La combinaison des télécommunications avec la prochaine génération des réseaux mobiles, l’industrie des technologies du numérique et les médias du futur, comme les réseaux sociaux, va s’accentuer en raison de l’utilisation croissante des métadonnées mobiles dans le monde.
Pour répondre aux attentes des usagers en matière des services intelligents, très hauts débits, nouveaux modes d’accès, extension de la couvertures radio et QoS, plusieurs opérateurs mobiles s’intéressent de près aux avantages de la cinquième génération des réseaux des télécommunications mobiles (5G), toujours en attente d’une normalisation par l’UIT (Union Internationale des Télécommunications).
L’opérateur américain Verizon qui n’est pas membre de l’organisation 4G Amériques à l’instar de ses concurrents américains T-Mobile, AT & T et Sprint qui en sont membres fondateurs, travaillait depuis plus de trois ans dans ses laboratoires sur des plateformes de test des composants destinés aux réseaux 5G et a entamé la démarche des drives tests sur le terrain depuis l’année 2016.
Ainsi, au moment où les abonnements LTE (4G) explosent dans le monde, notamment en Chine et aux Etats Unis, Verizon, pionnier de la 4G qui veut devenir également celui de la 5G, ne veut pas attendre la création d’une association 5G Amériques et enclenche alors les essais des concepts 5G, en coordination avec les fournisseurs des technologies réseau, Ericsson, Cisco Systems, Nokia Networks et Alcatel-Lucent, et les fabricants de composants électroniques Samsung, Intel et Qualcomm. Ces compagnies visent à adopter les recommandations portant sur l’emploi cohérent du spectre des fréquences et le choix de l’architecture réseau adéquate qui seront ensuite envoyées vers les instances internationales de normalisation afin de créer les normes utiles à la mise en œuvre la technologie mobile la plus rapide de l’histoire des télécommunications.
Selon une étude réalisée par le cabinet américain spécialisé dans l’information économique, IHS Markit, publiée en février 2017, la 5G pourrait avoir 12.000 milliards d’euros de retombées économiques dans le monde entre 2020 et 2035 et devrait permettre de créer 22 millions d’emplois.
Sur un plan théorique, les réseaux mobiles 5G seront capables de transférer 20 Gbps de données descendantes et 10 Gbps de débit montant, soit environ 100 fois plus rapide que la 4G. Quant au temps de latence, il devrait être inférieur à une milliseconde, contre 25 à 40 millisecondes pour la 4G. Cette nouvelle technologie mobile devrait offrir la plus forte capacité de données jamais échangée entre un terminal mobile et l’antenne émettrice, à l’intérieur d’une cellule.
Elle est estimée à 10 Tb/s par kilomètre carré. En clair, à l’intérieur d’un stade, 30.000 terminaux peuvent relayer en même temps un évènement sportif sur les réseaux sociaux à 50 Mbps. Ce qui va permettre d’envoyer beaucoup plus de données dans un court laps de temps et contribuer alors au développement de nombreuses applications mobiles personnalisées fonctionnant en temps réel et permettant, par exemple, aux professionnels de santé de vérifier à distance l’état de cicatrisation des patients, leur position géographique et leur activité physique, grâce à des bandages intelligents générant des données via des nano-capteurs.
Une architecture réseau unique
Les réseaux mobiles de la nouvelle génération comme ceux de la 5G utiliseront la technologie réseau LMDS (Local Multipoint Distribution System). C’est une technologie Wireless haut débit qui facilite l’association de plusieurs micros cellules à un déploiement massif de réseaux ultra- denses. Le risque d’apparition d’interférences est alors atténué grâce à la technique LMDS.
L’approche micro cellule est basée sur l’utilisation des points d’accès sans fil de faible puissance, afin d’optimiser le problème de la capacité réseau dans un immeuble administratif. Le transport de la voix, des données, de l’Internet et des services du streaming vidéo s’effectuera à un niveau du spectre non soumis à une licence d’exploitation, qui dépasse la frontière des 25 GHz.
En effet, il est attendu que pour certains services, les réseaux d’accès 5G utiliseront de bandes passantes contiguës très larges (des centaines de MHz jusqu’à plusieurs GHz). Pour des besoins de modulation, les valeurs des fréquences porteuses dépasseront le seuil minimal de 6 GHz. Le choix de l’ensemble des nouvelles bandes de fréquences pour de tels services remettra en cause le corpus réglementaire utilisé dans la gestion du spectre des fréquences de plusieurs pays.
Par ailleurs, la technologie mobile 5G n’est pas seulement une histoire d’adaptation du spectre des fréquences à la technologie de distribution. C’est aussi l’histoire d’architecture réseau puisqu’elle fonctionnera sous un réseau unique à travers lequel plusieurs de protocoles de communication seront interopérables avec ceux des réseaux existants. Pilotée par logiciel, la 5G englobera des fonctions réseaux opérant sous un système d’exploitation unifié dans plusieurs points de présence notamment ceux localisés à la périphérie du réseau mobile.
L’architecture 5G est basée sur le concept réseau mobile MC_CDMA-WLAN. Le nœud mobile (MN), la station de base (BS), à fonction de contrôle de paquet (PCF), le nœud des services des paquets des données (PDSN) qui fournit l’interface IP à Internet tournant uniquement sous IPv6, le point d’accès (AP) et la fonction de l’interfonctionnement des paquets des données (PDIF) sont les principaux composants de cette architecture. A cette panoplie de nouvelles technologies réseau s’ajoutent d’autres techniques émergentes comme les deux technologies d’Ericsson, SDN (Software Defined Networking) et NFV (Network Functions Virtualization).
