LA 5G !
Après avoir balayé les précédentes générations de réseaux mobiles, nous pouvons un peu plus sereinement aborder ce qui nous intéresse dans le cadre de ces articles, le réseau mobile de cinquième génération.
Pour augmenter le débit, notamment pour la 5G, on cherche à élargir la bande de fréquence du signal transmis, c’est-à-dire l’écart entre la fréquence la plus faible et la plus haute du signal envoyé.
Hélas presque toutes les gammes de fréquences sont déjà exploitées. La partie du spectre réservé à la 4G n’est plus assez grande. En effet, sans évolution des réseaux mobiles, ils pourraient arriver à saturation d’ici 2022.
Si on veut intégrer plus d’objets connectés, il faut donc coloniser une ou plusieurs autres parties du spectre radio ou de grandes bandes de fréquences sont potentiellement disponibles ou prêtent à être réallouées à des bandes de fréquences 5G.
La 5G utilisera à terme des bandes de fréquences plus larges que la 4G (aux alentours des 26 GHz), aussi appelées ondes millimétriques. Comme ces ondes ont des fréquences plus élevées, elles s’atténuent plus rapidement dans l’air au fur et à mesure qu’elles se propagent. Il faut donc installer plus de station relais ou bases millimétriques. On densifie le réseau pour connecter plus de personnes et objets.
Les antennes millimétriques sont plus petites que pour la 4G. On peut dans un espace donné, associer plus d’antennes et donc augmenter la puissance reçue dans certaines directions et suivre plusieurs utilisateurs mobiles en même temps.
Les ondes s’estompent avec la distance et il faut donc déployer une myriade d’antennes (plusieurs dizaines de milliers de stations en France), pour relayer l’information.
La 5G devrait apporter des débits dont les performances inégalées pourraient être 10 fois plus rapides avec des temps de transmissions divisés par 10. La latence pourra quant à elle atteindre une milliseconde contre 35 en moyennes en 4G.
Pour rappel, le temps de latence correspond au délai de transmission d’une donnée entre son départ et son arrivée à destination.
Comme évoqué dans un précédent post, la 5G peut posséder jusqu’à 256 QAM par porteuse. Il est aussi possible d’envoyer plein de porteuses pour augmenter d’autant le débit 5G. Mais il faut pour cela pouvoir moduler et démoduler en temps réel des milliers de porteuses sur une station 5G.
On peut par ailleurs parler en même temps avec plusieurs équipements émetteurs récepteurs en même temps (MI-MO). Nécessite plus d’antennes et pour la 5G en MI-MO 8 par 8, il faut 8 entrée et sorties simultanées en même temps.
Je n’irai pas plus loin dans cette démonstration, mais sachez qu’un changement de cette taille nécessite forcément beaucoup d’investissements et de transformations comme les cœurs de réseau des opérateurs. Ce sont des changements colossaux.
La 5G pourrait même à terme atteindre dans des conditions optimales les 10 Gbit/s.
En réalité, au lancement de la 5G, les débits avoisineront plus les 100 Mbit/s et pourront dans de bonnes conditions dépasser le Gbit/s. Cela est dû au fait que nous allons au début utiliser des fréquences relativement basses et connues comme la fréquence de 3.5 GHz. Il faudra donc, au moins en France, juger sur pièce et en conditions réelles pour se faire un avis définitif.
LA 5G est prévue de fonctionner à terme sur 3 bandes de fréquences :
De 600 à 900 MHz pour les fréquences basses. Portent très loin et permettent de connecter des zones rurales à des débits cependant bien inférieurs de quelques dizaines voir dans certains cas centaines de mégas. Bandes de fréquences actuellement utilisées par la TNT. Quelques Mbit/s ou dizaines de Mbit/s.
De 1.5 à 3.8 GHz et plus précisément sur 3.5 GHz. Porte moins loin avec des débits plus élevés. Très utilisées actuellement par le 4G ou le WIFI. Elles traversent moins bien les obstacles même si cela reste correct.
Enfin, et c’est là que nous obtiendrons des débits réellement impactant, les hautes fréquences, autour de 26 GHz et au-delà seront tenir à mon sens la réelle révolution de la 5G si tant est que les antennes de ces réseaux soient déployées un peu partout en France.
Ces bandes de fréquence sont actuellement utilisées par l’armée, les satellites et les réseaux internes opérateurs. Les débits sont potentiellement énormes et les latences très faibles. Ce sont des ondes millimétriques de très hautes fréquences, ayant un rayon d’action assez court (quelques dizaines de mètres), mais potentiellement stoppé par tout type de matériaux (fenêtres, murs, etc.). Possède des débits extrêmement élevés.
De nouvelles bandes de fréquences pourront également être attribuées. On parle de bandes pouvant atteindre 71 GHz, une première pour les réseaux mobiles grand public.