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Réseau 5G : Voici tout ce que vous devez savoir pour suivre

Près de 10 ans se sont écoulés, mais la 5G est enfin en train de devenir une réalité. Les transporteurs ont commencé à déployer la 5G fixe dans certaines villes en 2018, et la 5G mobile commencera à faire son apparition dans des villes des États-Unis en 2019.

Alors, qu’est-ce que la 5G et quels changements pouvez-vous attendre une fois qu’elle sera largement disponible? Voici tout ce que vous devez savoir.

QU’EST-CE QUE LA 5G ?

La 5G est la cinquième génération de communications mobiles cellulaires. Il remplacera finalement 4G LTE pour fournir un service plus rapide et plus fiable avec une latence plus faible. Mais qui décide à quoi ressemblera la 5G?

L’Union internationale des télécommunications (UIT) est une institution spécialisée des Nations Unies qui élabore des normes techniques pour les technologies de communication et définit les règles d’utilisation du spectre radioélectrique et de l’interopérabilité des télécommunications. En 2012, l’UIT a créé un programme intitulé «IMT pour 2020 et au-delà» (IMT-2020) visant à rechercher et à définir des spécifications minimales pour la 5G. Après des années de travail, l’agence a créé un rapport préliminaire avec 13 exigences minimales pour la 5G en 2017.

Une fois que l’UIT a défini les exigences minimales pour la 5G, le groupe de partenariat de troisième génération (3GPP), une collaboration d’organisations de normalisation des télécommunications, a commencé à élaborer des normes pour la 5G. En décembre 2017, le 3GPP a achevé ses spécifications non autonomes (NSA) et en juin 2018, il a donné suite à ses spécifications autonomes (SA).
Les normes NSA et SA partagent les mêmes spécifications, mais la NSA utilise les réseaux LTE existants pour le déploiement, tandis que SA utilisera un réseau central de nouvelle génération. Les opérateurs commencent avec la spécification NSA, ce qui signifie que vous utiliserez la 4G LTE dans un environnement non 5G.

Les normes définies par le 3GPP correspondent étroitement aux objectifs de performance IMT-2020 et sont assez complexes, mais voici un aperçu général:

Débit de données de pointe: La 5G offrira des vitesses de transmission de données considérablement plus rapides. Les débits de données de pointe peuvent atteindre une liaison descendante de 20 Gbps et une liaison montante de 10 Gbps par station de base mobile. Notez que ce n’est pas la vitesse que vous avez connue avec la 5G (à moins que vous n’ayez une connexion dédiée), c’est la vitesse partagée par tous les utilisateurs de la cellule.

Vitesse réelle: bien que les débits de données de pointe de la 5G soient assez impressionnants, les vitesses réelles ne seront pas les mêmes. La spécification appelle des vitesses de téléchargement utilisateur de 100 Mbps et des vitesses de téléchargement de 50 Mbps.

Latence: la latence, le temps qu’il faut au transport de données pour passer d’un point à un autre, devrait être de 4 millisecondes dans des circonstances idéales, et d’une milliseconde pour URLLC.

Efficacité: les interfaces radio doivent être écoénergétiques lors de leur utilisation et passer en mode basse consommation lorsqu’elles ne sont pas utilisées. Idéalement, une radio devrait pouvoir basculer dans un état de faible énergie en 10 millisecondes lorsqu’elle n’est plus utilisée.

Efficacité spectrale: L’efficacité spectrale est «l’utilisation optimisée du spectre ou de la bande passante de sorte que le maximum de données puisse être transmis avec le moins d’erreurs de transmission». La 5G devrait avoir une efficacité spectrale légèrement améliorée par rapport à la technologie LTE, avec une liaison descendante à 30bits / Hz, et liaison montante 15 bits / Hz.

Mobilité: Avec la 5G, les stations de base doivent supporter les mouvements de 0 à 310 mph. Cela signifie essentiellement que la station de base doit fonctionner avec une gamme de mouvements d’antenne, même dans un train à grande vitesse. Bien que cela se fasse facilement sur les réseaux LTE, une telle mobilité peut poser problème sur les nouveaux réseaux à ondes millimétriques.
Densité de connexion: La 5G devrait pouvoir prendre en charge beaucoup plus d’appareils connectés que le LTE. La norme stipule que la 5G devrait prendre en charge 1 million d’appareils connectés par kilomètre carré. C’est un chiffre énorme, qui prend en compte la multitude d’appareils qui alimenteront l’Internet des objets (IoT).

