Qu'est-ce que la 5G ? Article de McKinsey publié 19 décembre 2022

La 5G est la cinquième génération de technologie sans fil. Sa vitesse accrue, sa latence réduite et sa fiabilité améliorée devraient révolutionner une grande variété d'industries.

La cinquième fois, c'est le charme : la 5G, ou technologie sans fil de cinquième génération, alimente la quatrième révolution industrielle . Bien sûr, la 5G est plus rapide que la 4G. Mais la 5G est plus que (beaucoup) plus rapide : la connectivité rendue possible avec la 5G est nettement plus sécurisée et plus stable que ses prédécesseurs. De plus, la 5G permet aux données de voyager d'un endroit à un autre avec un délai nettement plus court entre la soumission et l'arrivée des données - ce délai est appelé latence.

Voici quelques gros chiffres de l' Union internationale des télécommunications . Les réseaux 5G visent à fournir :

• Volume de données mobiles 1 000 fois plus élevé par zone
• 100 fois le nombre d'appareils connectés
• Débit de données utilisateur 100 fois plus élevé
• Durée de vie de la batterie dix fois plus longue pour les communications massives à faible consommation d'énergie
• latence de bout en bout cinq fois réduite

Voici comment cela fonctionne : comme tous les réseaux cellulaires, la zone de service des réseaux 5G est divisée en sous-zones géographiques appelées cellules. Chaque cellule dispose d'antennes locales, à travers lesquelles tous les appareils sans fil de la cellule sont connectés à Internet et au réseau téléphonique via des ondes radio. Pour atteindre ses très hauts débits, la 5G utilise les bandes basses et moyennes du spectre radio  (inférieures à six gigahertz), ainsi que de toutes nouvelles bandes du spectre radio . Ce sont des ondes dites «millimétriques», diffusées à des fréquences comprises entre 30 et 300 gigahertz, qui n'étaient auparavant utilisées que pour la communication entre les satellites et les systèmes radar.

Les entreprises de téléphonie mobile ont commencé à déployer la 5G en 2019. Aux États-Unis, la couverture 5G est déjà disponible dans de nombreuses régions . Et, alors que la technologie 2G et 3G de génération précédente est toujours utilisée, l'adoption de la 5G s'accélère : selon diverses prévisions, les réseaux 5G compteront des milliards d'abonnés d'ici 2025.

Mais la 5G peut faire plus que permettre un chargement plus rapide des vidéos de chats. Cette nouvelle vitesse et cette réactivité, ainsi que les solutions de connectivité qu'elles rendent possibles, sont sur le point de transformer une grande variété d'industries.

Comment la 5G sera-t-elle utilisée ?

À ce jour, la 5G permettra quatre archétypes de cas d'utilisation clés , qui nécessiteront que la 5G tienne sa promesse de changement évolutif des performances du réseau. Elles sont:

1. Haut débit mobile amélioré . La vitesse plus rapide, la latence plus faible et la plus grande capacité rendues possibles par la 5G pourraient permettre la vidéo ultra-haute définition, la réalité virtuelle et d'autres applications avancées en déplacement.
2. Internet des objets  (IOT) . Les réseaux cellulaires existants ne sont pas en mesure de suivre la croissance explosive du nombre d'appareils connectés, des réfrigérateurs intelligents aux appareils surveillant les niveaux de batterie dans les ateliers de fabrication. La 5G libérera le potentiel de l'IoT en permettant un nombre exponentiel de connexions à très faible puissance.
3. Contrôle critique . Les objets connectés sont de plus en plus utilisés dans des applications nécessitant une fiabilité absolue, comme les systèmes de sécurité des véhicules ou les dispositifs médicaux. La latence plus faible et la résilience plus élevée de la 5G signifient que ces applications urgentes seront de plus en plus fiables.
4. Accès sans fil fixe . Les vitesses rendues possibles par la 5G en font une alternative viable au haut débit filaire sur de nombreux marchés, en particulier ceux sans fibre optique.

Quel impact la 5G et d'autres technologies avancées pourraient-elles avoir sur le monde ?

Si la 5G est déployée dans seulement quatre domaines commerciaux (mobilité, soins de santé, fabrication et vente au détail), elle pourrait augmenter le PIB mondial jusqu'à 2 000 milliards de dollars d'ici 2030. La majeure partie de cette valeur sera capturée grâce à des applications créatives de connectivité avancée.

