L’avenir de la 5G : ce que nous réserve cette technologie révolutionnaire

Depuis son déploiement en 2019, les réseaux sans fil 5G se développent rapidement, tant en disponibilité qu'en cas d’utilisation. Apple a été l’un des premiers fabricants à évaluer l’intérêt pour la 5G en lançant, en 2020, son dernier iPhone compatible avec cette technologie. Depuis, l’adoption de la 5G s’est généralisée et aujourd'hui, environ 62 % des smartphones sont équipés de la connectivité 5G. Le nombre de réseaux continue également de croître, avec des fournisseurs d’accès internet (FAI) populaires comme Verizon, Google et AT&T qui proposent désormais la 5G tant aux entreprises qu’aux foyers.

Mais que nous réserve l'avenir ? La 5G est souvent considérée comme une technologie de rupture, comparable à l'intelligence artificielle (IA), le machine learning (ML) et l’internet des objets (IdO) en raison des bouleversements qu'elle promet d’apporter. Quelle est la part de vérité et quelle est la part de battage médiatique ? Pour répondre à cette question, il est essentiel de comprendre comment fonctionne la 5G et ce qui la distingue des technologies précédentes.

La 5G (technologie mobile de cinquième génération) est une nouvelle norme appliquée aux réseaux cellulaires développée par le 3FPP (3rd Generation Partnership Project) en 2018 pour remplacer les précédentes normes 3G, 4G et 4G LTE. Son objectif était de définir un nouvel ensemble de normes destiné aux appareils et applications compatibles avec les réseaux 5G. Comme ses prédécesseurs, la 5G utilise des ondes radio pour transmettre des données. Toutefois, grâce aux améliorations apportées en matière de latence, de débit et de bande passante, les réseaux 5G peuvent atteindre des vitesses de chargement et de téléchargement beaucoup plus élevées, pour un éventail d’applications beaucoup plus large.

Grâce aux progrès technologiques, la 5G est reconnue pour son potentiel à transformer de nombreux secteurs, notamment en permettant de transférer de grandes quantités de données de manière rapide et sécurisée entre des appareils connectés, à des vitesses inédites. Depuis l’invention du haut débit mobile et sa généralisation dans tous les aspects de la vie professionnelle et privée, le volume de données généré par les réseaux et les appareils mobiles a augmenté de manière exponentielle. Aujourd'hui, certaines technologies, comme l’IA et le ML, nécessitent une telle quantité de données qu’elles ne peuvent fonctionner aux vitesses offertes par les générations précédentes de réseaux sans fil. La 5G, en revanche, avec ses vitesses ultra-rapides et ses fréquences à larget bande (24 GHz–40 GHz), est particulièrement adaptée aux applications nécessitant un accès rapide et sécurisé à de grandes quantités de données.

Voici quelques-unes des principales différences entre la 5G et ses prédécesseurs :

• Empreinte physique réduite : les émetteurs 5G sont plus petits que ceux des réseaux précédents, et ses « cellules » ‑ les zones géographiques sur lesquelles repose la connectivité sans fil ‑ sont plus compactes et nécessitent moins d'énergie.
• Taux d’erreur améliorés : le schéma de modulation et de codage adaptatif (MCS) de la 5G, utilisé pour transmettre les données, est plus puissant que ceux employés dans les réseaux 3G et 4G, ce qui réduit considérablement le taux d'erreur de bloc (BER), c'est-à-dire la fréquence des erreurs sur le réseau.
• Bande passante améliorée : en utilisant une plus grande diversité de fréquences radio que les réseaux précédents, y compris les bandes basses (moins de 1 GHz), moyennes (1 GHz-6 GHz) et hautes (24 GHz-40 GHz), la 5G peut prendre en charge un plus grand nombre d'appareils simultanément.
• Réduction de la latence : la faible latence de la 5G, c’est-à-dire le temps nécessaire pour que les données voyagent d’un point à un autre, est bien meilleure que celle des générations précédentes, ce qui rend les tâches comme le téléchargement de fichiers ou le travail dans le cloud beaucoup plus rapides.

Comme pour les autres réseaux sans fil, la 5G repose sur des « cellules » pour fonctionner. Dans chaque cellule, un appareil sans fil, comme un téléphone, un ordinateur portable ou une tablette, est connecté à Internet via des ondes radio qui se propagent entre une antenne 5G et une station de base. Bien que la technologie utilisée pour alimenter les générations précédentes de réseaux sans fil soit la même, la 5G introduit des améliorations majeures. Notamment, les réseaux 5G peuvent transmettre des données à des vitesses allant jusqu'à 10, voire 20 gigabits par seconde (Gbps), soit plus de 100 fois plus vite que la 4G.

