Les dessous de la 5G

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Le réseau mobile de cinquième génération, plus communément appelé 5G et défini par la norme IMT-2020, annonce une rupture avec les technologies des générations précédentes. Deux concepts clés en seront le fondement : satisfaction de la qualité End-to-End (E2E) et Extreme flexibility. Ainsi, le premier concept, jamais vu dans les précédentes générations, fournit à chaque utilisateur un accès à toute application, n’importe où, n’importe quand et dans n’importe quelle condition. Le second est le système de communication qui permettra aux réseaux 5G de toujours atteindre la qualité E2E.

Source : 5G-PPP – 5G empowering vertical industries

Les usages futurs

Les applications de la prochaine génération de réseaux mobiles se définissent maintenant à travers des marchés verticaux en proposant la segmentation suivante : industrie, énergie, santé, média et automobile. Il est nécessaire de distinguer trois familles d’usages pour la 5G afin de répondre aux besoins spécifiques de chaque marché :
eMBB (enhanced Mobile Broadband) : gestion des volumes de données extrêmement élevés ainsi que la densité des utilisateurs
URLLC (Ultra Reliable and Low Latency Communications) : communications à très faible latence et ultra-fiables pour répondre à des applications critiques pour la sécurité
mMTC (massive Machine-Type Communications) : connecter une très grande quantité d’objets en même temps avec un faible débit et une faible consommation d’énergie.

Source : ETSI – What is 5G ?

Une architecture réseau inédite

Le concept Extreme flexibility s’appuie sur deux technologies clés que sont les réseaux avancés hétérogènes et la “softwarisation” des réseaux. Ainsi, la 5G ne sera pas faite d’un seul réseau mobile mais de l’utilisation des réseaux existants 2G, 3G, 4G et WLAN pour créer un système intégré. Le Network Slicing permettra de supporter les différents services nécessaires aux nouveaux usages, d’une part grâce au Network Functions Virtualization (NFV) en virtualisant des fonctions réseaux par la conversion du matériel spécialisé traditionnel en logiciel sur des serveurs génériques, et d’autre part avec le Software-Defined Networking (SDN) en facilitant le contrôle de la connectivité des réseaux distribués. Le Cloud Computing, quant à lui, autorise une gestion décentralisée de toutes ces fonctions.

Source : 5G-PPP METIS II – 5G RAN Architecture and Functional Design

Des technologies radio innovantes

De nombreuses études sont en cours afin de définir quelles seront les meilleures technologies radio pour la 5G. Parmi elles, le Massive MIMO (Multiple Input-Multiple Output) permet l’utilisation de multiples antennes afin d’obtenir des transferts de données plus élevés, et les Small Cells qui sont des points d’accès et permettent d’obtenir une meilleure densification du réseau mobile.

Le large spectre des fréquences

Source : Ericsson

Plusieurs acteurs industriels et institutions de régulations des télécommunications travaillent ensemble pour définir les meilleurs bandes de fréquences pour tous au niveau mondial :
– Fréquences basses : f <1 GHz
Ces fréquences sont aussi appelées fréquences en “or”. En effet, plus la fréquence est basse et plus la portée et la pénétration dans les bâtiments sont élevées
– Fréquences hautes : 1 GHz < f < 6 GHz
Ce spectre de fréquence constituera la bande “coeur” du réseau 5G afin de donner la liberté aux futurs opérateurs de fournir des services supérieurs à la 4G
– Fréquences très hautes : f > 6 GHz
C’est ici que la technologie de rupture par rapport à la 4G se positionne. Les études techniques sur les ondes millimétriques se feront sur plusieurs bandes de fréquences comprises entre 24 GHz et 86 GHz.

Bien entendu, toutes ces technologies sont en étude et toutes ne seront pas utilisées. Il n’est reste pas moins que le futur réseau 5G constitue un projet hautement technologique.

Pour les passionnés de nouvelles technologies, c’est par ici.

A propos de Stéphane MUTEAU

Ancien étudiant diplômé en Master 2 Commerce Électronique. Pour évoluer à travers les nouvelles technologies qui me passionnent, j'ai décidé de reprendre mes études et me réorienter vers le monde du numérique.

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