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À la recherche de la 5 G

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Prévue pour 2020, la prochaine génération de réseaux mobiles est déjà en cours de développement. Géants des télécoms, industriels et laboratoires publics sont à pied d’œuvre pour la définir.

À la recherche de la 5 G
La ville intelligente, l’un des grands enjeux de la 5?G (ici, une simulation de calcul de la propagation d’ondes électromagnétiques dans la ville de Nîmes, réalisée par Siradel).

Depuis 2010, la 4 G se déploie sur la planète. Et comme une génération mobile devient obsolète au bout de dix ans, il est grand temps d’imaginer la 5 G pour 2020. Des chercheurs du monde entier travaillent depuis près de deux ans sur les nouveaux besoins, comportements et enjeux qui seront au cœur de cette technologie. La 5 G devra tout connecter, partout, tout le temps, sans fil et avec une qualité de service adaptée. Avec mille fois plus de données échangées, dix à cent fois plus d’objets connectés au même moment et de débit, des temps de latence divisés par cinq et des batteries à la durée de vie dix fois plus longue. Et des besoins à géométrie variable. "L’envoi d’une alerte par un véhicule en cas d’accident exige des délais de transmission de l’ordre de la milliseconde, détaille Viktor Arvidsson, le directeur de la stratégie d’Ericsson France. La télémédecine, elle, réclame une fiabilité exemplaire et la sécurité des données. Quant aux usages cloud, ils supposent débit, qualité de service, sécurité et temps de latence réduits…"

Côté débit, les industriels visent 10 gigabits par seconde (Gbps), soit dix fois plus que la 4 G actuelle. Reste le problème des fréquences, ressources rares et indispensables. "La maîtrise de la propagation des ondes sera cruciale", indique Ulrich Dropmann, le directeur de l’environnement industriel chez Nokia Solutions and Networks (NSN). En avril 2013, Samsung a testé une connexion 5 G à 1 Gbps sur une bande haute fréquence de 28 GHz. L’une des bandes réservées à l’armée ou à la télévision et qui pourraient être libérées pour le mobile. Les équipementiers explorent aussi l’agrégation de bandes de fréquences disjointes. Pour l’internet des objets, c’est le machine to machine (M2M) qui alimente les réflexions. Quant à l’adaptabilité du réseau, elle passe par la virtualisation de l’infrastructure, sur laquelle cogitent, entre autres, Alcatel-Lucent avec ses plates-formes CloudBand et Nuage.

 

Tous mobilisés

40 ans de mobiles

  • 1981 1 G Les débuts du mobile analogique
  • 1992 2 G La voix et les SMS
  • 2001 3 G Le réseau voix pour les données
  • 2010 4 G L’internet mobile
  • 2020 5 G Le tout-connecté
Fabricants de composants ou de mobiles, équipementiers, opérateurs… Tous planchent sur la 5 G. Ericsson dit mobiliser la moitié de ses équipes de R & D radio, sans distinction entre 4 G et 5 G. Alcatel-Lucent indique que ses équipes, à Dallas, étudient les questions des fréquences hautes et des systèmes Mimo qui permettent d’utiliser 64 ou 128 antennes pour une cellule, contre huit aujourd’hui. Chez Huawei, quelques dizaines de personnes, au Canada, sont à pied d’œuvre. Le groupe chinois fait aussi partie, avec BT, Fujitsu, Samsung, Telefonica et Vodafone, du 5 G Innovation Centre de l’université de Surrey, dans lequel la Grande-Bretagne a investi 15 millions d’euros. Tous les grands acteurs s’impliquent ensemble dans des projets internationaux avec des laboratoires publics [lire ci-dessus]. Metis 2020, lancé par l’Europe en novembre 2012 et qui s’achèvera en 2015, tente de définir la 5 G. Il sera complété par le partenariat public-privé 5G PPP, inauguré en décembre dernier, qui doit lancer une vingtaine de projets dès 2014. On y retrouve 35 entreprises et laboratoires, dont Alcatel-Lucent, Ericsson, Huawei, NSN, le CEA-Leti, Sequans. Les équivalents chinois et sud-coréen se nomment IMT2020 et 5 G Forum.

