible latence, la 5G est la technologie la plus prometteuse pour répondre aux besoins des secteurs à forte valeur ajoutée, notamment le contrôle robotique 3D, la surveillance en réalité virtuelle et la télésurveillance médicale. Autant de défis que les technologies actuelles n'ont pas encore relevés.
L'évolution des communications mobiles n'a jamais consisté à effacer purement et simplement la technologie précédente, mais plutôt à procéder par étapes. Par exemple, certains algorithmes et concepts de programmation de la 3G sont repris et adaptés en 4G. Il a fallu deux ans entre la finalisation des normes 4G (2008) et leur lancement commercial (2010), puis trois années supplémentaires pour surpasser la 3G. Cependant, même aujourd'hui, la couverture 4G n'est pas encore totale. Nous prévoyons une évolution similaire pour la 5G.
La 5G n'a jamais eu vocation à remplacer la 4G, du moins pas dans l'immédiat. En réalité, nombre de ses techniques essentielles sont des versions modernisées de la 4G. La figure 2 illustre certaines nouvelles techniques de la couche physique utilisées à la fois pour la 4G et la 5G, tandis que les technologies les plus récentes sont exclusivement réservées à la 5G. Les stations de base 4G continueront d'être utilisées pour la 5G en tant que stations de base macro, et l'infrastructure centrale 4G sera maintenue. Ce réseau 5G, s'appuyant sur l'infrastructure 4G existante, est également appelé 5G non autonome (NSA) et sera le premier à être déployé sur le marché.
La 5G est un ensemble de techniques 4G optimisées (tant au niveau physique qu'architectural) et de nouvelles fonctionnalités résultant des changements de fréquence (principalement vers deux hautes fréquences, inférieures à 6 GHz ou comprises entre 20 et 40 GHz) et de l'augmentation de la bande passante. La figure 3 résume la relation entre certaines techniques essentielles et les fonctionnalités clés.
Parmi les innovations les plus populaires, on peut citer :
le MIMO massif,
l'informatique de périphérie et la cloudification,
le découpage de réseau
Cependant, une étude d'IDTechEx Research révèle un pessimisme croissant quant à l'adoption généralisée de la 5G, partagé par de nombreux décideurs politiques et entreprises de télécommunications, y compris, de façon surprenante, Huawei, pourtant un contributeur majeur à la norme 5G. Ces derniers affirment que le déploiement de la 5G deviendra extrêmement coûteux pour les opérateurs, nécessitant des dizaines de milliers de nouvelles stations de base par pays et des investissements massifs dans la modernisation des infrastructures existantes. Certains prétendent que la plupart des consommateurs n'en percevront pas les avantages et que les opérateurs auront du mal à dégager des bénéfices. Les questions fusent. Pourquoi déployer la 5G alors que la 4G n'est pas encore pleinement opérationnelle ? La couverture 5G sera-t-elle suffisamment fiable, ou sera-t-elle disponible uniquement dans certaines zones, limitant ainsi ses avantages à des lieux spécifiques ? Est-elle réellement plus adaptée à l'Internet des objets (IoT), compte tenu de sa consommation énergétique par rapport à d'autres types de 5G, qui peuvent également offrir des coûts de données inférieurs grâce à une infrastructure moins onéreuse ? L'avenir de la 5G demeure incertain.
Comme pour toute technologie révolutionnaire, il est impossible de prédire avec certitude son impact et ses conséquences sur nos vies avant qu'il ne soit trop tard. Malgré les nombreux défis, la normalisation de la 5G a progressé rapidement. Le 3GPP devrait approuver la première version de toutes les normes 5G nécessaires d'ici la fin de l'année, et le premier déploiement commercial pourrait intervenir très prochainement. Une chose est sûre : la 5G est là pour durer.
Les États-Unis et la Chine sont les pays moteurs de cette norme et mènent des essais à grande échelle, tandis que l'Europe commence également à s'y intéresser. IDTechEx présente une synthèse des dernières et principales caractéristiques et des tests les plus importants concernant la 5G dans son nouveau rapport intitulé « Réseaux sans fil basse consommation pour l'Internet des objets et la 5G 2019-2029 : Prévisions mondiales, technologies et applications ».
Auteur : Dr Luyun Jiang, analyste technologique chez IDTechEx