L'augmentation du nombre d'appareils compatibles avec la 5G entraîne une demande accrue pour ces réseaux. En Amérique du Nord, toutes les grandes entreprises de télécommunications offrent déjà la 5G, couvrant plus de 200 millions de foyers et d’entreprises, avec un chiffre qui devrait doubler d'ici les quatre prochaines années.

Trois domaines clés où la 5G surpasse ses prédécesseurs :

Nouvelle norme RAT

La norme 5G NR (New Radio) définit la nouvelle génération de spécifications de la technologie d'accès radio (RAT) pour les réseaux mobiles 5G. Aujourd'hui, 45 % des réseaux mondiaux sont compatibles avec la 5G, un chiffre qui devrait atteindre 85 % d'ici la fin de la décennie, selon un rapport récent d'Ericsson.

Capacités de découpage du réseau

Sur les réseaux 5G, les opérateurs télécoms peuvent offrir plusieurs réseaux virtuels indépendants (en plus des réseaux publics) sur la même infrastructure 5G, permettant ainsi aux utilisateurs de réaliser davantage de tâches à distance avec une sécurité renforcée.

Réseaux privés

En plus du découpage réseau, la 5G permet aux utilisateurs de créer des réseaux privés offrant une personnalisation et une sécurité renforcées. De plus en plus d’entreprises, en quête d'un meilleur contrôle et d'une plus grande mobilité pour leurs employés, se tournent vers des architectures de réseaux 5G privés plutôt que vers des réseaux publics.

L’intérêt pour les réseaux 5G ainsi que pour les appareils et applications qui y sont liés est naturellement élevé, tant chez les consommateurs que chez les dirigeants d’entreprise. Selon ce récent livre blanc d'IDC, près de 120 millions d’appareils compatibles 5G devraient être expédiés aux États-Unis d’ici la fin de 2023, soit une augmentation de 9,3 % par rapport à l’année précédente. D’ici 2027, dernière année couverte par le rapport, 155 millions d’unités devraient être expédiées, représentant un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 7,4 %.

Même si ces chiffres diffèrent dans le monde entier, un rapport de Statista fixe le taux de pénétration mondiale des smartphones compatibles 5G à 59 % en 2023, un chiffre qui devrait atteindre plus de 82 % d’ici 2027.

Mais au-delà de ces chiffres, que signifie réellement cette hausse d’intérêt ? Avec les nouvelles technologies, il est souvent difficile de distinguer les faits de l'enthousiasme. Voici un aperçu des domaines où la 5G devrait avoir un impact majeur et des changements qu’elle est susceptible d’apporter.

Soins de santé

Dans le domaine de la santé, la 5G améliore déjà l’efficacité, offre des analyses de données plus approfondies et améliore les résultats pour les patients. Sa faible latence, sa grande vitesse et sa bande passante accrue permettent aux médecins de découvrir de nouveaux traitements, d’effectuer à distance des procédures critiques à l’aide de la robotique et d’accéder aux informations des patients où qu’ils se trouvent.

Plus spécifiquement, la 5G continuera à :

• Accroître le nombre de dispositifs IdO utilisés pour surveiller à distance la santé des patients.
• Offrir une connectivité fiable avec des résultats en temps réel, permettant au personnel médical de prendre des décisions plus rapides et mieux informées sur les soins à apporter aux patients.
• Transmettre rapidement et en toute sécurité des images et vidéos HD, telles que des radiographies ou mammographies, afin que leurs résultats puissent être interprétés à distance.

Chaînes d’approvisionnement

Au fur et à mesure que la connectivité 5G se répand, les chaînes d’approvisionnement bénéficieront de ses vitesses ultra-rapides et de sa fiabilité renforcée. Les réseaux sur lesquels repose le commerce mondial sont de plus en plus numérisés, et dépendent plus que jamais des capacités de transmission de données à haut débit et des performances de la 5G pour fonctionner efficacement. Plus une chaîne d'approvisionnement est numérisée et automatisée, plus la 5G peut être utilisée pour améliorer l'efficacité, réduire les coûts et renforcer la sécurité.

