Les types de 5G : lequel convient le mieux à votre organisation ?
21 mars 2024
Temps de lecture : 7 min.

La technologie 5G n’est pas une solution unique qui permet de transformer numériquement une entreprise en appuyant simplement sur un bouton. Il existe trois types de 5G, chacun ayant des cas d’utilisation et des capacités spécifiques que les dirigeants doivent bien comprendre.

La technologie 5G sans fil se décline en trois bandes (basse, moyenne et haute) qui sont définies par le spectre des fréquences radio qu'elles prennent en charge.

  • La 5G à basse bande transmet des données sur des fréquences comprises entre 600 et 900 MHz
  • La 5G à bande moyenne transmet des données sur des fréquences allant de 1 à 6 GHz
  • La 5G à haute bande couvre des fréquences comprises entre 24 et 47 GHz

Tous les grands opérateurs nord-américains, comme AT&T, Verizon et Google (et la majorité des opérateurs dans le monde), proposent ces trois bandes. Avant d’examiner les capacités offertes par chacune, intéressons-nous à la technologie 5G elle-même, à son fonctionnement, et aux raisons pour lesquelles elle suscite tant d’intérêt auprès des entreprises du monde entier.

Qu’est-ce que la 5G ?

La 5G, ou technologie mobile de cinquième génération, est une nouvelle spécification pour les réseaux sans fil développée en 2018 par le 3rd Generation Partnership Project (3DPP). Elle a pour but de guider le développement d'appareils tels que les smartphones, PC, tablettes, et bien d’autres, conçus pour fonctionner sur des réseaux 5G.

Comme ses prédécesseurs (3G, 4G, 4G LTE), la 5G transmet et reçoit des données via des ondes radio. Cependant, grâce aux améliorations en matière de latence et de bande passante, les réseaux 5G permettent des vitesses de téléchargement et d’envoi beaucoup plus élevées. Les vitesses de certains réseaux 5G peuvent atteindre 10 gigabits par seconde (Gbps), ce qui les rend particulièrement adaptés aux nouvelles technologies telles que l’intelligence artificielle (IA), le machine learning (ML) et l'Internet des objets (IdO).

À mesure que les cas d’utilisation de la 5G se multiplient, la demande pour des réseaux capables de supporter les appareils compatibles avec cette technologie augmente également. En Amérique du Nord seulement, plus de 200 millions de foyers ont déjà accès à des vitesses de connexion 5G (lien externe à ibm.com), un chiffre qui devrait doubler dans les quatre prochaines années.

Comment fonctionne la 5G ?

Comme d’autres types de réseaux sans fil, la technologie 5G fonctionne sur une zone géographique de couverture divisée en « cellules ». Dans chaque cellule, un appareil comme un téléphone 5G, un PC ou un capteur IdO peut se connecter à Internet via des ondes radio. Cette même méthode de connexion était utilisée par les générations précédentes de réseaux sans fil, mais les améliorations technologiques liées à la 5G permettent d’atteindre des vitesses beaucoup plus importantes.

Nouvelle norme RAT

La norme 5G NR (New Radio), établie par le 3DPP en 2018, définit la nouvelle génération de spécifications de la technologie d'accès radio (RAT) pour les réseaux mobiles 5G. L'une des avancées majeures de cette norme est l’ouverture du spectre 5G au-delà de 6 GHz, des bandes de fréquences jusque-là inutilisées par les appareils mobiles.

Découpage du réseau

Un autre développement clé du déploiement de la 5G en 2018 est l’ajout du découpage du réseau. Cette fonctionnalité unique à la 5G permet aux fournisseurs de télécommunications de déployer des réseaux virtuels indépendants, parallèlement aux réseaux publics, en utilisant la même infrastructure. Elle offre aux utilisateurs une plus grande flexibilité lorsqu’ils travaillent à distance, tout en assurant un haut niveau de sécurité.

Réseaux privés

Grâce à la 5G, les entreprises peuvent créer des réseaux entièrement privés, offrant des fonctionnalités de personnalisation et de sécurité qui permettent à leurs employés de bénéficier de plus de contrôle et de mobilité, dans une large gamme de cas d’utilisation.

En quoi la 5G est différente des autres réseaux

La 5G est saluée pour son potentiel de transformation dans plusieurs secteurs, notamment en raison des fréquences plus élevées qu'elle exploite et de ses nouvelles capacités pour le transfert rapide et sécurisé de grands volumes de données. Depuis le déploiement de la technologie à large bande au début des années 2000, la quantité de données générées par les appareils sans fil a augmenté de manière exponentielle. Aujourd'hui, des technologies de pointe telles que l'IA et le machine learning (ML) nécessitent trop de données pour fonctionner sur les anciens réseaux. Les appareils compatibles 5G, en revanche, sont parfaitement adaptés aux applications qui demandent de grandes quantités de données. Voici quelques différences clés entre la 5G et ses prédécesseurs :

