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5G

Nouvelles perspectives et nécessité d’une approche intégrée

10 MIN À LIRE

La technologie 5G permet des connexions Internet mobiles à des débits jusqu’à 100 fois supérieurs à ceux du standard 4G actuel. Lorsqu’il sera entièrement déployé, le réseau 5G sera capable de connecter en même temps des milliards d’appareils. Bien entendu, nous ne pouvons pas prédire à quels nouveaux services et applications cette nouvelle technologie bénéficiera le plus en premier. Nous pouvons cependant avoir la certitude qu’elle changera la donne et exigera la construction de réseaux fédérateurs en fibre optique.

Nous assistons aujourd’hui à une augmentation sans précédent de la demande de bande passante ultralarge, alimentée par tout un ensemble de facteurs liés à la 5G, tels que la commercialisation de nouveaux appareils mobiles et de nouvelles applications cloud. Les temps de latence réduits, indispensables au fonctionnement de véhicules autonomes et d’autres applications prioritaires, vont entraîner une hausse énorme du trafic de données qui imposera aux infrastructures de réseau des délais de traitement de données et de réaction les plus courts possibles. L’essor de l’Internet des objets (IDO), les réseaux « tout sur IP » convergents dans les bâtiments et la communication machine-machine contribueront également à accélérer cette tendance. Au cours de la prochaine décennie, et au-delà, la densification, le perfectionnement et le développement continu des infrastructures de communication mobile nécessaires au déploiement de nouvelles fonctionnalités 5G se feront parallèlement à l’avènement des trois grandes technologies qui forment le socle de la 5G : enhanced Mobile Broadband (eMBB), massive Internet of Things (mIoT) et mission critical Low Latency services (mcLLs).

Enhanced Mobile Broadband (eMBB) : cette technologie soutient l’augmentation des débits de transmission et de la capacité système des utilisateurs finaux. Elle offre une bande passante plus large et des améliorations des temps de latence modérées, tant sur les infrastructures 5G-NR (new radio) que 4G-LTE. Grâce à l’eMBB, il est possible d’augmenter la bande passante dans les zones à forte densité d’habitation ainsi que la couverture intérieure et extérieure dans les centres-villes et les bâtiments de plusieurs étages. Cette technologie sert de base au développement de nouvelles applications mobiles destinées à de nombreux secteurs industriels clés et aux particuliers, mais surtout aux entreprises disposées à investir.

Massive Internet of Things (mIoT) : le déploiement massif de l’Internet des objets (IDO), autrement dit l’intégration d’un nombre gigantesque de terminaux et de capteurs compatibles 5G, à prix avantageux et à basse consommation énergétique, aux réseaux mobiles imposera à ces derniers de répondre à une augmentation de la demande de couverture résultant de connexions simultanées des terminaux les plus divers par mètre carré. Les exigences de latence et de débit de ces objets connectés sont encore modérées actuellement, pourtant, c’est de la combinaison de l’IDO et de la 5G que viendra la prochaine révolution dans la gestion des flux de production et des process dans les grandes entreprises. De même, l’IDO et la 5G ouvriront une nouvelle ère dans la gestion des informations publiques et dans la mise à disposition de services publics modernes intelligents, écologiques et à haute efficience dans nos métropoles en constante hausse démographique, et serviront de base à la ville intelligente.

Mission critical Low Latency services (mcLLs) (applications prioritaires à faible latence) : il s’agit d’applications dans lesquelles la perte de la connexion réseau ou un temps de réaction trop long lors du transfert de données peut avoir des conséquences catastrophiques. Ces applications exigent des normes de sécurité accrues, une couverture disponible à 100% et une qualité de communication extrêmement fiable, avec des temps de latence très courts. Elles sont mises en œuvre, par exemple, dans les véhicules autonomes, en téléchirurgie ou dans les services d’exploitation et de maintenance de réseaux électriques nationaux.

