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Qu’est-ce qu’un réseau 5G ?

La 5G fait couler beaucoup d’encre, que cela soit de la part de ceux qui l’attendent impatiemment, ou bien de ceux qui redoutent sa mise ne place effective. On peut tout lire à propos de la 5G, des vérités techniques, mais aussi pas mal de bêtises ésotériques, mais, est-ce que tout le monde sait bien ce qu’est un réseau 5G ?

Avant de se faire un avis sur l’utilité, l’innocuité, et les performances de ce réseau, peut-être vaut-il mieux avoir quelques notions.

Le réseau 5G est la dernière norme du réseau mobile, c’est donc le réseau qui succédera à la 4G. Déjà déployé, en partie, dans certains pays, la 5G n’est qu’en test en France, et le déploiement effectif auprès du grand public devait commencer courant 2020. Il est certain que cela risque de prendre un peu de retard vu la situation actuelle, mais les opérateurs, n’ont, pour le moment, pas parlé d’abandon pour cette année. La 5G fait beaucoup parler d’elle, probablement encore plus que la 4G en son temps, et cela semble normal puisqu’outre le bond technologique qu’elle représente, la 5G va également proposer des débits qui permettront de nouveaux usages.

La 5G, c’est quoi ?

Il n’est pas nécessaire d’être un grand ingénieur pour comprendre, que comme son nom l’indique, et comme nous venons de le dire, la 5G est la 5ème Génération du réseau de communication mobile dont nous nous servons, le plus souvent, avec nos téléphones. C’est donc le réseau qui succédera à la 4G.

Pour faire simple et pour ne pas multiplier les chiffres, sachez simplement que sur le papier, cette nouvelle norme promet un débit multiplié par 10 et une latence divisée par le même facteur par rapport à la 4G. Ce sont des chiffres importants à comprendre car ce sont eux qui permettront de nouveaux usages, et c’est dans ces valeurs que réside le bond technologique.

C’est un peu la même chose que de passer d’une très bonne connexion internet en VDSL 2 + à une connexion fibre au top de ces capacités. Imaginons que vous possédiez une connexion VDSL 2+ donc à 100 mbps, avec un ping de 10 ms. Puis vous passez à la fibre et vous avez un débit de 1000 mbps et un ping de 1 ms. Cela représente la même chose que de passer de la 4G à la 5G. J’espère que cet exemple est plus parlant.

En plus d’un meilleur débit et d’une latence plus faible, une autre promesse qui est faite est de pouvoir connecter, infiniment plus d’appareils au réseau mobile. C’est vers cela que le futur des communications sans fil semble tendre, plus d’appareils connectés, mais aussi, grâce aux meilleures performances de la 5G, des appareils différents. Déjà, certaines personnes ont un meilleur débit en 4G que via leur box, et donc utilisent la 4G pour toutes leurs communications. En 5G cet usage devrait grandement s’étendre !

Les maisons deviennent de plus en plus connectées, dans certains pays, des robots distribuent du gel hydroalcoolique aux passants, ou bien aident à la circulation, les voitures tendent à devenir de plus en plus autonomes, on se sert de plus en plus de son Smartphone ou de sa tablette comme d’un réel ordinateur… bref, les années qui viennent vont nécessiter un réseau mobile plus rapide pour la vie numérique journalière d’énormément d’utilisateurs à travers le monde.

La 5G, comment ça marche ?

Bon, déjà il faut savoir qu’on parle de 5G pour que cela reste simple et vendeur, mais qu’en réalité se terme désigne plusieurs réseaux différents, utilisant des technologies différentes.

Je vais essayer de faire simple, premièrement, la 5G va réutiliser la 4G, oui c’est contre intuitif, mais c’est la réalité. Sous le terme 5G, une partie de la technologie est une upgrade de la 4G. C’est-à-dire, si vous possédez du matériel compatible, un smartphone 5G par exemple, il sera possible de se connecter en 5G sur la même antenne physique sur laquelle vous étiez auparavant connecté en 4G. Cette partie de la 5G est pensée pour les terminaux qui seront assez éloignés des antennes, c’est ce que l’on nomme la 5G Low band (ou DSS). Comme nous allons le voir, malheureusement, la 5G au sens où beaucoup l’entendent, c’est-à-dire la 5G « pure » ne porte pas très loin, et une mise à jour de la 4G était donc nécessaire. En 5G Low Band, vous n’aurez donc pas le maximum du débit que promet la 5G, mais ce débit sera supérieur à la 4G actuelle.

Ensuite, la « vraie » 5G elle se divise en deux groupes de fréquences.

Une bande de fréquences qui sera disponible près des antennes, que l’on appelle la 5G Millimétrique, ce réseau sera le plus puissant mais aura une courte portée et une faible capacité de franchissement des obstacles.