  • Empreinte physique réduite : les émetteurs 5G sont plus compacts que ceux utilisés dans les réseaux 3G, 4G et 4G LTE, et les petites cellules qui composent les zones de couverture nécessitent moins d'énergie.
  • Taux d’erreur améliorés : le déploiement de la 5G repose sur un schéma de modulation et de codage adaptatif (MCS), un système de transmission des données beaucoup plus performant que ceux utilisés dans les réseaux 3G et 4G. Par conséquent, les taux d'erreurs de bloc (BER), qui représentent la fréquence des erreurs sur les réseaux 5G, sont considérablement réduits.
  • Meilleure bande passante : en exploitant une gamme de fréquences radio plus large que les générations précédentes, la 5G peut prendre en charge un plus grand nombre d'appareils simultanément sur ses réseaux.
  • Faibles latences : La latence plus faible de la 5G, soit la mesure du temps nécessaire aux données pour se déplacer entre les appareils sur le réseau, accélère considérablement les activités comme les jeux vidéo, le téléchargement de fichier ou le travail dans le cloud par rapport aux autres types de réseaux sans fil.
Types de réseaux 5G

Voici un aperçu plus détaillé des trois types de réseaux 5G et des raisons pour lesquelles les entreprises devraient envisager leur adoption.

5G à bande basse

La 5G à bande basse fonctionne sur des fréquences comprises entre 600 et 900 MHz, très proches des fréquences utilisées par les stations de télévision et de radio. Bien qu'elle ne soit pas extrêmement rapide, cette bande est considérablement plus rapide que la 4G (jusqu'à 10 fois dans certains cas) et elle peut couvrir de longues distances et de vastes zones. Pour les utilisateurs prêts à sacrifier un peu de vitesse pour une meilleure couverture, la 5G à bande basse constitue une excellente option.

5G à bande moyenne

Bien qu'elle soit plus rapide que la bande basse, la 5G à bande moyenne n'atteint pas encore les vitesses requises pour les applications de pointe telles que l'IA, le ML et l'IdO. Elle fonctionne sur des fréquences allant de 1 à 6 GHz, ce qui lui permet de traiter des volumes de données plus importants, mais sur une zone plus restreinte. L'une des considérations importantes pour les entreprises souhaitant exploiter cette bande est que les bâtiments et autres structures solides peuvent perturber la connectivité, en particulier sur la partie supérieure de la bande passante.

5G à bande haute

La 5G à bande haute ne couvre pas de grandes distances, mais elle permet des vitesses ultra-rapides, indispensables pour les applications les plus avancées de la 5G. Cette bande représente la norme de référence pour des technologies transformatrices telles que les véhicules autonomes, la robotique et les villes intelligentes. Une grande partie de ces performances est due à la technologie des ondes millimétriques (mmWave), qui couvre un spectre compris entre 30 et 300 GHz.

  • Ondes millimétriques (wwWave) : les cas d'utilisation des ondes millimétriques sont légèrement différents de ceux des autres types de réseaux 5G, et comprennent les centres de données, la diffusion vidéo en continu, ainsi que la réalité augmentée et virtuelle (AR/VR), qui nécessitent des vitesses et des performances bien supérieures à celles offertes par les bandes basse et moyenne de la 5G. Bien que les mmWave offrent des vitesses et performances exceptionnelles, elles présentent des limitations similaires à celles des autres bandes en ce qui concerne les interruptions de ligne de visée. Par exemple, les bâtiments, le feuillage dense et même les fortes précipitations peuvent nuire aux connexions 5G mmWave.
  • Partage dynamique du spectre (DSS) : Pour faire face à certains problèmes de visibilité des fréquences 5G à bande plus haute, certains opérateurs déploient la 5G sur les fréquences généralement utilisées avec les téléphones et appareils mobiles 4G. Le partage dynamique du spectre, ou technologie DSS comme on l’appelle, permet aux organisations d’atteindre des vitesses 5G sans remplacer leur infrastructure existante.
Capacités et normes 5G

Outre sa vitesse, la 5G est plus sûre et plus fiable que les générations précédentes de réseaux sans fil, permettant ainsi d'introduire de nouvelles fonctionnalités et avantages que les entreprises devraient prendre en compte.