Réalisation d’un réseau fédérateur optique

Ces trois technologies seront rendues possibles et soutenues par la technologie 5G, dont le déploiement demandera cependant davantage que de rééquiper l’infrastructure de réseaux mobiles « sans fil » existante. Alors que l’évolution de la 2G à la 3G, puis de la 3G à la 4G et à LTE, s’est faite progressivement, sans changement majeur de la technologie du réseau fédérateur de transmission de données, il en va tout autrement du passage à la 5G. En effet, les modifications à apporter à l’architecture réseau sont techniquement beaucoup plus complexes. Le déploiement des nouvelles technologies 5G s’accompagnera de l’introduction de nouvelles fréquences ainsi que d’équipements actifs et d’antennes supplémentaires, exigeant la densification du réseau par la centralisation de composants actifs et l’exploitation en parallèle des standards 2G, 3G, 4G/LTE et de nouveaux appareils 5G sur des fréquences différentes, avec des fonctionnalités et des applications différentes.

Ainsi, le raccordement de stations de base 5G par liaisons radio numériques à ondes courtes existantes ne suffira pas pour soutenir l’ensemble des services liés à la 5G. Les nouveaux sites cellulaires 5G généreront d’énormes volumes de données supplémentaires, dont la transmission demandera une bande passante plus large et une vitesse accrue. La technologie actuelle de réseau fédérateur est en grande partie incapable de gérer de tels volumes et ne pourra pas offrir une vitesse de transmission suffisante. Les nouveaux sites cellulaires 5G devront par conséquent être intégrés à un nouveau réseau fédérateur en fibre optique. Autrement dit, les stations de base 5G devront être reliées directement au réseau fibre par une solution FTTA (Fiber to the Antenna). Par ailleurs, s’agissant des applications prioritaires, les spécifications de la 5G fixent le temps de latence maximal à moins de 10 millisecondes. Par conséquent, il faudra à l’avenir des voies de transmission les plus courtes possibles jusqu’au prochain centre de calcul en périphérie et un réseau fibre moderne, densément maillé, à haut taux de disponibilité.

Les opérateurs de réseaux vont rééquiper leurs réseaux de communication mobile en technologie 5G par étapes. Pour ce faire, ils seront contraints de recourir aux ressources d’autres réseaux fibre existants, p. ex. aux réseaux fibre d’autres opérateurs dans les domaines du réseau fixe, de la fibre optique jusqu’au domicile (FTTH) ou de la télévision par le câble (CATV). En outre, de nouveaux opérateurs de réseaux fibre – les « neutral hosts » – prennent pied dans ce segment de marché, avec des capacités et bandes passantes supplémentaires. Intégrer ces nouveaux acteurs et collaborer avec eux, de la planification à la réalisation, est une composante nouvelle, parfois complexe, mais absolument nécessaire pour rendre possible le déploiement de la 5G, notamment dans les grandes villes et les zones industrielles en périphérie urbaine, où les entreprises de recherche et de production, tributaires des services 5G, constituent un segment lucratif pour les opérateurs de téléphonie mobile.

Le lancement de la 5G sur des réseaux mobiles locaux et nationaux existants demandera aussi le rééquipement de sites cellulaires 4G/LTE, dont la plupart sont des macrocellules, et d’un grand nombre de composants de réseau centraux. Afin d’améliorer la couverture radioélectrique et de rapprocher les bornes des utilisateurs finaux, les opérateurs créent davantage de microcellules. Dans les zones urbaines, les réseaux 5G ont besoin de cinq à sept fois plus de microcellules que de macrocellules. Étant en général plus compacts et offrant une meilleure efficacité énergétique que ceux des macrocellules, les antennes et les composants actifs utilisés dans les microcellules peuvent être installés, par exemple, sur des lampadaires, des arrêts de bus ou des panneaux publicitaires numériques. En raison du nombre important de sites à aménager, cette infrastructure de microcellules doit à la fois être très simple et rapide à installer et son prix, attrayant. La prise en compte de tous ces facteurs requiert un savoir spécifique et, en définitive, des solutions individuelles en fonction du type de site.