COMMENT FONCTIONNE LA 5G

Maintenant que nous savons ce qu’est la 5G, c’est une bonne idée de comprendre comment elle fonctionne car elle est différente de la 4G LTE traditionnelle. Des bandes de spectre aux petites cellules, voici tout ce que vous devez savoir sur le fonctionnement interne de la 5G.

Contrairement au LTE, la 5G fonctionne sur trois bandes de spectre différentes. Bien que cela ne semble pas important, cela aura un effet considérable sur votre utilisation quotidienne.

Le spectre à bande basse peut également être décrit comme un spectre inférieur à 1 GHz. C’est principalement la bande de spectre utilisée par les entreprises de télécommunication aux États-Unis pour le LTE et elle s’épuise rapidement. Bien que le spectre à bande basse offre une grande couverture et pénétration, il présente un gros inconvénient: les vitesses de pointe des données atteindront environ 100 Mbits / s.

T-Mobile est l’acteur clé en matière de spectre à bande basse. L’opérateur a capturé une quantité massive de spectre de 600 MHz lors d’une enchère FCC en 2017 et développe rapidement son réseau national 5G.

Le spectre de bande moyenne fournit une couverture plus rapide et une latence supérieure à celle que vous trouverez sur la bande inférieure. Cependant, il ne parvient pas à pénétrer dans les bâtiments ni dans le spectre à bande basse. Attendez-vous à des vitesses de pointe pouvant atteindre 1 Gbps sur le spectre de bande moyenne.

Sprint a la majorité du spectre inutilisé de la bande médiane aux États-Unis. La société de télécommunications utilise Massive MIMO pour améliorer la pénétration et la zone de couverture de la bande médiane.

Massive MIMO regroupe plusieurs antennes sur un seul boîtier et crée, sur une seule tour de cellule, plusieurs faisceaux simultanés destinés à différents utilisateurs. Sprint utilisera également Beamforming pour améliorer le service 5G sur la bande moyenne. Beamforming envoie un signal unique à chaque utilisateur de la cellule et les systèmes qui l’utilisent contrôlent chaque utilisateur pour s’assurer de la cohérence du signal.

Le spectre à large bande est ce à quoi la plupart des gens pensent lorsqu’ils pensent à la 5G. Il est souvent appelé mmWave. Le spectre à bande haute peut offrir des vitesses de pointe allant jusqu’à 10 Gbps et une latence très faible. L’inconvénient majeur de la bande haute est qu’elle a une zone de couverture faible et que la pénétration des bâtiments est faible.

AT & T et Verizon se lancent tous deux sur le spectre haute bande. La couverture 5G des deux opérateurs s’associera au LTE pendant qu’ils s’emploieront à développer des réseaux nationaux. Dans la mesure où le spectre à large bande permet d’échanger les zones de pénétration et les zones d’utilisation contre les zones à grande vitesse et de couverture, ils dépendent de petites cellules.

Les petites cellules sont des stations de base de faible puissance couvrant de petites zones géographiques. Avec les petites cellules, les supports utilisant mmWave pour 5G peuvent améliorer la zone de couverture globale. Associés à Beamforming, les petites cellules peuvent fournir une couverture extrêmement rapide avec une faible latence.

CAS D’UTILISATION 5G

Haut débit amélioré

Le passage à la 5G changera sans aucun doute notre interaction quotidienne avec la technologie, mais son objectif est également sérieux. C’est une nécessité absolue si nous voulons continuer à utiliser le haut débit mobile.

Les opérateurs sont à court de capacité LTE dans de nombreuses grandes régions métropolitaines. Dans certaines villes, les utilisateurs connaissent déjà des ralentissements pendant les périodes de pointe de la journée. La 5G ajoute d’énormes quantités de spectre dans des bandes qui n’ont pas été utilisées pour le trafic commercial à large bande.

Véhicules autonomes

Attendez-vous à voir les véhicules autonomes monter au même rythme que la 5G est déployée aux États-Unis. À l’avenir, votre véhicule communiquera avec les autres véhicules sur la route, fournira des informations à d’autres voitures sur les conditions de la route et fournira des informations sur les performances aux conducteurs et aux constructeurs automobiles. Si une voiture freine rapidement devant vous, la vôtre peut l’informer immédiatement et freiner préventivement, évitant ainsi une collision.

