5G : qu’est-ce que c’est, et pour quand ?

C’est le 5 avril dernier que la Corée du sud a officiellement lancé le déploiement de la 5G, une mise en service réussie après les essais menés pendant les Jeux Olympiques de Pyeongchang.
Les spectateurs avaient alors pu suivre le skieur de leur choix, sur leur tablette ou smartphone, en sélectionnant l’une des centaines de caméras positionnées le long des pistes.

En France, certains opérateurs effectuent des tests, sur Marseille, Bordeaux Lille et Douai, Villeurbanne, Nantes et Toulouse. Pour autant, les fréquences ne seront attribuées que cette année par l’ARCEP (Autorité de régulation des communications électroniques et des Postes). L’implantation en Europe se fera progressivement et sera lancée dans le courant de l’année prochaine.
En France, la 5G est annoncée courant 2020 dans les grandes villes uniquement. Le développement s’étalera pour les régions de 2020 à 2025.
Certains intervenants sont réservés sur la tenue de ce calendrier et pronostiquent un démarrage plus tardif.

Plus puissante que la fibre optique, on annonce cette dernière génération comme une « Innovation de rupture », et une modernisation digne de l’avènement de l’automobile et l’électrification.
Il sera cependant nécessaire de s’équiper d’appareils compatibles pour profiter de cette technologie, mais les principaux constructeurs sont déjà prêts.

Un bref historique

On part de loin, les évolutions ont été constantes et rapides, une génération tous les 8 ans environ.
L’avènement de la 2G (GSM puis GPRS) a renvoyé à la préhistoire de la téléphonie mobile l’analogique de la 1G, (radiotéléphone de voiture), ses imperfections et son coût.
En 1990, si cette technologie est la promesse pour chacun « d’avoir une cabine téléphonique dans la poche », les SMS de 80 caractères changent rapidement l’usage des communications et verront même l’émergence de nouvelles formes d’écrits abrégés.
C’est au début des années 2000 que la 3G permet l’accès à Internet avec des débits faibles, il faudra attendre la 4G et son très haut débit, pour permettre des téléchargements depuis ou vers le Cloud, avec une fluidité et un confort encore jamais atteints.

En quoi cette nouvelle architecture va-t-elle bouleverser les télécommunications ?

Jusqu’à la 4G, la priorité première était l’augmentation du débit.
Le système de téléphonie à venir va évoluer bien au-delà de de la 4G ou LTE ou 4G+ et passer du très haut débit à l’ultra haut débit (x20).
Outre l’augmentation exponentielle de puissance et de supports de mobilité, on prévoit une meilleure couverture du territoire grâce à l’intervention du satellite (prévue dans la 2 ème phase de la 5G)
Les opérateurs promettent un changement radical bien supérieur au seul gain de rapidité, (x20) et de l’ultra connectivité. En effet, le développement de ce système offre entre autres possibilités celle de nomadiser Internet.

Enfin, Elle réduira les zones de fracture numérique en offrant une meilleure couverture, favorisant ainsi le développement économique des régions moins favorisées.
En effet, par son coût, la fibre optique peine à s’installer hors des villes. La 5G peut pallier cet inconvénient en remplaçant le lien optique par un lien radio à très haute fréquence.

Quelles sont ses applications ?

Pour l’utilisateur de base, la 5G sera avant tout source de confort, que ce soit pour les temps de téléchargement (musiques, pièces jointes, vidéos 4K voire bientôt 8K), les jeux en ligne (sans délai de transmission).
Mais la 5G n’est pas destinée qu’aux seuls loisirs. L’usage de cette nouvelle architecture ouvre toute grande la porte au développement du pilotage à distance, de véhicules et engins autonomes mais également des maisons connectées. En réduisant la latence de 10 à 1 ms et en affermissant la fiabilité de la connexion, elle ouvre le champ de tous les possibles.

Ce qui change réellement

De la 2G à la 4G, on a gagné surtout en puissance et en bande passante, progressant d’une génération à une autre par l’augmentation du débit.
L’interférence est l’une des principales difficultés rencontrées par la 4G, car les nombreux signaux se mélangent entre eux. La 5G qui utilise des fréquences inusitées est moins «parasitée», ce qui permet également de densifier le système de télécommunication.

Les évolutions techniques

Pour faire simple, la 4G utilise des fréquences de 4 GHz, la 5G emploie également ces fréquences, et bien au-delà, dans un spectre moins utilisé, ce qui offre davantage de disponibilité.
Avec la 5G, le spectre s’élargit de 30 à 300 GHz, c’est ce que l’on nomme les ondes millimétriques.

Entre le débit disponible et la largeur de bande, il y a une relation linéaire. La 5G combine l’exploitation des fréquences basses avec des cellules relativement grandes et des fréquences élevées avec des cellules petites, c’est un réseau hétérogène qui complexifie l’architecture du système, nécessitant de nouvelles antennes.

Il faut comprendre que la taille de l’antenne dépend de la fréquence avec laquelle on communique.
Celles de la 5G seront plus compactes, de ce fait plus discrètes, comportant de nombreux éléments (MIMO massif). Cela permet de cibler par exemple des utilisateurs dispersés. Une puissance à l’émission donnée qui permet d’aller plus loin.
De plus, avec ces cellules plus petites on peut proportionnellement réutiliser les fréquences.

Exit la 4G et la 4G+ ?

La 4G poursuit son essor, car la 5G offre la possibilité de collaborer de façon efficace avec le WIFI et utilisera de façon simultanée le WIFI et les maillages cellulaires existants.
A la 4G se rajoute des capacités supplémentaires avec de nouvelles antennes.

Quid de l’environnement ?

L’un des autres enjeux autour du déploiement de la 5G est énergétique et écologique.
C’est par une émission ciblée vers les outils qui utilisent la 5Gbqu’on peut réduire de façon non négligeable les coûts énergétiques. Cette focalisation limite une surconsommation au développement de cette nouvelle génération.

Quand on passe un appel ou qu’on se connecte sur Internet avec son téléphone. L’appareil communique avec une antenne, elle-même connectée à un centre de calcul relié enfin au réseau de l’opérateur qui interagit avec les autres centres de calcul (les siens ou ceux d’autres opérateurs).
L’un des objectifs de la 5G est de déplacer les ordinateurs situés au pied des antennes à l’intérieur des centres de calcul, les avantages étant entre autres des économies d’énergie et une maintenance plus aisée.

Des scientifiques alertent les autorités sanitaires sur de déploiement de la 5G et demandent des études sérieuses effectuées par des organismes indépendants sur l’impact que pourraient avoir sur la santé l’exposition aux radiofréquences.
Il convient de préciser que le fait de densifier le réseau raccourcit la distance entre la source et la destination, ce qui permet de réduire l’irradiation de façon importante. Le fait d’avoir des cellules plus petites régularise l’énergie et la dose de rayonnement que l’on peut recevoir.

Les implications

Ce gain de temps dans le traitement des données et le développement de la connectivité inspireront certainement de nouveaux modes organisationnels, que ce soit dans l’entreprise, la ville, sur les routes, pour la médecine, l’enseignement…

Notre monde à l’image des télécommunications change très rapidement… A moins que cela ne soit le contraire.