5G

Enseignant-chercheur HDR Université Bordeaux Montaigne, Chaire UNESCO ITEN

La technologie sans fil de cinquième génération (5G) est la dernière version de la technologie cellulaire (qui envoient des données par ondes radio), conçue pour augmenter considérablement la vitesse et la réactivité des réseaux sans fil. Avec la 5G, les données transmises via des connexions haut débit sans fil peuvent voyager à des vitesses estimées en multi-gigabits, avec des vitesses de pointe potentielles pouvant atteindre les 20 gigabits par seconde (Gbps) selon des prévisions de l’Union Internationale des Télécommunications (UIT).

5G est le terme utilisé pour décrire la prochaine génération de réseaux cellulaires sans fil. C’est l’aboutissement d’un long processus d’évolution des générations précédentes de technologies sans fil qu’il est nécessaire de passer en revue pour mieux comprendre l’importance de la 5G.

La première génération (1G), introduite à la fin des années 70, reposait sur un système de communications mobiles analogiques profitant toutefois de deux inventions techniques majeures des années 1970 à savoir le microprocesseur et le transport numérique des données entre les téléphones mobiles et la station de base.
La deuxième génération (2G), introduite à la fin des années 1980, a été développée autour d’une technologie entièrement numérique aussi bien pour la liaison des données que pour le signal vocal. Elle a surtout mis en œuvre les concepts de CDMA (Code Division Multiple Access) et de GSM (Global System for Mobile Communications) qui ont permis des services fondamentaux que nous utilisons encore aujourd’hui, tels que les SMS, les MMS, l’itinérance interne, les conférences téléphoniques, la mise en attente d’appels et la facturation basée sur les services.

La troisième génération (3G), introduite en 2001, a établi les normes de la plupart des technologies sans fil que nous connaissons aujourd’hui : navigation sur le Web, e-mail, téléchargement de vidéos, partage d’images et autres technologies de smartphone. Labellisé IMT 2000 par l’UIT, ce système a permis que des services de communications plus rapides notamment pour la voix, la télécopie, l’Internet ubiquitaire, ouvrent la voie à de nouvelles applications et services comme le divertissement multimédia, la localisation des services, etc.

La quatrième génération (4G) est une technologie très différente de la 3G et n’a été rendue possible pratiquement qu’en raison des progrès technologiques au cours des 10 dernières années. Utilisant notamment les standards WIMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access), son objectif est de fournir aux utilisateurs une vitesse élevée, une qualité et une capacité élevées tout en améliorant la sécurité et en réduisant le coût des services vocaux et de données, du multimédia et d’Internet sur IP. Les applications potentielles et actuelles incluent l’accès Web mobile modifié, la téléphonie IP, les services de jeux, la télévision mobile haute définition, la vidéoconférence, la télévision 3D et le cloud computing.

La cinquième génération (5G) n’est pas simplement une réplique de la 4G. Contrairement à la 4G, qui nécessite de grandes tours cellulaires de grande puissance pour émettre des signaux sur de plus longues distances, les signaux sans fil de la 5G seront transmis via un grand nombre de petites stations cellulaires situées dans des endroits comme les poteaux d’éclairage ou les toits des bâtiments. L’utilisation de plusieurs petites cellules est nécessaire parce que le spectre des ondes millimétriques (onde MM) – la bande de spectre entre 30 gigahertz et 300 GHz sur laquelle la 5G s’appuie pour générer des vitesses élevées – ne peut se déplacer que sur de courtes distances et est sujet à des interférences liées aux intempéries et aux obstacles physiques, comme les bâtiments ou les arbres.

L’Union Internationale des Télécommunications (UIT) a publié plusieurs rapports sur les normes du réseau 5G qu’elle appelle le réseau International Mobile Telecommunications (IMT)-2020. L’UIT estime que les vitesses de réseau 5G devraient avoir un débit de données de pointe de 20 Gb/s pour la liaison descendante et de 10 Gb/s pour la liaison ascendante, avec un temps de latence (temps qu’il faut à un paquet de données pour passer d’un point désigné à un autre) qui peut descendre jusqu’à 4 millisecondes dans un scénario mobile et jusqu’à 1 milliseconde dans les scénarios de communication ultra-fiable à faible latence. La vitesse maximale de la 5G vise à être aussi rapide que 35,46 Gbps, ce qui est plus de 35 fois plus rapide que la 4G.
La 5G propose des services complètement différents et plus puissants que toutes les générations qui l’ont précédées. Elle est probablement le plus grand bond en avant en termes de changement dans la technologie mobile. Certains des plans pour la 5G incluent la communication d’appareil à appareil, une meilleure consommation de batterie et une couverture sans fil globale améliorée.

Dans un billet du 19 mars 2019, le magazine économique américain Forbes annonce qu’« Avec l’arrivée de la 5G, la connectivité mobile passera de quelque chose que nous expérimentons principalement par le biais d’appareils personnels à l’intégration dans le tissu de notre société, créant une infrastructure intégrée qui reliera les bâtiments, le transport et les services publics. Il mettra à jour le système d’exploitation de notre économie, transformant les secteurs de l’énergie, de santé, des transports et de la vente au détail » . Non seulement la 5G élèvera ainsi le réseau mobile pour interconnecter des personnes, mais aussi pour interconnecter et contrôler des objets et des appareils, des machines, des infrastructures de la Smart City et de la sécurité publique. Elle offrira de nouveaux degrés de performance et d’efficacité qui permettront de nouvelles expériences utilisateur et connecteront de nouveaux dispositifs de l’industrie 4.0.

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