Voici les quatre domaines commerciaux avec certains des plus grands potentiels pour générer des revenus plus élevés ou des économies de coûts :

• La connectivité sera le fondement de systèmes de mobilité de plus en plus intelligents , notamment les services d'autopartage, les transports en commun, les infrastructures, le matériel et les logiciels, etc. La connectivité pourrait créer de nouvelles sources de revenus grâce à une maintenance préventive, à des services de navigation et de covoiturage améliorés et à des offres « d'infodivertissement » personnalisées.
• Les appareils et les réseaux avancés dotés d'une connectivité améliorée pourraient transformer le secteur de la santé . Un flux de données transparent et des réseaux à faible latence pourraient signifier une meilleure chirurgie robotique. Les outils d'aide à la décision basés sur l'IA peuvent établir des diagnostics plus rapides et plus précis, ainsi qu'automatiser les tâches afin que les soignants puissent passer plus de temps avec les patients. L'analyse de McKinsey estime que ces cas d'utilisation pourraient générer jusqu'à 420 milliards de dollars d'impact sur le PIB mondial d'ici 2030 .
• Les réseaux 5G à faible latence et privés peuvent alimenter des opérations très précises dans la fabrication et d'autres industries de pointe . Les usines intelligentes alimentées par l'IA , l'analyse et la robotique avancée peuvent fonctionner avec une efficacité maximale, optimisant et ajustant les processus en temps réel. De nouvelles fonctionnalités telles que les véhicules guidés automatisés et le prélèvement de bacs et le contrôle de la qualité améliorés par vision par ordinateur nécessitent le type de vitesse et de latence fournis par la 5G à haut débit. D'ici 2030, l'impact sur le PIB du secteur manufacturier pourrait atteindre 650 milliards de dollars .
• Les détaillants peuvent utiliser des technologies telles que des capteurs, des trackers et la vision par ordinateur pour gérer les stocks, améliorer les opérations d'entrepôt et se coordonner tout au long de la chaîne d'approvisionnement. Des cas d'utilisation tels que des expériences en magasin améliorées par la connectivité et des recommandations personnalisées en temps réel pourraient faire grimper le PIB mondial jusqu'à 700 milliards de dollars d'ici 2030 .

Les cas d'utilisation identifiés dans ces seuls domaines commerciaux pourraient faire grimper le PIB mondial jusqu'à 2 000 milliards de dollars d'ici 2030 . La valeur en jeu pourrait finalement augmenter de plusieurs billions de dollars dans l'ensemble de l'économie mondiale.

Au-delà de l'industrie, la connectivité 5G a des implications importantes pour la société. Permettre à davantage de personnes de se connecter aux flux mondiaux d'informations, de communications et de services pourrait ajouter 1 500 à 2 000 milliards de dollars supplémentaires au PIB . Cela permettra de libérer davantage de potentiel humain et de prospérité, en particulier dans les pays en développement .

Qu'est-ce que la connectivité avancée et la connectivité frontalière ?

La connectivité avancée est propulsée par l' évolution continue  des technologies de connectivité existantes, à mesure que les réseaux sont construits et que l'adoption augmente. Par exemple, les fournisseurs mettent à niveau l'infrastructure 4G existante avec des superpositions de réseau 5G, qui offrent généralement des améliorations en termes de vitesse et de latence tout en prenant en charge une plus grande densité d'appareils connectés. Dans le même temps, les réseaux de fibres optiques terrestres continuent de se développer, permettant des connexions de données plus rapides partout dans le monde.

D'autre part, les technologies de pointe comme la 5G à ondes millimétriques et les constellations de satellites en orbite terrestre basse offrent un bond en avant plus radical . La 5G à ondes millimétriques est l'option mobile ultra-rapide, mais présente des défis de déploiement importants. Les satellites en orbite terrestre basse (LEO) pourraient offrir une percée dans l'étendue de la couverture. Les satellites LEO fonctionnent en diffusant le haut débit depuis l'espace, apportant une couverture aux régions éloignées du monde où l'infrastructure Internet physique n'a pas de sens pour diverses raisons. Malgré la promesse de la technologie LEO, des défis subsistent et aucun service commercial n'est encore disponible.

Comment les acteurs des télécommunications abordent-ils la transition vers la 5G ?