  • Communications ultra-fiables à faible latence (URLLC) : Les communications ultra-fiables à faible latence, ou URLLC, sont une nouvelle capacité conçue spécifiquement pour répondre aux exigences de latence et de fiabilité des applications gourmandes en données, telles que l'IdO, fonctionnant sur les réseaux 5G. Avec l'URLLC, les vitesses de communication sont instantanées, quel que soit l'emplacement physique des utilisateurs. Cette technologie permet de nombreuses applications, allant de l'automatisation à la conduite de véhicules à distance, en passant par les jeux en réalité augmentée et virtuelle (AR/VR).
  • Haut débit mobile amélioré : le haut débit mobile amélioré (eMBB) est une nouvelle norme pour les services 5G, qui augmente la bande passante et réduit la latence par rapport à la 4G. Développé par le 3GPP dans le cadre de la norme 5G NR, eMBB vise à accroître les débits de données, la bande passante et le débit sur les réseaux 5G, améliorant ainsi une large gamme de services multimédias. Les applications couvertes par la norme eMBB incluent le streaming vidéo, le gaming et les opérations en réalité augmentée/virtuelle (AR/VR).
  • Communications massives de type machine : les communications massives de type machine (mMTC) représentent une autre norme déployée par le 3GPP dans le cadre des directives 5G NR, conçue spécifiquement pour les services et applications utilisant la technologie IdO. La technologie mMTC prend en charge une architecture réseau destinée à des communications à grande vitesse et faible latence entre un grand nombre d'appareils ou de machines IdO sur un réseau unique. Des exemples d'applications incluent les réseaux de transport intelligents, les usines intelligentes et les réseaux énergétiques intelligents.
cas d’utilisation de la 5g

Grâce à sa vitesse, à ses exigences en matière de latence et à sa fiabilité, la 5G est devenue l'une des technologies les plus prometteuses aujourd'hui. Des voitures sans conducteur aux réseaux d’énergie intelligents en passant par les salles d’opération à distance, voici quelques-uns des développements les plus passionnants que la 5G rend possibles :

  • Véhicules autonomes: des taxis autonomes aux drones et aux avions sans pilote, la 5G est à l'origine de certaines des conceptions les plus avancées en matière de véhicules autonomes. Avant l'avènement de la 5G, les voitures sans conducteur relevaient du rêve, en raison des exigences en matière de données que les générations précédentes de réseaux ne pouvaient satisfaire. Aujourd'hui, les vitesses de connexion offertes par la 5G permettent des avancées majeures dans la conduite autonome ou à distance des voitures, trains, avions et autres véhicules.
  • Usines intelligentes : la 5G, en combinaison avec l'IA, le ML et la technologie IdO, rend les usines plus sûres, plus intelligentes et plus efficaces. Ces avancées concernent des domaines comme l'économie de carburant, la maintenance prédictive des équipements ou l'utilisation de caméras à distance pour prévenir les vols et assurer la sécurité sur les lieux de travail. Par exemple, dans un entrepôt, des drones et des caméras connectés via un réseau 5G permettent de localiser et transporter des marchandises plus rapidement et efficacement que des employés humains, tout en réduisant l'empreinte carbone.
  • Villes intelligentes : les villes hyperconnectées s'appuient de plus en plus sur les réseaux 5G pour favoriser l'innovation dans des secteurs comme la gestion des transports, l'élimination des déchets et la prévention des catastrophes. Certaines villes utilisent des capteurs 5G pour analyser les flux de circulation en temps réel et ajuster les feux tricolores afin de fluidifier le trafic, réduire les embouteillages et améliorer la qualité de l'air. De plus, les réseaux électriques 5G surveillent l'offre et la demande d'énergie dans les zones fortement peuplées, en utilisant des applications IA/ML pour anticiper les périodes de forte ou faible consommation.
  • Santé intelligente : le secteur des soins de santé a été l'un des premiers à bénéficier des vitesses de connexion 5G. Un exemple est la chirurgie à distance, utilisant la robotique et des flux vidéo haute définition en temps réel, connectés via un réseau 5G. Un autre exemple est la santé mobile, où la 5G permet aux travailleurs médicaux d'accéder rapidement et en toute sécurité aux dossiers des patients sur le terrain, facilitant ainsi des décisions plus éclairées et plus rapides, qui peuvent sauver des vies. Enfin, pendant la pandémie, la traçabilité des contacts et la cartographie des épidémies via la 5G ont joué un rôle essentiel pour assurer la sécurité publique.
  • Edge computing : l'edge computing, un cadre informatique qui permet de réaliser des calculs au plus près des sources de données, devient rapidement la norme pour les entreprises qui font du traitement des données l'une de leurs compétences clés. Selon  ce livre blanc de Gartner (lien externe à ibm.com), d’ici 2025, 75 % des données d’entreprise seront traitées par l’edge computing, contre seulement 10 % aujourd’hui. Cette évolution, portée par la connectivité et la vitesse de la 5G, permet aux entreprises d'économiser du temps et de l'argent tout en offrant un meilleur contrôle sur les volumes massifs de données.
Solutions 5G avec IBM Cloud Satellite

Avant que les entreprises puissent pleinement exploiter la 5G, elles ont besoin d'une plateforme adaptée. IBM Cloud Satellite permet aux entreprises de tout type de déployer et d'exécuter des applications de manière cohérente dans des environnements sur site, en edge computing et sur cloud public, le tout sur un réseau 5G. Cette solution est rendue possible grâce à des communications sécurisées et vérifiables au sein d’IBM Cloud.

Auteur
Mesh Flinders Writer