Les opérateurs traditionnels de réseaux mobiles, fournisseurs de services point à point et les opérateurs publics de télécommunication ont plusieurs décennies d’expérience dans le domaine de l’architecture réseau et de la construction d’infrastructures. Or, de nouveaux acteurs arrivent actuellement sur le marché, comme les hébergeurs d’équipements télécoms (tower companies). Leur émergence a été déclenchée par les opérateurs de téléphonie mobile, qui leur ont vendu leurs sites pour ensuite les prendre en location et ainsi dégager des fonds pour de nouveaux investissements, par exemple dans la technologie ou l’achat de fréquences 5G. Ces hébergeurs exploitent aujourd’hui tant d’anciens sites 3G/4G/LTE que de nouveaux sites 5G pour le compte d’opérateurs de téléphonie mobile, même s’ils n’ont encore qu’une expérience limitée de l’exploitation de ce genre d’infrastructure et de son évolution future. Quelques-uns de ces nouveaux acteurs, en plus de sites de téléphonie mobile, acquièrent des réseaux fibre entiers ou des capacités de tiers, évoluant du statut d’hébergeur à celui d’opérateur neutre, ou « neutral host », pour pouvoir ainsi offrir d’un seul tenant l’infrastructure de sites de téléphonie mobile 5G et la connexion fibre vers le réseau d’infrastructure (core network) aux opérateurs de téléphonie mobile.

Nouveaux venus sur le marché, les hébergeurs recherchent des composants et des technologies d’infrastructure sur mesure, à coût optimisé, mais en même temps les plus modulaires et banalisés possibles, tant pour la construction de nouveaux sites macrocellulaires que pour l’intégration de sites microcellulaires.

Réseaux pour villes intelligentes

D’après des études réalisées par le cabinet d’audit Deloitte, les opérateurs réseaux ne pourront pas répondre à l’augmentation prévue du volume de trafic de données sans installations fibre supplémentaires pénétrant davantage jusqu’au cœur des grands centres urbains. Les réseaux fibre de ville intelligente et la 5G exigent de nouvelles capacités et une nouvelle approche d’extension du réseau local vers la 5G, recourant, entre autres, à des concepts fibre et d’alimentation électrique, des systèmes de câblage, des coffrets et à une connectique ultramodernes. Les composants nécessaires optimisés pour les sites microcellulaires en ville devraient être développés en collaboration avec des constructeurs expérimentés de mobilier urbain et des fournisseurs de solutions dans les domaines de la connectique cuivre et fibre, de la propagation radioélectrique et de la gestion des capacités fibre. Les contraintes de lieu spécifiques jouent à cet égard un grand rôle, notamment en raison de réglementations régionales et communales.

Experts pour le déploiement

Tant aux nouveaux prestataires de services qu’aux opérateurs historiques de téléphonie mobile et fixe, la technologie 5G ouvre des perspectives inédites de conquête de nouveaux marchés. Pour tirer le meilleur parti de la 5G, ces acteurs doivent cependant appliquer une approche globale de la planification et de la réalisation de leurs projets.

Le savoir spécialisé en matière de composants techniques utilisés d’un bout à l’autre du réseau, notamment et spécialement de câblage optique, ne cesse de gagner en importance. Les réseaux 5G pouvant être d’une grande complexité, les opérateurs devraient se préoccuper très tôt de s’assurer un soutien professionnel pour leurs projets 5G, afin d’éviter tout problème de surspécification, de coûts excessifs ou de manque de flexibilité sur le long terme, et d’exploiter ainsi de manière optimale les perspectives d’affaires qu’offre la 5G. Le recours à des partenaires compétents pour la conception, l’installation et l’intégration des infrastructures est indispensable afin que l’opérateur du réseau et les prestataires de services puissent externaliser ces missions de manière ciblée et se concentrer sur leur cœur de métier, à savoir une exploitation moderne du réseau et la mise à disposition de nouveaux contenus et services de données complexes.

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