La 5G promet une meilleure connectivité pour les consommateurs et les organisations. Les fournisseurs de réseau, en revanche, sont résignés  à des coûts plus élevés pour déployer une infrastructure 5G avant de pouvoir en récolter les bénéfices. Ce cycle s'est produit auparavant : avec l'avènement de la 4G, les opérateurs de télécommunications en Europe et en Amérique latine ont enregistré une baisse de leurs revenus.

Face à ces réalités, les acteurs des télécommunications travaillent à développer leurs stratégies d'investissement 5G . Afin d'atteindre la vitesse, la latence et la fiabilité requises par la plupart des applications avancées, les fournisseurs de réseau devront investir dans tous les domaines du réseau, y compris le spectre, l'infrastructure du réseau d'accès radio, la transmission et les réseaux centraux. Plus précisément, les opérateurs partageront de plus en plus de parties du réseau, y compris les tours, le backhaul et même le spectre et l'accès radio, par le biais de ce que l'on appelle les accords MOCN (Multi-Operator Core Network) ou MORAN (Multi-Operator Radio Access Network). Il s'agit d'un moyen spécifique à la 5G pour les opérateurs de faire face à des charges d'investissement plus élevées avec des revenus stables.

Quelques bonnes nouvelles : la technologie 5G repose en grande partie sur les réseaux 4G, ce qui signifie que les opérateurs mobiles peuvent simplement faire évoluer leur investissement dans l'infrastructure  plutôt que de repartir de zéro. Par exemple, les opérateurs pourraient commencer par améliorer la capacité de leur réseau 4G existant en réaffectant une partie de leur spectre 2G et 3G, retardant ainsi les investissements dans la 5G. Cela permettrait aux opérateurs de minimiser les investissements alors que le potentiel de revenus de la 5G reste incertain.

Comment les acteurs des télécommunications vont-ils monétiser la 5G sur le marché B2C ?

L'essor de la 5G présente également une opportunité pour les acteurs des télécommunications de modifier leur engagement client. Alors qu'ils tiennent compte des coûts de la 5G, ils doivent également repenser la façon de facturer les clients pour la 5G . La révolution B2B 5G est déjà en marche ; sur le marché B2C, la proposition de valeur de la 5G est moins claire. C'est parce qu'il n'y a pas de cas d'utilisation 5G suffisamment convaincant, à l'heure actuelle, pour transformer la vie des personnes qui ne sont pas fortement investies dans les jeux, par exemple.

Mais malgré l'incertitude, McKinsey a tracé une voie claire  pour les organisations de télécommunications pour monétiser la 5G dans le secteur B2C. Il existe trois modèles que les opérateurs de télécommunications pourraient suivre, ce qui pourrait augmenter le revenu moyen par utilisateur jusqu'à 20 % :

• Achats impulsifs et forfaits « business class » . La technologie 5G permettra aux opérateurs de télécommunications de passer des abonnements mensuels standard à des forfaits flexibles permettant aux clients de mettre à niveau les performances du réseau quand et où ils en ressentent le besoin. Les plans de classe affaires pourraient proposer des conditions de réseau premium à tout moment. Selon l'analyse de McKinsey, 7 % des clients  sont déjà prêts à utiliser des boosters 5G et les utiliseraient en moyenne sept fois par mois si chaque boost coûtait 1 $.
• Vendre des expériences compatibles 5G . Les vitesses et la latence de la 5G permettent des expériences rationalisées et transparentes telles que les jeux multijoueurs dans le cloud, la traduction en temps réel et le streaming sportif en réalité augmentée (AR). Les recherches de McKinsey montrent que les clients sont prêts à payer  pour ces cas d'utilisation expérientielle compatibles avec la 5G, et plus encore.
• Utiliser des partenariats pour offrir des expériences compatibles avec la 5G . Lors de l'évaluation de la volonté des clients de payer pour les jeux en nuage 5G, l'analyse de McKinsey a montré que 74 % des clients  préféreraient acheter un service 5G directement à partir de l'application de jeu plutôt qu'auprès de leur fournisseur de téléphonie mobile. Pour créer une expérience transparente pour les clients, les opérateurs de télécommunications pourraient intégrer la connectivité 5G directement dans les applications ou les appareils de leurs partenaires. Cela pourrait considérablement élargir la clientèle des organisations de télécommunications.

Quel impact le COVID-19 a-t-il eu sur la connectivité IoT ?

