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Comprendre la 5G

Les technologies au cœur des réseaux mobiles ont beaucoup évolué depuis l'apparition de la première génération il y a quelques décennies. Aujourd'hui, la cinquième génération, abrégée en « 5G », doit permettre de transmettre les données de manière encore plus fiable et rapide.

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Qu'est-ce que la 5G ?

La 5G fait référence à la cinquième génération de réseaux mobiles, conçus pour renforcer les réseaux cellulaires LTE 4G actuels, voire les remplacer complètement. Chaque génération est définie par plusieurs facteurs, tels que les technologies utilisées, le délai entre l'envoi et la réception d'un signal (la latence) et la vitesse de transmission des données du réseau vers des appareils mobiles. Les réseaux 5G doivent offrir des débits de transmission allant jusqu'à 10 Gb/s. Le service 5G doit également réduire considérablement la latence et étendre la couverture aux zones isolées. 

Cependant, la 5G n'en est encore qu'au stade de projet dans la plupart des cas, car l'infrastructure nécessaire à son exploitation n'a été déployée que dans un faible nombre de régions. La Corée du Sud a déjà déployé la 5G au niveau national, et le Japon envisage de le faire avant d'organiser les prochains Jeux olympiques sur son territoire. La FCC (Commission fédérale des communications) des États-Unis, d'autres pays tels que l'Australie, la Chine ainsi que l'Europe, collaborent avec les prestataires de services régionaux pour étendre la couverture de la 5G.

Fonctionnement de la 5G

Les réseaux 5G s'appuient sur des technologies complexes. Les réseaux actuels reposent sur de grandes antennes-relais puissantes qui envoient des signaux basse fréquence (sous 6 GHz) sur de longues distances. Ces basses fréquences radio ne peuvent cependant pas transmettre les données assez rapidement pour permettre au service 5G d'atteindre les débits élevés annoncés. 

Et comme le nombre d'appareils connectés augmente également, d'autres ralentissements sont à prévoir. C'est pourquoi de nouvelles technologies vont devoir être déployées.

Ondes millimétriques (Ondes mm)

Ces ondes à très hautes fréquences (de 20 à 100 GHz) permettent de transmettre des signaux à des vitesses incroyablement élevées. Cependant, ces hautes fréquences à grande vitesse ne peuvent voyager que sur de courtes distances, sont très directives et ne peuvent pas traverser les murs. Les moyennes et basses fréquences sont généralement utilisées pour contourner ces obstacles. Toutefois, avec l'installation de nœuds d'ondes millimétriques sans obstacle entre eux, des ondes à très hautes fréquences peuvent sauter d'un point à un autre tout en fournissant une couverture sans fil 5G étendue avec une latence réduite.

Formation de faisceaux

Les antennes-relais diffusent leurs signaux dans toutes les directions, ce qui peut potentiellement créer des interférences. La formation de faisceaux (ou beamforming) fonctionne comme un feu de circulation qui régule les signaux des antennes pour les concentrer en un seul faisceau de données pour un utilisateur spécifique à un moment précis. Une fois les données transmises, le signal est redirigé pour répondre à la demande d'un autre utilisateur. Ce signal personnalisé permet de réduire considérablement les interférences entre les sites des antennes, d'accélérer la transmission des données et de l'optimiser.

Network slicing

Considéré par certains comme la principale caractéristique de la 5G, le network slicing (littéralement, le « découpage du réseau ») permet aux fournisseurs d'attribuer des « tranches » virtuelles de leurs réseaux à des usages spécifiques. Par exemple, une tranche du réseau peut être réservée aux données utilisées pour le divertissement, les communications et Internet, et une autre peut être allouée à la transmission des données M2M (Machine-to-Machine), un composant clé de l'Internet des objets (IoT). Les données essentielles, par exemple celles nécessaires aux véhicules autonomes, aux services d'urgence et à d'autres infrastructures vitales, bénéficieront d'un accès spécifique à la 5G qui ne pourra pas être exploité par d'autres services.

Petite histoire des générations de technologies de réseaux mobiles

1G

Cette première génération de réseaux mobiles a vu le jour au Japon à la fin des années 1970, pour s'étendre dans le monde entier quelques années plus tard. À l'instar de la radio AM/FM, la 1G utilisait une technologie de transmission analogique des données, facilement accessible, mais peu fiable et peu sécurisée. Sa vitesse maximale de 2 kb/s (kilobits par seconde) était juste suffisante pour transmettre quelques lignes de texte. En 2018, le dernier réseau 1G fonctionnait encore en Russie.

2G

Apparue au début des années 1990, la 2G permettait la transmission numérique de la voix, ainsi que la transmission de messages texte tels que les SMS et les MMS. Bien que son débit maximal de 200 kb/s nous semble très lent aujourd'hui, elle était déjà bien plus rapide que la 1G. La sécurité des données avait été renforcée, mais l'insuffisance de la couverture réseau entraînait d'importants frais d'itinérance et des interruptions d'appels.

3G

Lancée au milieu des années 2000, la 3G permettait d'accéder à Internet depuis un appareil mobile, ce qui a accéléré l'adoption du smartphone. Son débit pouvait atteindre 40 Mb/s (mégabits par seconde), soit plus de 200 fois celui de la 2G. C'est notamment grâce à la commutation de paquets et au GPRS (General Packet Radio Service) que nous avons pu atteindre ce débit plus rapide et entrer dans l'ère de l'Internet mobile.