Sécurité publique et infrastructure

La 5G permettra aux villes et autres municipalités de fonctionner plus efficacement. Les entreprises de services publics pourront facilement suivre l’utilisation à distance, les capteurs peuvent avertir les services des travaux publics lorsque les drains sont inondés ou les réverbères éteints, et les municipalités pourront installer des caméras de surveillance rapidement et à moindre coût.

Contrôle de périphérique à distance

Étant donné que la latence de la 5G est remarquablement basse, le contrôle à distance des machines lourdes deviendra une réalité. Bien que l’objectif principal soit de réduire les risques dans les environnements dangereux, cela permettra également à des techniciens dotés de compétences spécialisées de contrôler des machines de n’importe où dans le monde.

Soins de santé

La composante de communication ultra-fiable à faible temps de latence (URLLC) de la 5G modifiera fondamentalement les soins de santé. Dans la mesure où URLLC réduit encore plus la latence 5G que ce que vous verrez avec le haut débit mobile amélioré, de nouvelles possibilités s’offrent à vous. Attendez-vous à voir des améliorations dans la télémédecine, la récupération à distance et la thérapie physique via RA, la chirurgie de précision et même la chirurgie à distance dans les années à venir.

Rappelez-vous les communications massives de type machine? Le CTMI jouera également un rôle clé dans les soins de santé. Les hôpitaux peuvent créer d’énormes réseaux de capteurs pour surveiller les patients, les médecins peuvent prescrire des pilules intelligentes pour surveiller la conformité et les assureurs peuvent même surveiller les abonnés pour déterminer les traitements et les processus appropriés.

IoT

L’un des aspects les plus passionnants et cruciaux de la 5G est son effet sur l’internet des objets. Nous disposons actuellement de capteurs capables de communiquer entre eux, mais ils nécessitent généralement beaucoup de ressources et épuisent rapidement la capacité de données LTE.

Avec des vitesses 5G et de faibles latences, l’IdO sera alimenté par des communications entre capteurs et appareils intelligents (ici encore le mMTC). Comparés aux appareils intelligents actuels sur le marché, les appareils mMTC nécessiteront moins de ressources, car un grand nombre de ces appareils peuvent se connecter à une station de base unique, ce qui les rend beaucoup plus efficaces.

Quand verrons-nous la 5G?

Alors, quand devriez-vous vous attendre à voir la 5G dans votre quartier? Il est un peu plus difficile de répondre à cette question que ce à quoi vous vous attendiez. Tous les grands transporteurs américains travaillent d’arrache-pied à la construction de réseaux 5G, mais leur déploiement dans tout le pays prendra néanmoins plusieurs années.

Il convient également de noter que chaque opérateur a une stratégie de déploiement 5G différente. Cela signifie que votre expérience 5G peut varier considérablement en fonction de votre opérateur. Voici tous les détails dont nous disposons actuellement concernant les plans de déploiement de chaque transporteur. Si vous recherchez spécifiquement des téléphones, consultez notre guide des téléphones 5G à venir (et déjà ici!).

Dans sa quête du premier transporteur à offrir la 5G, Verizon a commencé à offrir la 5G fixe pré-standard dans les foyers en octobre 2018. Le service 5G fixe de Verizon est actuellement disponible dans certaines parties de Houston, Indianapolis, Los Angeles et Sacramento.

Le plus grand opérateur américain envisage de déployer la 5G mobile basée sur des normes en 2019; il déploie la 5G sur un spectre de fréquences plus élevé appelé mmWave (28-39 GHz). Cela signifie que si la 5G de Verizon offrira des vitesses incroyablement rapides, le cas échéant, elle profitera de son spectre LTE pour les années à venir.

En ce qui concerne le matériel, Verizon a déjà annoncé deux périphériques mobiles 5G. En décembre 2018, Samsung et Verizon ont annoncé leur intention de lancer un téléphone 5G au premier semestre 2019. Le transporteur a également annoncé le lancement d’un Moto Mod 5G pour le Moto Z3 dans les prochains mois. Et nous ne pouvons pas oublier le hotspot Inseego Mi-Fi 5G, doté d’une puce Qualcomm Snapdragon 855, qui est prévue pour 2019.

 

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