Et une autre bande, que l’on appelle la Sub-6 (5G Sub-6 ou 5G mi-band) qui offrira un compromis en termes de débit et de couverture entre la 5G millimétrique, et la 5G Low band.

Un autre apport de la 5G est l’apparition d’une technologie que nous connaissons bien dans le monde des réseaux WiFi, le MIMO. MIMO signifie Multiple Inputs, Multiple Outputs. Cette technologie, permettra aux antennes de traiter les requêtes de bien plus d’appareils en même temps, ce qui contribue à de meilleurs débits et à une plus faible latence.

Des ondes millimétriques ?

Quand on parle de la 5G c’est tout de suite à ça qu’on pense, aux ondes millimétriques, car c’est la plus grosse nouveauté de la norme, une nouvelle bande de fréquences.

Une onde peut être exprimée en Hz, comme dans le WiFi par exemple ou par sa longueur. Quand on s’exprime en Hz, plus sa fréquence est basse, est plus l’onde peut porter loin, mais moins elle transportera de données. Par exemple, un réseau WiFi en 2.4 GHz porte loin mais transporte « moins » de données qu’un réseau 5GHz, qui lui porte moins loin mais transporte plus de données. En d’autres termes, le réseau WiFi en 2.4 GHz offre moins de débit, mais avec une plus grande couverture, alors que le réseau 5 GHz offre plus de débit mais moins de portée.

Si on parle plutôt en longueur d’onde, plus la longueur est grande et plus l’onde porte loin mais moins elle transporte de données. Actuellement les ondes utilisées pour le réseau mobile sont des ondes en mètres voir en kilomètres. Les ondes millimétriques ont des longueurs d’ondes de l’ordre du millimètre, elles portent donc très peu loin mais peuvent transmettre énormément de données.

Ce qu’il faut comprendre c’est qu’une longueur d’onde est la distance que parcoure une onde sur une oscillation. Plus cette longueur est petite, et plus il y a d’oscillations sur une même distance que parcours l’onde. Avec une onde de longueur 1 mètre, sur un mètre, l’onde fait une oscillation, avec une onde de longueur 1 mm, sur un mètre, l’onde fait 1000 oscillations.

Les ondes millimétriques sont donc des ondes à haute fréquences, des ondes qui peuvent donc « porter » beaucoup de données, des ondes offrant donc un fort débit.

C’est déployer quand ?

Ce qu’il faut comprendre c’est que la mise en place d’une nouvelle norme de communication mobile demande de très gros investissements financiers, c’est pour ça que chaque nouvelle norme mets des années à se déployer sur le territoire, et que les zones à très faible densité de population ne sont reliées que tardivement, et généralement car les opérateurs y sont obligés par l’Etat. Par exemple, ne riez pas, dans mon village de 2500 habitants, à 100 km de Lyon, nous avons une antenne 4G depuis 6 mois…

D’autres pays ont déjà commencé le déploiement de la 5G, comme la Corée du Sud, la Chine ou les Etats-Unis. Le gros de ces déploiements est basé sur la 5G sub-6 c’est-à-dire que nous en sommes pas encore au plein potentiel de débit, mais c’est moins onéreux de commencer comme ça car les opérateurs peuvent s’appuyer sur les antennes 4G déjà existantes.

Pour le moment, en France, les bandes de fréquences ont été attribuées aux différents opérateurs, pour la partie comprise en 3.4 et 3.8 GHz, le reste des fréquences sera pour plus tard. Donc les fréquences déjà distribuées, devaient permettre de pouvoir commencer un déploiement en sub-6 dès le mois de juillet.

Entre, les retards induit par l’épidémie de COVID-19, et les illuminés qui brulent des antennes 4G, je ne sais pas à l’heure actuelle si les opérateurs de téléphonie français ont revu leur calendrier ou non.

En France, les bandes qui vont être utilisées par la 5g sont, celles de la 4G LTE qui vont être réutilisées, comme nous l’expliquions, et la bande n78 (3.5 GHz) ainsi que la bande n258 (26 GHz). Si vous avez suivi, vous comprenez donc que la bande n78 sera utilisée pour 5G mid-band et pour une partie de la 5G Low Band, alors que la bande n258 sera elle utilisée pour la 5G micrométrique.

Donc si vous achetez un smartphone 5G à l’étranger, il faudra vérifier qu’il est compatible, en plus des bandes traditionnelles de la 4G LTE française, avec la n78 et la n258.