4G

Apparue sur le marché vers 2010, la 4G est la technologie mobile la plus répandue dans le monde à l'heure actuelle. Elle a grandement contribué à l'introduction des objets connectés dans notre quotidien. Avec un débit moyen de téléchargement pouvant aller jusqu'à 100 Mb/s, les réseaux 4G nous permettent de télécharger des fichiers vidéo en haute définition, de jouer à des jeux d'action rapide en 3D, d'écouter de la musique en streaming, de profiter de la réalité virtuelle ainsi que de nombreux autres services.

Pourquoi la 5G est-elle importante ?

Tout simplement parce que le réseau 4G est de plus en plus saturé. 

La forte croissance de la demande ne devrait pas tarder pas à causer des problèmes aux consommateurs, aux entreprises, aux gouvernements. Tout le monde est concerné. La latence va augmenter et les téléchargements vont ralentir, avec une forte diminution des performances globales. Il semble évident que les clients, toujours plus nombreux à utiliser des téléphones portables, vont subir de nombreux désagréments. Les services dont le fonctionnement s'appuie sur les données mobiles (services financiers, services d'urgence et sécurité des données) vont enregistrer une augmentation des délais et des défaillances dans la transmission et la réception des données.

Pour pallier ces problèmes, la 5G tire parti de différentes technologies qui fonctionnent ensemble pour multiplier le débit de téléchargement par dix par rapport à la 4G et réduire la latence jusqu'à 1 milliseconde.

Quel est le potentiel de la 5G ?

Les principaux avantages de l'utilisation de la 5G se situent au niveau du débit, de la latence et de la bande passante. Les consommateurs profiteront de téléchargements plus rapides, de délais de réponse plus courts sur les réseaux sociaux, de jeux en 4K sur leurs appareils mobiles, ainsi que d'expériences de réalité virtuelle toujours plus réelles. 

La 5G présente aussi des cas d'utilisation qui vont au-delà du cadre de la simple consommation. Grâce à cette technologie sans fil, vous pourrez transmettre instantanément d'énormes volumes de données, créant ainsi une connexion pratiquement transparente entre les mondes numérique et physique.

Transports

Grâce à une connectivité en temps réel, la 5G permettra une gestion plus efficace des feux de circulation aux intersections, en détectant les véhicules en approche. L'accès plus large à la vitesse de la 5G va également faciliter la prise en charge des équipements de périphérie optimisés pour la 5G, tels que les voitures autonomes qui se pilotent toutes seules et communiquent avec les autres voitures.

Médecine

Les médecins pourront soigner les patients à distance à l'aide de la réalité virtuelle. L'intelligence artificielle (IA), associée à un accès instantané à de gros volumes de données médicales, aidera le personnel médical à établir des diagnostics et à mettre au point des traitements de manière plus rapide et efficace.

Agriculture

D'ici 2050, les agriculteurs devront nourrir 9,8 milliards de personnes avec la même surface cultivable qui en nourrit actuellement 7,8 milliards. La 5G améliorera l'efficacité des exploitations en guidant des équipements agricoles autonomes, tels que les tracteurs et les moissonneuses. Elle permettra l'utilisation de drones pour détecter les changements dans l'état de santé des plantes, la qualité du sol et l'humidité, afin d'appliquer la quantité exacte de pesticides, d'eau et d'engrais nécessaire.

Services publics

La 5G peut aider les services d'urgence, en rationalisant la coordination des services tels que la police, les ambulances et les sapeurs-pompiers. Les informations de localisation seront encore plus précises et les premiers intervenants pourront identifier plus facilement leur destination, même dans les zones rurales. Les équipes d'intervention en cas de catastrophe seront plus efficaces et pourront identifier les zones critiques plus rapidement afin de fournir une assistance adaptée.

Les fournisseurs qui proposent la 5G

Icon-Red_Hat-Documents-Paper_Lined-A-Black-RGBSamsung

Les solutions de réseau 5G de Samsung reposent sur Red Hat OpenShift.

Icon-Red_Hat-Documents-Paper_Lined-A-Black-RGBVerizon

Red Hat a aidé Verizon à créer un cœur 5G cloud-native.

Turkcell

Ce leader régional de la 5G a créé un cloud unifié avec Red Hat OpenStack®.

Icon-Red_Hat-Documents-Paper_Lined-A-Black-RGBEricsson

Ericsson s'associe à Red Hat pour créer des solutions basées sur OpenStack et des conteneurs.

L'avenir de la 5G

Au-delà des téléphones 5G, imaginez différents types d'appareils 5G tous connectés pour créer de véritables maisons 5G. Voilà l'avenir des réseaux 5G sans fil. La technologie 5G pourrait même générer 13,2 billions de dollars américains de biens et services, et créer jusqu'à 22,3 millions d'emplois d'ici 2035.

Les outils dont vous avez besoin pour proposer la 5G

Red Hat OpenStack Platform product logo

Plateforme pour les clouds publics et privés.

Red Hat Ansible Automation Platform

Plateforme d'automatisation sans agent.

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