Technologie sans fil : la vraie percée de la 5G

Le dernier Ericsson Mobility Report ne laisse planer aucun doute : plus de 60% des smartphones qui sortent des lignes de production aujourd’hui sont déjà compatibles avec la 5G. L’année dernière dans le monde, plus de 240 nouveaux modèles ont même été lancés qui acceptent cette nouvelle norme. Et tant les opérateurs télécom que les utilisateurs finaux se précipitent pour en exploiter toutes les nouvelles fonctionnalités. (Frans Godden)

Depuis l’annonce de la 5G en 2019, la technologie déferle massivement sur le paysage des télécommunications. Contrairement à la 3G et la 4G, la 5G ne marque pas une petite étape technologique, mais un énorme bond en avant. Comme ses prédécesseuses, elle utilise les ondes radio pour transporter des données, mais grâce aux améliorations en termes de latence, de débit et de largeur de bande, la 5G atteint des vitesses au moins 30 fois supérieures à la 4G. De quoi faire d’elle la technologie idéale pour des applications qui exigent un accès rapide et sécurisé à de grandes quantités de données.

Médecine et mobilité

Quelques exemples. Dans les soins de santé, des réseaux 5G sont déjà exploités pour permettre au personnel soignant d’accéder aux données médicales d’un patient n’importe où et rapidement, et de prendre ainsi au plus vite des décisions vitales. De même, grâce à la rapidité de la 5G, la chirurgie robotique à distance devient possible, via la diffusion en direct en haute définition sur l’Internet. Un autre domaine est celui des véhicules autonomes : avec la 3G et la 4G, le transfert des données était beaucoup trop lent mais, désormais, les voitures, les trains ou les drones peuvent communiquer entre eux et échanger des données extrêmement vite. Dans les véhicules, la 5G contribue également à cartographier les flux du trafic en temps réel et à ajuster automatiquement les feux de signalisation. Et associée à l’IA dans les villes intelligentes, elle permet, par exemple, d’optimaliser la distribution d’énergie.

La 5G est particulièrement bien exploitée en combinaison avec des appareils IoT (Internet of Things). Quel que soit son emplacement, l’information de l’appareil est alors directement envoyée sans fil vers des ordinateurs centraux pour des interventions directes. Songeons, par exemple, aux compteurs intelligents équipés de capteurs (eau, température) qui nécessitent des interventions rapides pour prévenir des catastrophes. Dans ce cas, c’est surtout la latence plus faible de la 5G qui joue un rôle important. Il y a aussi la surveillance à distance d’infrastructures d’utilité publique essentielles. Ou, dans un contexte industriel, le suivi de processus de production dans lesquels des capteurs envoient immédiatement un signal lorsqu’une machine risque de tomber en panne. Le tout, sans fil et rapidement.

À l’horizon 2030, la prochaine génération devrait être prête. Cette 6G sera évidemment encore beaucoup plus rapide (en théorie, jusqu’à 100 fois plus que la 5G) avec également une largeur de bande supérieure, par l’utilisation de fréquences plus élevées. Idéale donc pour des applications à forte intensité de données telles que la vidéo en streaming et la réalité virtuelle.

Le succès des réseaux 5G privés

Un phénomène relativement nouveau est celui des réseaux sans fil privés basés sur la 5G, qui gagnent très rapidement en popularité, surtout dans les entreprises. Et il y a de bonnes raisons à cela. L’accueil enthousiaste réservé par l’industrie à la 5G en tant que technologie sans fil relève de l’évidence, en raison de sa largeur de bande très élevée et de sa très faible latence. En effet, elle a ouvert la voie à de nouvelles applications qui n’étaient pas possibles avec les technologies précédentes et des réseaux fixes ou Wi-Fi qui fonctionnent très bien dans un environnement de bureaux ne sont pas adaptés à un usage mobile. Or, la quatrième révolution industrielle ou Industrie 4.0 veut justement se libérer de ces câbles pour relier les capteurs, les machines, les systèmes et les personnes de la façon la plus flexible possible, et les réseaux mobiles répondent parfaitement à cet objectif.

De plus en plus d’organisations et d’entreprises optent aujourd’hui pour des réseaux sans fil privés (WPN) avec des connexions à large bande équivalentes aux réseaux sans fil publics, mais avec le grand avantage qu’ils appartiennent à l’institution qui les a établis et qui les gère. De précédentes tentatives pour mettre en place de tels réseaux sur la base du Wi-Fi, par exemple, se sont heurtées à des problèmes tels qu’une portée limitée, la sécurisation, l’incompatibilité avec des réseaux publics et des frais de gestion élevés, mais la 4G et surtout la 5G les ont résolus, tout en ajoutant un certain nombre d’avantages.

