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Comment la 5G va nous faire basculer dans le monde de l'internet des objets

Par Natacha Delmotte I Publié le 18 Mai 2016

Alors que la 4G ne s'est pas encore totalement déployée, le prochain standard de connexion mobile est déjà en cours de développement. Visant à assouvir des besoins de connexion en hausse constante, la 5G permettra à tous les objets connectés d'interagir en temps réel. Décryptage.


Telephone operators, 1952 (Crédit : Seattle Municipal Archives/Flickr)
Telephone operators, 1952 (Crédit : Seattle Municipal Archives/Flickr)

Imaginez un monde dans lequel vous pouvez télécharger un film en ultra HD en une seule seconde. Un monde où tous les objets communiquent entre eux en temps réel et dans lequel réseau mobile, Wifi et Bluetooth ne font plus qu'un. Ce monde, c'est la 5G... ou plutôt ce sera.

Ce standard de connexion n'existe pas encore et pourtant, il ne cesse de battre des records. Le 11 mai, une équipe d’ingénieurs des universités de Bristol (Royaume-Uni) et de Lund (Suède) ont réussi à multiplier par 22 l’efficacité du spectre actuel de la 4G dans le cadre de leurs recherches sur la 5ème génération de standard pour la téléphonie mobile.

Si ces informations paraîtront un peu obscures au néophyte, elles signifient en tout cas que les recherches sur la 5G vont bon train. Et la France n’est pas en reste. Jusque fin juin, Orange effectue des expérimentations dans le territoire de Belfort sur des fréquences encore jamais utilisées pour le réseau mobile.


Alors que la 4G ne s’est pas encore déployée sur l’ensemble du territoire, la course à la 5G est donc lancée. Mais pour l’instant, on ne sait pas exactement quelles seront les caractéristiques de cette 5ème génération de standards pour téléphonie mobile.

Pour s'en faire une idée, il suffit d'observer le monde qui vient. Un monde où de plus en plus d’objets sont connectés, faisant exploser la demande en matière de connexion... Le réseau devra être en mesure de la satisfaire, grâce à de nouveaux standards dont la conception relève du défi technologique.


Les caractéristiques rêvées de la 5G

Comme pour le passage de la 3G à la 4G, la rapidité du réseau sera la première caractéristique "révolutionnaire" du réseau 5G. Sauf que, cette fois, on nous promet une accélération encore plus forte.

Instituts de recherche et multinationales ne cessent de battre des records en terme de débit. Nokia est parvenu à transférer des données à la vitesse de 10 gigabits (Gb) par seconde, quand l’université du Surrey (Royaume-Uni) l'a fait à 1 Térabit par seconde en laboratoire, soit 1 000 Gb !

En conditions réelles, Huawai a obtenu la vitesse de 3,6 Gb par seconde : dix fois plus rapide que la 4G.
À terme, les grands acteurs des nouvelles technologies tableraient sur une vitesse de 5G à 10 Gb par seconde pour la 5G. Près de 30 fois la vitesse de la 4G.



La 5G n'aura pas pour seule caractéristique son haut débit. Prévue pour 2020, elle va devoir s'inscrire dans le monde de l'Internet des objets Entre 50 et 200 milliards d’objets connectés, à l'image des instruments de mesures médicaux ou des voitures autonomes, échangeront alors des données et réagiront en conséquence.


Pour répondre à un tel besoin de réactivité, les ingénieurs de la 5G vont devoir considérablement réduire le temps de latence, c'est-à-dire le temps qui s'écoule entre le moment où on donne un ordre et son exécution. Ce délai devrait être d'une milliseconde, contre une demi-seconde aujourd'hui avec la 4G. 

L'Internet des objets implique aussi que la couverture réseau soit la même partout, avec une capacité de réponse importante, sans risquer la saturation en ville. Un réel défi sur le plan technique.


Défis technologiques

Pour être capable de transférer de tels flux de données, plusieurs technologies sont envisagées. Mais la 5G ne serait pas supportée par une technologie unique, mais par différentes technologies adaptées à différents usages, comme l'explique Numerama . Contrairement à la 4G, qui est un simple standard de connexion, elle sera un écosystème de connexions.