Il y a d’ailleurs déjà pas mal d’appareils, que ce soit des smartphones ou non qui sont compatibles avec la 5G. J’ai déjà, à titre personnel, un smartphone compatible avec la bande n78, comme beaucoup d’autres utilisateurs en France qui ont acheté un Smartphone « Haut de gamme » récemment. Bon, pour le moment, ça ne sert pas à grand-chose sauf si vous habitez dans une ville où la 5G est en test. Pour faire simple, tous les smartphones ayant un processeur Snapdragon 865 ou 765 sont déjà compatibles. Des ordinateurs portables, plutôt réservés au monde professionnel sont également déjà compatibles, ainsi que des routeurs 5G qui vous permettront d’utiliser les débits de la 5G chez vous.

Tout ça c’est bien beau, mais on peut s’attendre à quoi ?

Bon c’est vrai, on parle un peu de technique, mais nous n’avons pas encore abordé ce qui doit surement vous intéresser le plus, par exemple, à quels débits peut-on s’attendre ?

En laboratoire, des tests ont permis d’atteindre des débits de 20 Gbits/s, c’est-à-dire 20 fois plus important que ce que permet de transporter un câble ethernet… Dit différemment, 20 Mbits cela correspond à 2.5 Go par seconde. C’est totalement démesuré !

Mais ce sont des débits mesurés en laboratoire, et sur bande millimétrique. Et d’une, nous ne verrons pas apparaitre les ondes millimétriques tout de suite, mais en plus de ça, je ne pense pas que les opérateurs nous laisseront disposer d’un débit si élevé. Pour le moment, il est assez prudent de penser que dans un premier temps, nous atteindrons des débits de l’ordre de 100 Mbps, puis une fois les antennes millimétriques déployées, surement quelque chose comme 1 ou 2 Gbits. Ce qui est déjà particulièrement intéressant, mais il est difficile de savoir ce que les opérateurs ont prévu exactement.

Nous l’avons dit au début de l’article, les intérêts de la 5G sont un meilleur débit, mais aussi une meilleure gestion des appareils connectés en même temps et une latence bien plus faible. C’est l’addition de ces trois facteurs qui va permettre de nouveaux usages du réseau mobile.

Avec un plus grand débit, les sites de streaming vont pouvoir offrir des vidéos avec une plus grande définition, et la 5G devrait permettre l’émergence, de fait, de la 8K. Et même du multistream en 8K. C’est-à-dire que vous pourrez regarder un film en 8k dans votre salon pendant que votre ado à l’étage regarde lui une série dans la même définition.

La très faible latence, devrait elle permettre l’amélioration de quelque chose qui existe déjà, le cloud gaming. Kesako ? Le cloud gaming est le fait de pouvoir jouer à un jeu vidéo, à peu près sur n’importe quel écran. Je m’explique. Avec le cloud gaming, vous pouvez jouer au dernier Call Of Duty, sur votre smartphone. Tout simplement car le jeu n’est pas exécuté sur votre smartphone, mais sur un serveur. Le flux vidéo généré par le jeu est ensuite envoyé à votre téléphone. Cette technologie existe déjà, mais son principal problème est le temps de latence entre vos actions sur le smartphone (pour garder cet exemple) et la réponse du serveur sur lequel vous jouer réellement. La 5G va totalement révolutionner ce secteur.

De manière plus large, les gros débits et la faible latence vont fortement simplifier tous les usages d’applications devant tourner en temps réel. Par exemple le pilotage de certains appareils à distance, mais également, un exemple qui revient souvent, la télé médecine.

Ainsi, il est possible techniquement qu’un chirurgien, situé à New York, puisse vous opérer dans votre hôpital local via l’intermédiaire d’un robot chirurgien connecté en 5G. Des tests ont déjà prouvé la faisabilité de la chose.

La possibilité de connecter bien plus d’appareils va aussi entrainer, probablement, l’émergence des objets connectés sur le domaine public. On parle par exemple, de panneaux publicitaires connectés capable de reconnaitre une personne, ou au moins son sexe et son âge. Je suis bien d’accord, que ce n’est pas forcément l’usage de la 5G que nous attendons le plus…

La 5G va donc rendre possible toutes les technos balbutiantes, certaines utiles et attendues, d’autres un peu moins désirables, il faut donc espérer que ces technologies seront modérées comme il se doit, surement par la CNIL en France. Mais quel plaisir cela va être de pouvoir suivre le flux vidéo de vos caméras de surveillance sans coupure quand vous êtes au boulot, ou de télécharger un film en 1 seconde, ou de jouer au dernier jeu triple A sur votre tablette dans les transports.

La 5G, comme beaucoup de nouvelles technologies fait un peu peur à certains car cela est pour le moment un peu mystérieux, mais la 5G va permettre de grandes choses, et dans quelques années cette nouvelle norme aura probablement mis tout le monde d’accord.

  • Updated mai 27, 2020
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