D'une part, la pandémie a créé le besoin d'applications avec la connectivité avancée que seule la 5G peut fournir. Entre autres choses, la 5G permet les types d'applications qui aident les dirigeants à comprendre si leurs effectifs sont en sécurité et quels appareils ont été connectés au réseau et par qui.

Les technologies de connectivité avancées comme la 5G devraient également permettre les soins de santé à distance , bien que, ironiquement, la pandémie ait également consommé les ressources nécessaires pour créer l'infrastructure nécessaire à sa mise en œuvre.

Pendant la pandémie, les leaders de l'industrie 4.0 ont très bien réussi. Cela illustre le fait que les premières entreprises numériques sont plus agiles et mieux préparées à réagir aux défis imprévus.

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Comment les entreprises d'électronique de pointe et les industriels peuvent-ils bénéficier de la 5G ?

Le marché B2B de l' Internet des objets (IoT) 5G  et son développement au cours des prochaines années offrent des opportunités importantes pour les organisations d'électronique de pointe. L'IoT 5G fait référence à des archétypes de cas d'utilisation industriels rendus possibles par la connectivité plus rapide, plus stable et plus sécurisée disponible avec la 5G. McKinsey a analysé les événements entourant l'introduction de la 4G et d'autres technologies, à la recherche d'indices sur la façon dont la 5G pourrait évoluer dans l'industrie.

Nous avons constaté que de nombreuses entreprises retireront une grande valeur de la 5G IoT, mais cela viendra par vagues . Les premiers archétypes de cas d'utilisation 5G IoT à gagner du terrain seront ceux liés au haut débit mobile amélioré, suivis peu de temps après par des cas d'utilisation pour une communication ultra-fiable et à faible latence. Enfin, les cas d'utilisation de communications massives de type machine prendront encore plusieurs années. Les entreprises les mieux placées pour bénéficier de la croissance de la 5G sont les opérateurs mobiles, les fournisseurs de réseaux, les entreprises de fabrication et les entreprises de machines et d'automatisation industrielle.

Le secteur B2B est particulièrement bien placé pour bénéficier de la 5G IoT. Les opportunités à court terme les plus pertinentes pour la 5G IoT impliquent l'industrie 4.0 , ou la numérisation de la fabrication et d'autres processus de production. Le segment Industrie 4.0 représentera des ventes d'environ 22 millions d'unités IoT 5G d'ici 2030, la plupart des applications étant liées à la fabrication.

Afin de tirer parti de cette opportunité, les entreprises d'électronique de pointe devraient désormais revoir leurs stratégies . A court terme, ils devraient se concentrer sur des cas B2B similaires à ceux actuellement déployés dans le secteur B2C. À l'avenir, ils devraient se concentrer sur le développement de matériel et de logiciels adaptés à des applications spécifiques. Mais élargir le domaine des affaires est toujours quelque chose qui doit être fait avec beaucoup de soin et de considération.

Quel sera l'impact de la 5G sur l'industrie manufacturière ?

Il existe cinq applications potentielles particulièrement pertinentes  pour les organisations manufacturières :

1. Contrôle cloud des machines . Dans le passé, l'automatisation des machines dans les usines reposait sur des contrôleurs installés physiquement sur ou à proximité des machines, qui envoyaient ensuite des informations aux réseaux informatiques. Avec la 5G, cette surveillance peut en théorie se faire dans le cloud, même si cela reste pour l'instant des cas marginaux.
2. Réalité augmentée . La RA transparente rendue possible par la connectivité 5G remplacera à terme les procédures d'exploitation standard actuellement sur papier ou vidéo. Ceux-ci aideront les travailleurs de l'atelier à entreprendre des tâches avancées sans attendre les spécialistes.
3. Les yeux perceptifs de l'IA sur le sol de l'usine . La 5G permettra une analyse vidéo en direct basée sur le streaming de données vidéo en temps réel vers le cloud.
4. Décision à grande vitesse. Les usines les mieux gérées s'appuient sur des lacs de données massifs pour prendre des décisions. La 5G accélère le temps du cycle de décision, permettant la collecte, le nettoyage et l'analyse d'énormes quantités de données en temps quasi réel.
5. IdO en atelier . L'ajout de capteurs aux machines dans les usines signifie plus de données que jamais. Les débits rendus possibles par la 5G permettront l'opérationnalisation de ces nouvelles données.