Parmi les technologies pressenties aujourd'hui, les ondes millimétriques, notamment celles à très hautes fréquences. Jusqu’à présent, elles étaient principalement réservées à des usages militaires et pas suffisamment fiables à grande échelle.

Mais cette technologie présente un inconvénient : plus la fréquence est grande, moins la portée est élevée. La 5G donc se propagera seulement sur quelques centaines de mètres avant de rencontrer des obstacles... l'empêchant de continuer son chemin.


D'où la nécessité d'une une nouvelle architecture du réseau. Pour être efficace, la 5G devra être associée à de petites antennes, tous les 100-200 mètres, là où celles d'aujourd'hui émettent sur de vastes étendues. Les “small cell ” pourraient aussi être une réponse à cette difficulté technique. Installées dans le mobilier urbain, ces petites antennes de télécommunication pourraient assurer la couverture régulière de la ville.

Quant aux zones rurales, Google et Facebook sont en train de réfléchir à la possibilité d’y amener le réseau par drones. En attendant, leurs habitants devront s’adapter aux ondes plus basses fréquences comme celles utilisées pour la 4G et la 3G, qui cohabiteront, au moins un temps, avec celles utilisées pour la 5G.


Tous les objets connectés n’ont pas les mêmes besoins. Pour permettre à leurs usagers des économies d’énergie, la 5G pourrait déterminer la technologie la plus appropriée en fonction des usages.
 

“Il y a une plus grande variété de besoins, il y aura donc plus de bandes de fréquences utilisées”, explique Nicolas Demassieux, directeur des Orange Labs, au Journal du Net. “Dans ce contexte, il faudra donc aussi mettre au point les bons algorithmes pour utiliser la bonne fréquence, au bon moment”.

Des risques pour le consommateur ?

A l’échelle du consommateur, l’arrivée annoncée de la 5G se veut révolutionnaire. L'instantanéité, l'ultra-rapidité doit permettre de rendre rendre tous les contenus - y compris les plus volumineux, comme les vidéos HD - en quelques secondes tout au plus. Elle permettra aussi de contrôler sa maison à distance, rendra "intelligent" l'électroménager et réduira la consommation énergétique villes, notamment grâce à des solutions d'éclairage connecté.

Elle posera aussi plusieurs questions. D'abord celle du prix. La 5ème génération de standard pour la téléphonie mobile est susceptible de mettre fin à la connexion "gratuite" à Internet que permet aujourd’hui le Wifi, par exemple. Le bluetooth, le Wi-Fi, la 4G… Tout serait fusionné en un seul réseau, dont l'accès, évidemment, serait tarifé.

Les conséquences de la 5G sur la santé sont aussi source d’interrogation. La multiplication des ondes transmises entre les objets connectés va nous exposer de plus en plus, et personne ne peut prévoir les conséquences que cela aura sur la santé.

En Nouvelle-Zélande, l’université Massey va lancer une étude pour évaluer les effets de l'exposition aux ondes électromagnétiques l'intensité des futures technologies de connexion. Les recherches vont débuter en 2017. À la tête de cette étude, un chercheur, Faraz Hasan, qui en résume l'enjeu :
 

“Si on découvre que les futures transmissions sans fils sont sans danger pour la santé, la confiance du consommateur dans les futurs services de télécommunications n’en sera que renforcée. Cependant, si le projet montre que le réseau 5G a, ou pourrait, avoir des conséquences sur la santé, il faudrait que les industriels modifient ces technologies sans fil pour s’assurer du bien-être de l’humanité.”



Le calendrier précis de développement de la 5G n'est pas arrêté. Mais la plupart des institutions et multinationales se fixent comme objectif de la rendre disponible dès 2020.

La course a déjà commencé. La Corée du Sud a annoncé vouloir installer les premières installations pour les JO de 2018 à PyeongChang. Le Japon la veut dès 2020 pour les JO de Tokyo. En France, Orange a annoncé que la 5G serait déployée à partir de… 2025, le temps pour l'entreprise de rentabiliser la 4G.





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