Applications 5G

Expert·e·s : Jürg Eberhard (Research Foundation for Electricity and Mobile Communication), Christian Grasser (asut)

 

Dernière en date, la cinquième génération des télécommunications mobiles (5G) permet de manipuler des volumes de données plus importants à des débits plus élevés, est plus sûre, peut maintenir un plus grand nombre de connexions parallèles et consomme moins d’énergie que les générations précédentes 3G et 4G. Si la digitalisation de l’économie et de la société doit poursuivre sur sa lancée, le développement d’un réseau 5G sur l’ensemble du territoire suisse est crucial. L’impossibilité de moderniser les installations de télécommunication mobile plus rapidement signifiera que les avantages de cette technologie de nouvelle génération ne pourront être exploités que de manière différée.

 

Image: Jackson David, Unsplash

Définition

Actuellement la plus moderne, la norme de radiocommunication mobile 5G est plus performante que les versions précédentes 2G, 3G et 4G. En plus d’afficher un débit plus élevé, le temps de latence de la 5G est plus faible, c’est-à-dire que la durée nécessaire à l’échange de données est plus courte. De plus, la 5G consomme moins d’énergie pour transmettre une unité de données, au niveau des antennes comme des terminaux, elle est plus sûre et peut connecter simultanément plus de terminaux que les versions précédentes.

La 5G est une norme d’accès universelle au réseau mobile de télécommunications. Elle permet plusieurs configurations, qui peuvent différer selon les besoins ou les domaines d’application. La 5G peut donc être optimisée au regard des bandes passantes élevées et des temps de latence faibles, mais aussi en ce qui concerne la consommation d’énergie, un aspect important pour les capteurs alimentés par batterie de l’Internet des objets qui ne transmettent que de faibles volumes de données. Dans le cas des installations critiques, il est possible de créer des réseaux virtuels sécurisés par une séparation complète du reste du réseau.

Les applications d’aujourd’hui et de demain

Depuis le lancement des smartphones modernes en 2007, la quantité de données transmises via le réseau mobile ne cesse d’augmenter. Sur la seule période allant de 2010 à 2020, le volume de données échangées a été multiplié par 200. Au cours de cette même période, le nombre de smartphones a triplé.

La substitution, ou l’extension, de réseaux mobiles de génération plus ancienne par la 5G donne la possibilité d’accroître la capacité et le débit des réseaux puisque ce nouveau standard permet un transfert de données plus efficient qu’avec ses prédécesseurs. Cette capacité garantit la qualité des connexions mobiles à un niveau élevé, même en présence d’un nombre toujours plus important de terminaux. De manière schématique, on distingue les types et les domaines d’application suivants:

  • L’«Enhanced Mobile Broadband (eMBB)» désigne des applications destinées à transférer des volumes de données importants via le réseau mobile et qui nécessitent donc des débits élevés. Il s’agit d’une utilisation pour une connectivité ultra haut débit, p. ex. télétravail, télémédecine, streaming vidéo ou applications de réalité virtuelle ou augmentée nécessitant non seulement le transfert de volumes de données importants, mais aussi des temps de latence faibles.
  • De plus, la 5G peut également être utilisée pour connecter entre eux un très grand nombre d’appareils, de machines, d’infrastructures et de capteurs qui échangent des données de contrôle (Massive Machine Type Communication, mMTC). Cela concerne tout particulièrement les secteurs de l’agriculture, de l’énergie, des installations techniques du bâtiment et de la mobilité ainsi que d’autres applications dans les domaines de l’Internet des objets et de l’industrie 4.0.
  • La 5G permet aussi de mettre en place des réseaux dotés d’une disponibilité ultraélevée (ultra-Reliable and Low-Latency Communication, uRLLC) : dans ces cas d’usages, la qualité de la connexion et la stabilité du réseau ainsi qu’un temps de latence très bas sont primordiaux.
  • La 5G apporte par ailleurs une réponse à de nouvelles exigences en matière de sécurité grâce à la possibilité d’implémenter des réseaux virtualisés au sein d’un réseau 5G (technique du slicing [découpage] ou encore par des réseaux de campus). On les rencontre principalement dans les domaines des transports, de l’industrie (p. ex. entreprise intelligente), de la robotique et de la médecine, mais ils se sont aussi étendus aux services d’urgence et de secours, notamment au moyen des réseaux virtualisés. La future norme destinée au pilotage des chemins de fer et des infrastructures ferroviaires appartient également à cette catégorie (standard appelé Future Railway Mobile Communication System, FRMCS).
  • Enfin, la 5G peut servir d’accès sans fil fixe (FWA) : il s’agit des cas où la 5G sert de raccordement à très haut débit pour la télévision, Internet et la téléphonie dans des lieux dépourvus d’infrastructures performantes de réseau fixe comme les câbles à fibres optiques ou des réseaux de type hybride fibre coaxial (également appelés réseaux HFC).