Quant aux opérateurs, les plus grands collaborent au sein de l’association NGMN (Next generation mobile networks). Chez Orange, une dizaine de personnes travaillent sur la 5 G. "Nous explorons aussi en mode projet les enjeux économiques et la qualité de l’expérience, avec des compétences variées, comme des sociologues, des ergonomes", précise Nicolas Demaizieux, le directeur d’Orange Labs Recherche.

 

Les acteurs des télécoms… et BMW

Toutefois, les opérateurs ne seront plus les seuls représentants des entreprises utilisatrices. Internet des objets oblige, la 5 G intéresse aussi des industriels d’autres secteurs dont les produits sont directement concernés. Beaucoup collaborent, de près ou de loin, avec les acteurs des télécoms. BMW a fait un pas supplémentaire en participant à Metis 2020. Les travaux du constructeur portent sur les réseaux en mouvement et la définition de certains composants. Pour Peter Fertl, le responsable de Metis 2020 chez BMW, "une telle proximité avec le secteur télécoms est essentielle pour faire comprendre nos besoins. Et une implication d’un plus grand nombre d’industriels de l’automobile permettrait d’être encore plus influent." En attendant les acteurs de l’énergie, de la santé ou de l’aéronautique… 

Une décennie pour changer de génération

Novembre 2010

L'américan Verizon rélise le premier déploiement à grande échelle de la 4 G.

Novembre 2011

L'Europe lance Metis 2020 pour définir les besoins de la 5 G. Ce programme associe équipementiers, opérateurs télécoms, laboratoires... et le constructeur auto BMW.

Février 2013

La députée européenne Neelie Kroes déclare que la 5 Gest un opportunité que l'Europe ne doit pas rater pour reprendre le leadership technologique global.

Avril 2013

Samsung réalise un premier test utile pour la 5 G et atteint le débit record de 1 Gbps.

Décembre 2013

L'Europe lance le 5 G PPP, dans lequel elle investira 700 millions d'Euros d'ici à 2020. Une vingtaine de projets sont prévus en 2014.

Janvier 2014

Le Chinois Huawei annonce 440 millions d'euros en RSud s'engage, elle, à inves veut associer Samsung et les opérateurs SK et KT.

2016

Date à laquelle devrait être publiée la norme 5G.

2020

Premiers déploiements de la 5 G. Dix ans après les débuts de la 4 G.

Un enjeu économique mondial

L’Europe n’a qu’une angoisse : voir la 5 G lui échapper, comme ce fut le cas avec la 4 G. Dès 2010, alors que la Scandinavie avait effectué les premiers déploiements locaux, les Américains ont mis en place leurs réseaux à grande échelle, devenant les précurseurs. Ils ont été suivis par les Asiatiques, qui pourraient récidiver avec la 5 G, encore balbutiante. En avril 2013, Samsung a transmis des données à la vitesse de 1 Gbps, lors d’un test en laboratoire. Un record. La Corée du Sud a d’ailleurs annoncé investir 1,1 milliard d’euros dans un projet 5 G, auquel elle veut associer ses opérateurs SK et KT, ainsi que Samsung.

L’Europe n’est pas en reste. En décembre, elle a lancé le 5 G PPP, un partenariat public-privé, dans le cadre d’Horizon 2020, visant à définir les projets de recherche. Il sera financé par la Commission européenne à hauteur de 700 millions d’euros d’ici à 2020 et par les partenaires industriels (700 millions également). Parmi eux, on trouve des fabricants, équipementiers et opérateurs européens, mais aussi américains, chinois, japonais… Chacun se prépare à déposer sa part de brevets, vers 2016. Mais il sera crucial de définir un standard mondial pour 2020. Le calme, avant la tempête  

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