Aujourd’hui, les services 5G sont déjà utilisés dans les aéroports, ports, gares et autres centres logistiques clés pour l'infrastructure des chaînes d'approvisionnement, mais leur potentiel est encore loin d’être totalement exploité. À l’avenir, la connectivité 5G jouera un rôle de plus en plus important dans l’amélioration de l’expérience tant des employés que des clients. Les programmes pilotes déjà en cours incluent des dispositifs IdO tels que des capteurs d’étagères capables de détecter une rupture de stock et de passer automatiquement une nouvelle commande, des systèmes de caisse sans personnel, ainsi que des caméras HD et des drones pour remplacer les agents de sécurité.

Réseaux sans fil fixes

Le concept des connexions sans fil « fixes » (une connexion internet offrant une expérience sans fil fluide dans une maison ou une entreprise via des ondes radio, plutôt que par câble ou fibre optique) pourrait permettre de fournir l'internet à moindre coût à un plus grand nombre de personnes et de lieux. Dans un écosystème 5G fixe, une antenne est installée sur la maison ou l'entreprise et se connecte à l'émetteur 5G le plus proche. Les réseaux sans fil fixes 5G peuvent offrir les mêmes vitesses, la même connectivité et la même fiabilité que les connexions par fibre ou câble, mais à une fraction du coût.

Selon un récent article de la Banque mondiale, l'accès à internet, et plus particulièrement à des connexions sans fil, permet à des millions de personnes de sortir de la pauvreté chaque année. Une technologie 5G capable de fournir ces mêmes avantages à un coût réduit pourrait véritablement transformer la situation, en apportant la connectivité à des communautés privées d’internet depuis des années.

Villes intelligentes

Peu d'environnements sont aussi prêts à évoluer que les centres urbains densément peuplés, où la circulation des piétons et des véhicules a longtemps entraîné des embouteillages ainsi que de la pollution de l'air et du bruit. La 5G contribue déjà à améliorer la gestion du trafic et la qualité de l'air grâce à des capteurs connectés via l'IdO, mais les innovations dans ce domaine ne feront que se multiplier dans les années à venir.

L’un des principaux domaines où les villes intelligentes pourront tirer encore plus parti de la 5G est celui de l'intelligence artificielle (IA). Des programmes pilotes sont actuellement testés pour que l'IA compatible 5G puisse aider à des tâches aussi diverses que la gestion optimisée de l'énergie ou l'acheminement des appels d'urgence. À Vienne, par exemple, WienBot, un chatbot basé sur l'IA, aide les citoyens à accomplir des tâches simples comme trouver la fontaine d'eau la plus proche ou un restaurant, mais aussi des démarches plus complexes comme le renouvellement de passeports ou l'obtention de visas de voyage.

Edge computing et IA

Enfin, l'edge computing, un cadre informatique qui repose largement sur la 5G pour effectuer des calculs au plus près des sources de données, est sur le point d'aider les entreprises à mieux contrôler leurs données et à en extraire des informations encore plus rapidement. L'un des domaines où l'edge computing est particulièrement bien positionné est le cloud computing, où l'IA exige une puissance de calcul considérable pour traiter les grandes quantités de données qu'elle analyse. Dans ce contexte, la connectivité et la fiabilité de la 5G sont essentielles pour maximiser la valeur pour les entreprises. Par exemple, l'envoi de données d'un point à un autre dans une application de chat ou de gestion financière nécessite des ressources supplémentaires qui ne seraient pas nécessaires si ces données étaient analysées directement à la source.

À l'avenir, il est possible que l'edge computing permette une analyse en temps réel des données massives par l'IA, que ce soit pour des applications de santé et de fitness, ou pour des véhicules télécommandés comme les satellites et les drones. Compte tenu de son potentiel, l'utilisation de l'edge computing compatible avec la 5G est en train de devenir la norme pour le traitement des données d'entreprise. Selon  ce livre blanc de Gartner, d’ici 2025, 75 % des données d’entreprise seront traitées par l’edge computing, contre seulement 10 % aujourd’hui.

Avant de pouvoir tirer pleinement parti de tout le potentiel offert par la 5G, il est essentiel de disposer d'une plateforme conçue spécifiquement à cet effet. IBM Cloud Satellite vous permet de déployer et d'exécuter des applications de manière cohérente dans des environnements sur site, en périphérie et dans le cloud public, le tout sur un réseau 5G. Ces solutions sont rendues possibles grâce à des communications sécurisées et vérifiables au sein de IBM Cloud.