Des travaux sont actuellement en cours à différents endroits, tant dans l’industrie que dans l’enseignement supérieur, et portent sur des applications dont l’objectif est de tirer parti des avantages et des propriétés de la 5G.

Opportunités et enjeux

La 5G représente une opportunité de taille pour l’économie suisse. Une étude réalisée par l’asut arrive à la conclusion que d’ici 2030, les technologies 5G seront à l’origine d’une production supplémentaire équivalant à plus de 42 milliards de francs. Toutefois, 88 pour cent de cette manne concerneront les secteurs qui utilisent la 5G ou proposent des applications basées sur cette norme. Ces chiffres démontrent l’importance que prendra la connectivité sans fil et mobile, et par rebond celle de la 5G, pour l’économie comme pour la société civile. La 5G est une technologie de base absolument incontournable, tout particulièrement sous l’angle de la digitalisation naissante des villes et de la mobilité (voir article concepts de mobilité). La connectivité des appareils, des dispositifs et des bâtiments offre par ailleurs des opportunités pour développer de nouveaux processus d’entreprise et modèles d’affaires, ou pour en renforcer l’automatisation.

Contrairement à ce qu’il était possible de faire avec les normes de communication mobile précédentes, la 5G permet de déployer des réseaux privés 5G, également appelés réseaux de campus. Une entreprise peut alors opérer sa communication interne sur son réseau informatique, notamment pour l’IoT, ainsi que le pilotage de ses processus via son propre réseau 5G, ce qui représente une montée en gamme en ce qui concerne la sécurité, la disponibilité et la qualité de la couverture par rapport à la technologie du Wi-Fi.

L’UE considère que les infrastructures 5G détiennent une importance stratégique et les classe au rang d’infrastructure clé pour une Europe verte, durable et numérique. Il n’est donc guère surprenant que les pays de l’UE prévoient de consacrer une enveloppe de près de 400 milliards d’euros au développement de ces infrastructures d’ici à 2025.

En Suisse, les dispositions vastes et restrictives de l’ordonnance sur la protection contre le rayonnement non ionisant (ORNI) sont une entrave à l’aménagement d’infrastructures 5G. Son exécution, de même que des pratiques fastidieuses en ce qui concerne les autorisations d’implantation pour les antennes de radiotélécommunication, vont clairement à l’encontre d’une technologie dont l’évolution est toujours plus fulgurante. Actuellement, près de 3200 demandes de permis de construire pour antennes de téléphonie mobile sont en cours d’examen et l’élargissement du réseau s’en fait donc ressentir. Une accumulation qui s’explique aussi par le fait que nombre d’aménagements et de transformations d’installations existantes nécessitent une autorisation.

Bien souvent, le débat public sur les risques de la 5G s’appuie sur des bases sans fondement scientifique, ce qui n’est pas sans poser de problème étant donné qu’il s’agit d’une technologie clé pour un avenir digital. Les critiques se traduisent au sein du public par une incertitude ainsi que par une défiance vis-à-vis de la technologie. C’est pourquoi sensibilisation et information par les pouvoirs publics sont appelées à jouer un rôle majeur. On relèvera par exemple le nouveau site d’information publié par les offices fédéraux compétents ou encore le rapport de monitoring du rayonnement non ionisant de l’Office fédéral de l’environnement, OFEV . Ce dernier montre notamment que les valeurs limites d’immissions sont nettement inférieures aux seuils fixés et qu’en dépit d’une forte hausse du trafic de données, les immissions de la téléphonie mobile n’ont pas augmenté.

La connectivité des infrastructures critiques soulève également des questions primordiales quant à la cybersécurité . Cependant, cet enjeu n’est pas propre à la 5G, car il concerne tout autant les technologies de transmission de données.

Actions de soutien

Technologie clé, la 5G a atteint un niveau de développement très avancé et on l’utilise déjà dans bon nombre de situations. Dans les domaines de la standardisation et de la recherche fondamentale, on travaille d’ores et déjà aux technologies qui lui emboiteront le pas. Côté applicatif, un travail de sensibilisation reste indiqué pour ce qui est de la mise en pratique et de l’utilité de la 5G. On soulignera la plateforme de dialogue CHANCE5G lancée par le secteur de la communication mobile. À relever également, un site Internet publié par les offices fédéraux compétents destiné à informer le public sur différents aspects liés à la technologie 5G.

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