Tout est sous contrôle

Toutefois, leur principal avantage est que le gestionnaire garde tout parfaitement sous contrôle car toutes les données circulent sur un réseau qui est totalement séparé de tous les autres réseaux et appareils. Les WPN recourent à un cryptage standard et sont donc beaucoup plus sûrs que des réseaux Wi-Fi classiques. Ils couvrent aussi une zone beaucoup plus vaste parce qu’ils peuvent passer sans fil d’un point d’accès à l’autre sans jamais perdre la connexion. Les organisations peuvent ainsi utiliser une combinaison de petites cellules, d’antennes sur le toit, de points d’accès internes ou externes, etc. Autre point très important : le gestionnaire du réseau veille à ce que chaque application puisse compter sur la largeur de bande et la disponibilité nécessaire. 

Tous ces critères font du WPN la formule idéale pour des applications industrielles dans lesquelles des connexions fiables et sécurisées sont primordiales : entreprises d’utilité publique, aéroports, usines, espaces de stockage et villes intelligentes. Et le fait que les WPN peuvent être intégrés dans des infrastructures de réseau existantes les rend particulièrement intéressants pour les entreprises. Selon le bureau d’études ABI Research, la croissance du marché des WPN explosera de 6 milliards de dollars en 2023 à plus de 82 milliards en 2030.

Aussi en Belgique

Si vous pensez que la Belgique n’est pas concernée par cette révolution, vous vous trompez. Dès 2019, Brussels Airport annonçait son intention de construire un réseau 5G privé dans l’aéroport avec Citymesh et Nokia et, au début de cette année, l’hôpital AZ Groeninge à Courtrai a présenté un projet pilote visant à tester des applications 5G, avec Proximus NXT, dans un environnement hospitalier réel. L’accent sera mis sur des applications liées aux soins à distance, à la communication clinique et aux data & training, plus précisément la chirurgie robotique, le suivi médical de patients à distance au moyen de biocapteurs et un système d’alarme intelligent pour les infirmiers et les secouristes. Ce projet, qui peut compter sur 1 million d’euros de subsides des autorités fédérales, a également pour partenaires la Haute école VIVES, MediAventures, Televic et One Bonsai.

Plus récemment encore, la Haute école de Gand a annoncé l’installation d’un réseau 5G privé sur trois de ses campus en collaboration avec Citymesh. Pour ce projet 5GENIUS, d’un montant de 1,44 million d’euros, la Commission européenne apporte un financement de 1 million d’euros pour le développement d’un écosystème numérique pour l’enseignement et la recherche, notamment pour l’utilisation intelligente des données dans l’agriculture, l’arpentage à l’aide de drones et l’informatique médicale.

Quid du Wi-Fi ?

Toute l’agitation autour de la 5G pourrait nous amener à oublier qu’une autre norme sans fil est aussi omniprésente : le Wi-Fi. Le Wi-Fi est surtout incontournable dans les bureaux. L’analyste des marchés IDC a calculé que près de 20 milliards d’appareils Wi-Fi étaient utilisés dans le monde en 2023 : points d’accès, smartphones, laptops, caméras de surveillance, smart plugs, etc. Et tandis que l’industrie adopte pleinement les normes les plus récentes, le Wi-Fi 6 et 6E, le Wi-Fi 7 fait déjà son entrée. Ses spécifications ont été définies à la fin de l’année dernière et la Wi-Fi Alliance a déjà lancé le processus de certification.

Le Wi-Fi 7 doit répondre à l’un des principaux défis, à savoir la forte augmentation de la demande de vitesses de transmission plus élevées, nécessaires pour des applications telles que le streaming vidéo en 4K et des outils de collaboration multi-utilisateurs (plusieurs gigabits par seconde). Toutefois, cela nécessite également que le réseau d’entreprise sous-jacent puisse supporter de telles vitesses, sinon le gain de rapidité sera vain. Sans oublier que la sécurité du réseau doit être à jour pour détecter des problèmes tels que les deep fakes ou les logiciels malveillants intégrés dans les médias et le streaming vidéo. Lors du récent Mobile World Congress, une étape importante a déjà été franchie avec un nouveau MoU (Memorandum of Understanding) entre Cisco, leader du marché du Wi-Fi pour professionnels, et Intel, premier fournisseur de composants pour PC. Le but est d’optimaliser l’interopérabilité entre les points d’accès de Cisco et les PC Intel à la lumière des exigences plus élevées imposées par l’IA notamment à une infrastructure informatique.

Cette année déjà, les analystes prévoient une forte croissance du marché mondial du Wi-Fi, après le recul marqué subi l’année dernière, notamment en raison de stocks trop importants chez les fournisseurs. Mais le Wi-Fi 7 permet tellement d’innovations que tant la capacité que les performances des réseaux feront un bond en avant. Et la forte croissance de la demande d’appareils IoT ne manquera pas de doper davantage encore le marché du Wi-Fi.